无缝桥梁接线路面施工技术研究

尹 贯 需

(河北建设集团有限公司，河北 保定 071000)



无缝桥梁接线路面施工技术研究

尹 贯 需

(河北建设集团有限公司，河北 保定 071000)

介绍了无缝桥梁的含义和类型，分析了无缝桥梁接线路面构造与施工技术要求，并结合某无缝桥梁接线路面温度降低时的力学性能，总结了CRCP接线路面的施工技术要点及工艺流程，以供参考。

无缝桥梁，CRCP接线路面，构造要求，施工技术

为了消除桥梁由于膨胀而引起的变形破坏，在桥梁的建设中常常采用设置伸缩缝的方法。由于桥梁最不利位置的荷载直接作用在伸缩缝上，使伸缩缝比桥梁的其他部位先发生破坏，需要长期维护[1]才能保证伸缩缝的正常使用。伸缩缝的好坏直接影响车辆行驶的舒适度和驾驶人员的安全性，其严重时将对桥梁的耐久性和安全性产生影响。采用无缝桥梁结构，不仅可以取消伸缩缝的设置，还可以吸纳主梁的温度变形。无缝桥梁从联接技术角度来说，是桥梁的搭板、主梁与接线路面通过无缝连接形成一个整体结构。从广义的角度来说，无缝桥梁是为了取消桥墩处接缝的结构，而采用的连续桥跨、整体式墩帽、活载作用下结构。无缝桥梁提高了桥梁的耐久性比普通桥梁的抗震性能更好，同时无缝桥梁的施工、维护费用更加低廉[3]。自20世纪以来，国内外的学者开始关注无缝桥梁的设计与建设，并开始在许多国家广泛运用[4,5]。我国自20世纪90年代也开始了无缝桥梁的研究。很多研究机构在理论上对无缝桥梁进行较为深入的研究[6]。

1 无缝桥梁接线路面构造要求与施工技术

普通桥梁与连续配筋混凝土路面经过无缝连接，组成无缝桥梁的结构体系。由于采用无缝连接技术，无缝桥梁上由温度产生的变形能通过钢筋作用传递至连续配筋混凝土层并予以吸收。无缝连接方式见图1。为了满足受力性能和使用功能要求，CRCP层与贫混凝土基层间应采用沥青表处封层[7]，并在接线路面末端设置钢筋混凝土地梁[8]，切地梁与后续普通路面应在连接处设胀缝。

当桥梁所处的环境温度变化时，主梁变形通过搭板拉动作用将在贫混凝土基层和CRCP层之间产生摩擦力。当摩擦力过大时，在桥梁的前半段将出现CRCP接线路面的裂缝集中，主梁上的变形传递受阻，主梁产生较大反作用力。为了减少主梁与普通路面连接处的摩擦力，可以在混凝土路面中设置隔离层[9]。为了保证在温度变化时，CRCP层与贫混凝土基层之间的良好接触，可以将沥青表处封层设置在接线路面的连续配筋混凝土层与贫混凝土基层之间。接线路面随着温度反复的变化将受到周期性的拉压作用，在末端可能产生一定范围的位移。接线路面末端的位移较大将影响后续路面结构的连续性，造成破坏。所以常在混凝土面层与其他类型路面相连接的端部设置锚固结构，其主要形式是混凝土地梁，如图2所示。搭板传递的竖向轴力可以直接作用在混凝土地梁上，从而减弱了主梁对接线路面的拉伸和压缩作用。地梁的设置有力的分担了主梁由于变形对后续路面的不利影响，保证了桥梁的正常使用[10]。

为了保证无缝桥梁与后续普通路面能够连接顺畅，需要在连接处设置一条具有良好收缩性的胀缝。沥青纤维板和泡沫橡胶板具有良好的耐久性和适应混凝土板膨胀收缩性能，所以通常在CRCP接线路面端部地梁与后续路面的连接处，设置一条具有一定长度的沥青纤维板或泡沫橡胶板胀缝。

2 温度对主梁裂缝的影响

温度变化时，主梁的收缩变形将影响CRCP接线路面的受力性能。接线路面CRCP层可以吸纳主梁的变形。对受载状态下主梁的分析，建立在四个假设基础上：1)忽略接线路面的横向受力；2)CRCP板温度场分布均匀各向同性；3)台后填土无沉降；4)无车辆行驶通过，即路面行车载为零。当环境温度下降时，主梁发生收缩，接线路面发生弹性变形。最大拉应力出现在搭板与接线路面的连接处。当拉应力大于混凝土抗拉强度时，连接处附近出现第一条裂缝。随着主梁温度进一步降低，变形逐步增大，接线路面将逐渐出现更多的裂缝。当裂缝总宽度等于主梁变形时，裂缝将停止增加。裂缝总宽度用式(1)表示：

(1)

其中,wi为第i条裂缝宽度，m；Δl为n条裂缝宽度的总和，m。

主梁的变形可由式(2)表示：

(2)

其中,αc为混凝土线膨胀系数，αc=1×10-5℃；设计温度ΔT为混凝土的合龙温度与设计最低温度之差；l桥为主梁长,m；ld为搭板长,m。

第i条裂缝处的钢筋应力可用式(3)表示：

(3)

其中,Ψ为裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，取系数为1；Es为钢筋的弹性模量，MPa；lm为平均裂缝间距。

以下为某无缝桥梁接线路面施工工程的实例计算。其设计参数如下：桥长80.00m，搭板长度6.50m，C30连续混凝土层，温差20 ℃，配筋率0.785%。设计和施工中使用的混凝土和钢筋分别为：C30混凝土，抗拉强度为1.43MPa，弹性模量为3.0×104MPa；纵向钢筋型号为HRB335，抗拉强度335MPa，弹性模量2.0×105MPa。

平均裂缝间距lm的计算根据TJ10—74钢筋混凝土结构设计规范中计算设置螺纹钢筋的轴心受拉构件的公式，计算可得裂缝的平均间距为0.334mm。共拉伸产生20条裂缝，其中第一条裂缝距离搭板末端0.205m处，最大的裂缝宽度为0.429mm，此时钢筋上产生最大拉应力，通过式(3)可以得到最大拉应力值为257.09MPa。通过上述理论计算可以得到，该无缝桥梁接线路面施工工程满足设计和施工要求。

3 无缝桥梁接线路面工程施工

3.1 工程施工中常见问题及处理方法

使用沥青对表面进行封层、在连续配筋层浇筑混凝土浇筑和CRCP切缝，是无缝桥梁施工所面临的主要问题。通过理论研究以及多年工程实践经验，沥青表处封层时，组成沥青的骨料及骨料的粒径应严格遵守物理力学性能并且保证施工完成后沥青的碾压次数在规定的范围内。进行连续配筋层混凝土浇筑施工时，应确保钢筋绑扎焊接牢固，并严格控制施工现场的温度。掌握好CRCP切缝的时间是确保切缝质量的关键，当在完全凝固后的混凝土版面上用木条刻画出现白色痕迹时，此时便是切缝的最佳时机。

3.2 工程施工流程

根据以往的施工经验，桥梁部分和接线路面部分应同时施工，既能保证工期的顺利进行，又能节省施工时间及施工费用。桥梁施工顺序：先完成下部结构施工，之后进行主梁的安装，最后进行面板及防撞墙的施工。接线路面施工顺序：首先填筑台背及修筑路基，之后铺筑水泥基层，然后浇筑贫混凝土基层，最后进行沥青表面封层的施工。当桥梁施工与接线路面施工分别完成时，两部分施工应合并在一起完成剩下的工程：首先架设钢筋网，之后浇筑搭板、连续配筋层及地梁，然后进行CRCP切缝和胀缝的设置，最后进行沥青混凝土上面层的铺筑施工。

4 结语

本文介绍了无缝桥梁的定义和类型以及无缝桥梁和CRCP路面在国内外的发展现状，通过理论研究以及多年工程实践经验，对无缝桥梁接线路面构造、施工技术要求和CRCP接线路面在温度变化下的力学性能的分析。通过对某无缝桥梁变形的应力分析，可以确定该桥梁满足设计和施工要求，解决了无缝桥梁设计中关键的问题。最后总结了无缝桥梁接线路面的施工设计要求和施工的基本程序，为以后无缝桥梁的设计与施工提供了有利依据。

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[10]JTGD40—2002,公路水泥混凝土路面设计规范[S].

Studyonjointlessbridgeapproachpavementconstructiontechnologies

YinGuanxu

(HebeiConstructionGroupCo.,Ltd,Baoding071000,China)

The paper introduces the definition and types of jointless bridge, analyzes jointless bridge approach pavement structure and construction technology demands, and summarizes CRCP approach pavement construction technology points and technology procedures by combining with mechanical performance of jointless bridge approach pavement when its temperature decreases, so as to provide some guidance.

jointless bridge, CRCP approach pavement, structural demand, construction technology

1009-6825(2017)12-0162-02

2017-02-13

尹贯需(1982- )，男，工程师

U416.2

A