关于桥梁伸缩缝土工布嵌入防堵塞装置的探索

武美萍

（山西路桥第一工程有限责任公司，山西 太原 030006）

1 概述

伸缩缝作为高速公路桥梁设施的重要组成部分，主要用于协调自然因素引起的桥梁端部的转动和纵向位移、伸缩自由，可以保证车辆行驶通过时比较平顺，并且无突跳感及比较小的噪声。要保证伸缩缝工作状态良好，就需要保证桥梁伸缩缝内部无污物、无泥土等，及时对桥梁伸缩缝进行科学的检查维护。

某养护工区所辖路段主线有伸缩缝88道（发生过堵塞的共31道69次，堵塞情况频繁，主要为泥土+砂子+铁销），为确保其正常运行，按照公司规定每月对其进行1次清理（单独清理1道伸缩缝的平均总作业时间为81 min，封路时间较长，见表1。清理1道伸缩缝平均费用为75元，清理88道伸缩缝1次费用为6 600元，清理伸缩缝费用较高，见表2）；由于车流量逐年增加，拉抛洒物车辆较多，伸缩缝容易堵塞，清理伸缩缝封路作业时间长容易堵车，而且对过往车辆及作业人员存在较大的安全风险，清理费用较高，并且工作效率较低，很大程度上浪费人力、财力；且要封闭两个车道作业时容易形成“瓶颈现象”，这成为工区目前首要解决的问题。

表1 伸缩缝清理时间测算表 min

表2 伸缩缝清理费用统计表

为了减少桥梁伸缩缝装置本身的养护带来的问题，公司把“如何能防止抛洒物掉进桥梁伸缩缝，消除现存的弊端”作为“节能创效”的课题来研究。通过对市场调查发现：市场并没有相关安装桥梁伸缩缝防堵塞装置，只能通过自己实际情况进行研发，提出了3个方案并进行比较。

1.1 方案一 搭接板式装置

a）吸震性能上 车辆行驶过程有颠簸感；

b）整体比较美观；

c）是否脱落 铁屑、铁钉等也没有被轮胎碾压而嵌入；但有掉入砂子、石子现象，吸震性能差，存在脱落问题。

1.2 方案二 橡胶条植入装置

a）吸震性能上 车辆行驶过程无颠簸感；

b）整体比较美观；

c）是否脱落 能有效避免砂子、石子的掉入，但会有铁屑、铁钉等被轮胎碾压而嵌入，吸震性能好，外观美，但容易脱落。

1.3 方案三 土工布嵌入装置

a）吸震性能上 车辆行驶过程无颠簸感；

b）整体比较美观；

c）是否脱落 不脱落。

3项指标上能满足要求，最终选择用了土工布嵌入装置，而且费用上来说也是相对低的（见表3）。

表3 各方案1道伸缩缝费用比较表 元

2 适用范围

适用于公路大、中、小桥梁伸缩缝防堵塞的施工。

3 工艺原理

通过对U型卡槽制作，将EPS苯板压入U型卡槽内，制作成土工布嵌入装置，然后将其与伸缩缝紧密吻合，用沥青密封胶灌封，24 h后方能使用，该装置能有效避免抛洒物等落入其内，使伸缩缝清理次数由原来每月1次降为0次。

4 材料与设备

为保证工程质量和外观美观，对施工中的主要材料、设备等进行了严格的控制，具体如下。

4.1 采用主要材料

a）彩花铁皮 厚度为0.000 8 m，1块铁皮面积为2 m2，易折，回弹能力好，弯曲180°后，板基无龟裂、断裂。

b）EPS苯板 该材料质轻、弹性好，方便加工，玻璃纤维，气泡状，柔韧，平均抗压强度0.8 MPa，方便拆剪。

c）密封胶 选用高速公路灌缝专用胶，该材料耐气候变化影响，标准黏度C25.315-42S，与矿料的黏附性、裹覆面积大于等于2/3，虽成本高，但黏性好，不脱落。

4.2 施工人员、设备的配制

应满足施工的需求。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

施工放样→制作U型槽→苯板的加工处理→组U型槽与苯板一体→对桥梁安装→对安装好的土工布嵌入装置进行现场测试。

5.2 施工操作要点

5.2.1 调查研究绘制伸缩缝堵塞装置设计图（见图1）

5.2.2 U型卡槽及苯板制作过程

5.2.2.1 制作U型槽

U型槽两侧面高度均为4 cm，上下宽度根据桥梁伸缩缝宽度确定，按设计图纸进行剪切，精确度以mm控制（见图2）。

图1 伸缩缝堵塞装置设计图（单位：cm）

图2 U型槽设计图（单位：cm）

5.2.2.2 苯板的选择

苯板宽度根据U型槽宽度确定，高度为5 cm，表面平整（要求四面平整度为100%）、光滑、无凹凸、无伤痕等（见图3）。

图3 苯板拆剪

将苯板压入U型槽内，使其紧密相扣，填满整个U型槽内，目视无缝隙，苯板要比U型槽高1 cm(见图 4)。

图4 U型槽与苯板一体

5.2.3 现场安装

将制作好的U型卡槽、苯板一体装置装入到伸缩缝处的缝隙处，使其紧密扣合，用溶解的密封胶灌封嵌入伸缩缝的U型装置，并对其平整度进行检测。检测平整度在±3 mm标准范围，合格率就达到了 100%（ 见图 5）。

图5 现场灌密封胶

5.2.4 现场测试

某养护工区专门成立了5人的检测小组，先后12次对某桥梁伸缩缝安装防堵塞装置后的情况进行跟踪观察结果为：

a） 平整度 检测为1.5 mm、2 mm、2 mm、3 mm（平整度允许范围：±3 mm，方法：卡尺测量），检测平整度在标准范围，合格率达100%。

b）吸震性 无颠簸（标准：车辆通过无颠簸感；方法：现场测试）。

c）是否美观 美观（标准：美观；方法：现场观察）。

d）是否脱落 不脱落（标准：不脱落；方法：现场观察）。

试验收得可喜成果后，对养护区所有的桥梁伸缩缝安装了土工装置，并对已安装的伸缩缝运行状况进行巡查并记录（时间为1个月），检测跟踪观察发现未发现石子、砂子等抛洒物掉入伸缩缝，并且土布装置不脱落，也无铁屑、铁钉等嵌入现象，车辆行驶平稳，无堵塞现象发生。

6 在实际工作应用

6.1 社会效益

采取了土工布伸缩缝防堵塞U型装置后，清理伸缩缝不进行封路作业，大大降低了安全风险，提高了车辆的通过性和行驶平稳性，降低了养护成本，为节能减排做出了贡献，使驾驶员满意率达到了100%（ 见表 4）。

表4 顾客满意度调查表

6.2 经济效益

以往1道伸缩缝1年的平均清理费用为900元，改装后的1道伸缩缝平均费用为722元，每道伸缩缝节约178元，88道伸缩缝节约15 664元，并且以后每年都不用组织清理伸缩缝，每年可节约7万余元。