浅谈忻保高速公路桥梁伸缩缝快速修复施工

徐立东

(忻保高速公路建设管理处)



浅谈忻保高速公路桥梁伸缩缝快速修复施工

徐立东

(忻保高速公路建设管理处)

分析了高速公路桥梁伸缩缝作用、常见损坏形式、病害成因，为防止伸缩缝损坏提供针对性措施，并通过快凝干混砂浆“修速王”与普通碎石搅拌而成的混凝土在忻保高速公路桥梁伸缩缝修复施工中的实际使用情况，为类似伸缩缝修复提供借鉴。

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1 桥梁伸缩缝作用及设置要求

1.1 作用

桥梁伸缩缝，是为了防止由于材料胀缩变形而引起结构变形，使车辆能够平稳通过桥面，在桥梁的两端或连续结构的两梁端设置的间隙。主要分为对接式、钢制支撑式、橡胶组合剪切式、模数支撑式、无缝式。

1.2 设置要求

(1)能适应梁体热胀冷缩造成的自由伸缩；(2)安全、坚固； (3)通过性好，无弹跳、无噪音；(4)防漏、防阻、防一般性腐蚀；(5)排查、清污、施工、养护等工作操作简单方便。

2 隐患形式

2.1 桥头跳车

由于伸缩缝两结构梁高差、与沥青混凝土路面高差、与锚固混凝土顶面高差引起的桥头跳车。

2.2 渗漏问题

由于橡胶止水带老化、破损引起的渗漏问题。

2.3 杂物堵塞

由于伸缩缝内杂物太多引起的伸缩量减小，对橡胶止水带积压破损。

2.4 缝间距预留不足

解锁过程中，预留伸缩缝间距太小，造成积压橡胶止水带凸起、梁端受压破损，造成跳车及行车安全隐患。

2.5 伸缩装置变形

由于锚固混凝土碎裂或者结构钢筋经过荷载反复作用断裂，造成伸缩缝装置变形。

3 损坏原因

3.1 桥梁伸缩缝设计缺陷

设计时，未能充分考虑，梁端在荷载反复作用下破损后，伸缩缝作用失灵；变形量计算不合适，取用伸缩间距值时过高，导致伸缩缝损坏。

3.2 伸缩缝运输、安装过程中，对伸缩装置造成损伤

伸缩缝构造刚度很高，对运输、安装要求较高，不当的装卸、存放等，对伸缩装置造成的微小损伤，外观完好，需专业检测才能确定其完好性，但耗时、耗力、费用昂贵，一般进场后不再检测。

3.3 伸缩缝混凝土原材料选择不当

一般伸缩缝混凝土采用高强度C50混凝土，部分设计采用特殊混凝土(如钢纤维混凝土等)，这就要求对原材料严格把关，但由于其混凝土用量较少且施工场地不集中，往往形成监管薄弱环节，未进行精挑、细选，从而使伸缩缝营运质量下降，产生各类病害。

3.4 施工过程控制不严格

(1)解锁温度控制不严，造成间距放大或缩小；定位角钢位置不正确，导致伸缩装置不能正常运行；间距过宽，在车辆荷载反复作用后，剪切力以及车辆轮胎摩擦力共同作用下，将松动的橡胶止水带拉出结构角钢，产生路面抛物，影响行车安全；间距过窄，在伸缩量受限的情况下，结构角钢会损伤梁端、积压橡胶止水带，使用年限大大缩短；(2)伸缩缝的锚固钢筋焊接质量不过关，或因预埋钢筋遗漏，无法补植补救，给伸缩缝使用埋下隐患；(3)安装伸缩缝时，未能严格把握其两组结构钢梁的一致性，未能减小其焊接温度造成的变形量，受力不均，形成跳车；(4)混凝土浇筑时，前期施工准备工作不细致，构造坑槽清理不干净；混凝土入模前，对结构面未进行湿润处理，影响粘结性；混凝土抹面时，对混凝土干缩量预估不准确，混凝土面与伸缩缝钢梁顶面及沥青混凝土路面形成台阶；以上种种，使混凝土出现啃边、掉角等病害。

3.5 连续缝位置设置不完善

忻保高速公路在连续梁桥中，桥面连续时设置D160型连续缝，因其构造更为复杂，要求更为精细，一旦设置不完善，变形假缝的宽度和深度设置不规范、不统一，也会造成桥面跳车。

4 施工准备

4.1 交通管控准备

(1)制定详细的施工安全组织计划，并上报交警支队、路政大队审批，批准后方可进场施工；(2)管控设施：锥形交通标志、安全带、路栏、施工隔离墩、施工警告灯；(3)现场管控：共分警告区、上游过渡区、缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区。 警告区内设置施工标志、限速标志、可变标志或线形诱导标志，夜间应设置施工警告灯；高速公路设计时速120 km/h，最小长度1 600 m；并配备专职安全人员加强限速管理和车辆限宽管理； 上游过渡区起点至下游过渡区终点之间放置锥形交通路标，在60 km/h封闭一条车道时，上游过渡区最小长度90 m；在忻保高速桥隧密集相连时，因隧道光线较暗，且侧墙会使车辆驾驶员产生压抑感，为了提高安全性，增加该最小长度0.5倍； 缓冲区内不准堆放物品，也不准养护人员活动或工作，可设防冲撞装置，最小长度50 m，在与工作区交界处设置路栏； 工作区长度根据伸缩缝施工需要长度约30 m，在顺行车方向的下游过渡区内设置作业车辆专门进出口； 下游过渡区最小长度宜为30 m; 终止区最小长度宜为30 m； 所有交通标志、标牌、标线必须有反光功能。

4.2 施工设备、材料准备

常用工具：切割机、空压机、电焊机、20 kW发电机、立式搅拌机、振捣棒、抹面工具等；

材料：根据混凝土用量，将修速王(A、B料)、10～30 mm碎石、饮用水等放置于工作区内。

5 施工流程

5.1 开槽、清理废渣

将构造槽内破损混凝土凿除至完好混凝土面，用高压风枪将表面吹净，并将混凝土表面湿润。

5.2 焊接伸缩缝结构钢筋

尽量使焊缝长度较长；不能对直径较小的钢筋烧伤；预埋遗漏钢筋用U形钢筋代替后与相邻钢筋相连。

5.3 配料并预先搅拌

加水前按A料∶B料=1∶1干料进行充分搅拌均匀，直至混合料颜色一致，如用量较大，可分多次进行搅拌。

5.4 加碎石

A、B混合料∶碎石=1∶0.75(质量比)之内，采用10～30 mm级配碎石，并要求碎石含泥量小于0.5%。

5.5 搅拌

加入A、B混合料总质量(不含碎石)7%～8%的水，充分搅拌，直至均匀，有良好的流动性和粘结性为止。

5.6 浇筑、抹面

将搅拌完成的混凝土迅速倒入构造槽内振捣成型，初凝前多次抹面，直至表面无气泡生成并有一定强度为止；为减少通行车道行驶车辆对混凝土的影响，可在通行车道伸缩缝处铺设钢板以减小振动。

6 材料优缺点

6.1 优点

(1)强度增长快； (2)粘结性好，抗折强度高； (3)耐久性好，属无机物，不易老化； (4)匹配性好，热膨胀系数与普

通混凝土比较无明显差别，干缩率是普通混凝土的1/10，易掌握其与沥青混凝土路面、伸缩缝钢梁顶面的平整度； (5)养护简单、放行迅速；自然养护，且养护周期短，对高速公路通行能力影响较小。

6.2 缺点

(1)材料初凝过程中会有气泡出现，抹面工人必须不间断施工直至初凝，对工人抹面技术、劳动强度要求较高； (2)材料刚性较大，超过其抗压、抗折强度的外力冲击(如车祸)容易碎裂； (3)对用水量反应灵敏，一旦用水量不准确，材料也即无法使用； (4)价格较普通混凝土较贵，修复成本较高。

7 结束语

桥梁伸缩缝在高速公路安全性、舒适性等方面的重要性，对桥梁整体结构和使用寿命的影响，应受到高度重视，对伸缩缝从设计、施工、养护、运行等环节要进行全程管理。通过新材料的应用，忻保高速公路伸缩缝维修效率大幅提高，病害修补及时有效，创造了安全、畅通、舒适的行车环境。

[1] 中交公路规划设计院.公路桥梁伸缩装置(JT/T327-2004)[S]. 北京：人民交通出版社，2004：20-38.

[2] 上海市公路管理处.公路养护安全作业规程(JTG H30-2004)[S].北京：人民交通出版社，2004：31-51.

[3] 交通部公路科学研究所.道路交通标志和标线(GB5768-1999)[S].北京：中国标准出版社,1999：18-3.

2015-01-13

徐立东(1981-)，男，工程师。

U445

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1008-3383(2015)09-0100-01