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摘要桥梁伸缩缝指的是为满足桥面变形的要求,通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩缝。要求伸缩缝在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向,均能自由伸缩,牢固可靠,车辆行驶过时应平顺、无突跳与噪声;要能防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞;安装、检查、养护、消除污物都要简易方便。
关键词桥梁伸缩缝;施工技术;质量控制
中图分类号U445文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)081-0085-01
1桥梁伸缩缝概述
桥梁伸缩缝是指为适应材料胀缩变形需要而在桥梁上部结构中设置的间隙。为使车辆平稳通过桥面,在桥梁伸缩缝处设置的由橡胶和钢材等构件组成的各种装置称为伸缩缝装置。当前,对于桥梁伸缩缝一般有对接式、钢制支承式、组合剪切式、模数支承式以及弹性装置。①对接式伸缩缝。对接式伸缩缝装置,更具其构造形式和受力特点的不同,可分为填塞对接型和嵌固对接型两种。填塞对接型伸缩装置是以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填塞缝隙,伸缩体在任何情况下都处于受压状态。②钢制支承式伸缩装置。当桥梁的伸缩变形量超过50mm时,常采用钢质伸缩装置。该伸缩装置当车辆驶过时往往由于梁端转动或挠曲变形而产生拍击作用,噪声大,而且容易使结构损坏。因此,需采用设有螺栓弹簧的装置来固定滑动钢板,以减少拍击和噪声,该伸缩缝的构造相对复杂。③组合剪切式(板式)橡胶伸缩装置。该装置是利用各种不同断面形状的橡胶带作为填嵌材料的伸缩装置。由于橡胶富有弹性,易于粘贴,又能满足变形要求且具备防水功能。因此,目前在国内、外桥梁工程中已获得广泛应用。④模数支承式伸缩装置。板式橡胶制品这一类伸缩装置,很难满足大位移量的要求;钢制型的伸缩装置,很难做到密封不透水,而且容易造成对车辆的冲击,影响车辆的行驶性。⑤弹性体伸缩装置。弹性体伸缩装置分为锌铁皮伸缩缝和TST碎石弹性伸缩缝,弹性体伸缩装置是一种简易的伸缩缝装置,对于中小跨径的桥梁,当伸缩量在20mm-40mm以内时可以采用TST碎石弹性伸缩缝装置,是将特制的弹塑性材料TST加热熔化后,灌入经过清洗加热的碎石中,即形成了TST碎石弹性伸缩缝,碎石用以支持车辆荷载,TST弹塑性体在一25℃～60℃条件下能够满足伸缩量的要求。
2伸缩缝主要施工技术
伸缩缝类型是设计者综合考虑公路等级、梁体长度及结构特点等因素选定的,不同类型的伸缩装置有不同的特点。虽然不同类型的伸缩装置从适用梁体伸缩的角度来看,设计上能够满足使用要求,但从使用效果来看,对行车影响及伸缩装置自身耐久性方面有所不同。本文对某公路桥梁伸缩缝施工技术进行分析,其具体的施工工艺如下:
放线过程中找出梁端间隙的中心线,按照设计的位置及尺寸准确画线,保证伸缩装置能够对称放在梁端伸缩间隙上。
清理伸缩缝范围内的沥青混凝土路面及回填物,特别是将伸缩缝内及墩顶上的杂物彻底清除干净,从而保证伸缩缝能自由伸缩,梁与梁、梁与背墙之间的距离达到规范要求,且新浇混凝土与旧混凝土的接触面应进行凿毛处理,使新旧混凝土能充分结合。
整理预埋钢筋:按照设计图纸对歪倒变形钢筋扶正,对于预埋钢筋数量不足的部位进行补筋,方法是利用铺装层钢筋或吊装梁用钢筋代替预埋钢筋,或将所补筋与预埋钢筋从下部用钢筋焊接。
缝宽调节:若按施工温度计算的伸缩装置的预留缝宽与安装时的温度不符,应将缝宽按照设计图纸进行调整。安装时应考虑气温的变化,CQF型伸缩缝为整体安装,出厂时钢梁用U型卡焊接固定,如安装前现场计算的钢梁间绕宽与已固定好的缝宽有出入时,安装时还应切断U型卡,对伸缩装置缝宽进行调整。
钢筋调节及焊接:为保证加高处理后的预埋筋连接强度,可采用双面焊接,焊接长度保证钢筋5倍直径以上。安装过程中不要在型钢上任意施焊,以免型钢变形影响平整度,焊绕长度要满足规范要求。
混凝土施工:伸缩经过渡段为高标号混凝土,由于高速公路伸缩缝施工路线长,工作面多,常用罐车运输混凝土,这就要求混凝土既要达到设计强度又要具备良好的和易性,选择高效混凝土外掺剂是行之有效的方法。浇注混凝土前应将伸缩缝预留槽中杂质清理干净,旧混凝土面用清水润湿,也可以泼洒一层水泥浆。浇注过程中振捣要均匀充分,避免漏振,同时防止振捣棒破坏境塞泡沫海绵。如混凝土厚度超过规范要求,应分层浇注。浇注混凝土过程中采取防护措施,防止混凝土污染路面。混凝土终凝前适当时间进行拉毛处理。由于混凝土标号高,水泥用量大且夏季施工,水份蒸发快,养生对于保证混凝土质量非常关键。根据伸缩缝施工现场特点,选用洒水并用塑料薄膜覆盖进行养生,在养生期内(7d)每天补给水以保持水分充足,避免混凝土表面出现裂隙。
3伸缩缝施工质量控制
1)对目前常用的桥梁结构而言,伸缩装置的锚固系统很难准确地埋入梁中,大部分锚固在铺装层混凝土中。由于混凝土厚度太薄上预埋件的位置干扰,施工难度大,过渡段混凝土的锚固作用实际上大打折扣,预埋件的锚固质量也大受影响。桥面采用沥青混凝土铺装,往往伸缩装置安装在先,桥面铺装在后,沥青面层和过渡段混凝土之间很难铺平,加上刚柔相接,容易产生台阶。车辆通行振动产生冲击使伸缩装置锚固系统和过渡段混凝土受力瞬时加大,而由此产生的振动又是高频振动,在反复的车辆瞬时荷载作用下,伸缩装置锚固混凝土不能保持弹性而破坏,锚固装置在反复动载震动下产生变形并与混凝土剥离,最终全部破坏。因此,要求施工队伍按照设计,精心施工是至关重要的。
2)伸缩缝安装施工是桥梁施工最后几道工序之一,为了赶上竣工通车,对最后几道伸张缝,施工人员往往容易疏忽大意,不按安装程序及有关操作要求施工。另外,伸缩装置安装后混凝土没有达到强度就提前开放交通,致使过渡段的锚固混凝土产生早期损伤,导致伸缩缝在营运环境中下降。因此施工前应合理安排好工序,进行动态调整,做好工程与进度之间两不误。
3)伸缩缝安装的质量是与施工队伍密切相关的,同日他和厂家的产品息息相关。因此,伸缩缝的安装一定要由专业安装队伍来完成,才能最大限度地保证施工质量。
4)由于桥梁施工由路基施工单位先行施工,中间检查发现施工单位对桥梁伸缩缝下的垃圾清理极为不重视,相当多的桥梁支座处垃圾较多,有关部门虽采取了各种措施,要求清理干净垃圾,但效果不佳,给桥梁工程质量留下隐患。某些省市高速公路已明确要求施工单位递交桥梁支座使用年限内不可撤消保函,以促使施工单位全面重视引起桥梁支座破坏的各种因素。
5)对桥剿申缩缝的产品质量缺乏行之有效的检测手段,今后应加强对此方面的工作。另外,在伸缩缝设计过程中要注重计算桥梁的伸缩量,并以此进行选型。
4结束语
在桥梁施工过程中,只要严格控制好材料质量、施工工艺、以及现场的施工管理,根据现场条件、材料特点、气温等多种因素,采取合理的措施,就能有效地控制裂缝的产生,确保工程质量。
参考文献
[1]蓝光欣.浅谈公路桥梁伸缩缝[J].湖南交通科技,2001,(1).
[2]李扬海.等.公路桥梁伸缩缝[M].北京:人民交通出版社,1997.
关键词桥梁伸缩缝;施工技术;质量控制
中图分类号U445文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)081-0085-01
1桥梁伸缩缝概述
桥梁伸缩缝是指为适应材料胀缩变形需要而在桥梁上部结构中设置的间隙。为使车辆平稳通过桥面,在桥梁伸缩缝处设置的由橡胶和钢材等构件组成的各种装置称为伸缩缝装置。当前,对于桥梁伸缩缝一般有对接式、钢制支承式、组合剪切式、模数支承式以及弹性装置。①对接式伸缩缝。对接式伸缩缝装置,更具其构造形式和受力特点的不同,可分为填塞对接型和嵌固对接型两种。填塞对接型伸缩装置是以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填塞缝隙,伸缩体在任何情况下都处于受压状态。②钢制支承式伸缩装置。当桥梁的伸缩变形量超过50mm时,常采用钢质伸缩装置。该伸缩装置当车辆驶过时往往由于梁端转动或挠曲变形而产生拍击作用,噪声大,而且容易使结构损坏。因此,需采用设有螺栓弹簧的装置来固定滑动钢板,以减少拍击和噪声,该伸缩缝的构造相对复杂。③组合剪切式(板式)橡胶伸缩装置。该装置是利用各种不同断面形状的橡胶带作为填嵌材料的伸缩装置。由于橡胶富有弹性,易于粘贴,又能满足变形要求且具备防水功能。因此,目前在国内、外桥梁工程中已获得广泛应用。④模数支承式伸缩装置。板式橡胶制品这一类伸缩装置,很难满足大位移量的要求;钢制型的伸缩装置,很难做到密封不透水,而且容易造成对车辆的冲击,影响车辆的行驶性。⑤弹性体伸缩装置。弹性体伸缩装置分为锌铁皮伸缩缝和TST碎石弹性伸缩缝,弹性体伸缩装置是一种简易的伸缩缝装置,对于中小跨径的桥梁,当伸缩量在20mm-40mm以内时可以采用TST碎石弹性伸缩缝装置,是将特制的弹塑性材料TST加热熔化后,灌入经过清洗加热的碎石中,即形成了TST碎石弹性伸缩缝,碎石用以支持车辆荷载,TST弹塑性体在一25℃～60℃条件下能够满足伸缩量的要求。
2伸缩缝主要施工技术
伸缩缝类型是设计者综合考虑公路等级、梁体长度及结构特点等因素选定的,不同类型的伸缩装置有不同的特点。虽然不同类型的伸缩装置从适用梁体伸缩的角度来看,设计上能够满足使用要求,但从使用效果来看,对行车影响及伸缩装置自身耐久性方面有所不同。本文对某公路桥梁伸缩缝施工技术进行分析,其具体的施工工艺如下:
放线过程中找出梁端间隙的中心线,按照设计的位置及尺寸准确画线,保证伸缩装置能够对称放在梁端伸缩间隙上。
清理伸缩缝范围内的沥青混凝土路面及回填物,特别是将伸缩缝内及墩顶上的杂物彻底清除干净,从而保证伸缩缝能自由伸缩,梁与梁、梁与背墙之间的距离达到规范要求,且新浇混凝土与旧混凝土的接触面应进行凿毛处理,使新旧混凝土能充分结合。
整理预埋钢筋:按照设计图纸对歪倒变形钢筋扶正,对于预埋钢筋数量不足的部位进行补筋,方法是利用铺装层钢筋或吊装梁用钢筋代替预埋钢筋,或将所补筋与预埋钢筋从下部用钢筋焊接。
缝宽调节:若按施工温度计算的伸缩装置的预留缝宽与安装时的温度不符,应将缝宽按照设计图纸进行调整。安装时应考虑气温的变化,CQF型伸缩缝为整体安装,出厂时钢梁用U型卡焊接固定,如安装前现场计算的钢梁间绕宽与已固定好的缝宽有出入时,安装时还应切断U型卡,对伸缩装置缝宽进行调整。
钢筋调节及焊接:为保证加高处理后的预埋筋连接强度,可采用双面焊接,焊接长度保证钢筋5倍直径以上。安装过程中不要在型钢上任意施焊,以免型钢变形影响平整度,焊绕长度要满足规范要求。
混凝土施工:伸缩经过渡段为高标号混凝土,由于高速公路伸缩缝施工路线长,工作面多,常用罐车运输混凝土,这就要求混凝土既要达到设计强度又要具备良好的和易性,选择高效混凝土外掺剂是行之有效的方法。浇注混凝土前应将伸缩缝预留槽中杂质清理干净,旧混凝土面用清水润湿,也可以泼洒一层水泥浆。浇注过程中振捣要均匀充分,避免漏振,同时防止振捣棒破坏境塞泡沫海绵。如混凝土厚度超过规范要求,应分层浇注。浇注混凝土过程中采取防护措施,防止混凝土污染路面。混凝土终凝前适当时间进行拉毛处理。由于混凝土标号高,水泥用量大且夏季施工,水份蒸发快,养生对于保证混凝土质量非常关键。根据伸缩缝施工现场特点,选用洒水并用塑料薄膜覆盖进行养生,在养生期内(7d)每天补给水以保持水分充足,避免混凝土表面出现裂隙。
3伸缩缝施工质量控制
1)对目前常用的桥梁结构而言,伸缩装置的锚固系统很难准确地埋入梁中,大部分锚固在铺装层混凝土中。由于混凝土厚度太薄上预埋件的位置干扰,施工难度大,过渡段混凝土的锚固作用实际上大打折扣,预埋件的锚固质量也大受影响。桥面采用沥青混凝土铺装,往往伸缩装置安装在先,桥面铺装在后,沥青面层和过渡段混凝土之间很难铺平,加上刚柔相接,容易产生台阶。车辆通行振动产生冲击使伸缩装置锚固系统和过渡段混凝土受力瞬时加大,而由此产生的振动又是高频振动,在反复的车辆瞬时荷载作用下,伸缩装置锚固混凝土不能保持弹性而破坏,锚固装置在反复动载震动下产生变形并与混凝土剥离,最终全部破坏。因此,要求施工队伍按照设计,精心施工是至关重要的。
2)伸缩缝安装施工是桥梁施工最后几道工序之一,为了赶上竣工通车,对最后几道伸张缝,施工人员往往容易疏忽大意,不按安装程序及有关操作要求施工。另外,伸缩装置安装后混凝土没有达到强度就提前开放交通,致使过渡段的锚固混凝土产生早期损伤,导致伸缩缝在营运环境中下降。因此施工前应合理安排好工序,进行动态调整,做好工程与进度之间两不误。
3)伸缩缝安装的质量是与施工队伍密切相关的,同日他和厂家的产品息息相关。因此,伸缩缝的安装一定要由专业安装队伍来完成,才能最大限度地保证施工质量。
4)由于桥梁施工由路基施工单位先行施工,中间检查发现施工单位对桥梁伸缩缝下的垃圾清理极为不重视,相当多的桥梁支座处垃圾较多,有关部门虽采取了各种措施,要求清理干净垃圾,但效果不佳,给桥梁工程质量留下隐患。某些省市高速公路已明确要求施工单位递交桥梁支座使用年限内不可撤消保函,以促使施工单位全面重视引起桥梁支座破坏的各种因素。
5)对桥剿申缩缝的产品质量缺乏行之有效的检测手段,今后应加强对此方面的工作。另外,在伸缩缝设计过程中要注重计算桥梁的伸缩量,并以此进行选型。
4结束语
在桥梁施工过程中,只要严格控制好材料质量、施工工艺、以及现场的施工管理,根据现场条件、材料特点、气温等多种因素,采取合理的措施,就能有效地控制裂缝的产生,确保工程质量。
参考文献
[1]蓝光欣.浅谈公路桥梁伸缩缝[J].湖南交通科技,2001,(1).
[2]李扬海.等.公路桥梁伸缩缝[M].北京:人民交通出版社,1997.