公路桥梁工程施工中的伸缩缝施工技术运用探析

刘国栋

摘 要：在现代公路桥梁工程中，伸缩缝作为一项关键施工技术，发挥着调节车辆荷载与桥梁材料所引起上部结构位移量的作用，是抑制桥梁结构形变与分散结构承载负荷的重要举措，对桥梁结构质量、工程使用寿命、交通运输安全具有重要影响。因此，为科学使用伸缩缝施工技术，充分发挥技术优势，本文对公路桥梁工程施工中伸缩缝施工技术的运用进行探析，阐述技术工艺流程和操作要点，并提出质量控制措施，以供参考。

关键词：公路桥梁工程;伸缩缝;荷载

中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）07-0063-03

Application of Expansion Joint Construction Technology in Highway and Bridge Engineering Construction

LIU Guodong

（China Construction Communications Engineering Group Corporation United，Beijing 100142）

Abstract： In modern highway bridge engineering， expansion joint， as a key construction technology， plays an important role in regulating the displacement of superstructure caused by vehicle load and bridge materials. It is an important measure to restrain the deformation of bridge structure and disperse the structural load， which has an important impact on the quality of bridge structure， engineering service life and traffic safety. Therefore， in order to use the expansion joint construction technology scientifically and give full play to the technical advantages， this paper analyzed the application of expansion joint construction technology in highway and bridge engineering construction， expounded the technical process and operation points， and put forward quality control measures for reference.

Keywords： highway and bridge engineering;expansion joint;load

1 公路桥梁工程中伸缩缝施工概述

1.1 伸缩缝的作用

公路桥梁工程使用期间受过往车辆荷载、桥梁施工材料、外部气温变化等因素的影响，会产生程度不一的变形和位移现象，严重时，会破坏公路桥梁结构，缩减工程使用寿命，引发交通安全事故，造成极大的负面影响。为了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，以调节由车辆荷载环境特征和桥梁建筑材料的物理性能所引起的上部结构之间的位移和上部结构之间的连接，减小公路桥梁结构所产生的变形位移量，进而延长工程使用寿命，保证交通运输安全（见图1）。同时，伸缩缝装置还会使桥梁结构更好地适应端部位移变化，使整个梁体保持平稳状态[1]。

1.2 伸缩缝施工质量影响因素

1.2.1 材料与温度。在公路桥梁工程中，伸缩缝装置对外部环境较为敏感，在外部环境温度与空气湿度发生明显变化，或是温湿度超过限值时，会加快伸缩缝装置的老化速度。例如，若伸缩缝装置长时间处于温差较大的区域，受温度变化的影响，其将出现热胀冷缩的现象，从而导致性能削弱、金属构件锈蚀与构件脱落。同时，当工程所在区域的最低气温低于-25 ℃时，如果在工程中安装弹性伸缩缝装置，在极度严寒的条件下，装置将无法满足工程要求。

1.2.2 安装不当。在伸缩缝施工期间，可能会出现伸缩缝装置安装位置存在偏差，与桥面板和桥台被墙处于垂直错位状态以及伸缩缝接头处填缝材料硬化与砂浆脱落等问题。此外，在公路桥梁工程投运期间，伸缩缝装置所承受过往车辆车轮冲击力增大，实际使用寿命缩减。

1.2.3 荷载。从实际施工情况来看，伸缩缝装置主要被安装于梁端等构造较为薄弱、直接承受上部车辆荷载的部位。受到过往车辆荷载的反复作用，伸缩缝装置容易出现破损问题，进而引发路面开裂、大面积塌方等质量问题[2]。

2 公路桥梁工程施工中伸缩缝施工技术的运用

2.1 切缝开槽

首先，施工人员参照施工圖纸确定路面切口形式与开槽宽度，使用切缝机对桥面进行加宽切缝处理，将切缝中心作为基础点，确保两侧均匀对等，对切缝宽度与深度进行测量，如果未达到设计参数，对切缝部位进行返工处理（见图2）。其次，使用风镐等工具凿除切缝部位松散的混凝土，对槽口表面进行凿毛处理，清除缝内残余填料，检查槽内洁净度以及伸缩缝与梁体间隙，如果未达到设计要求，要采取有效处理措施，如向槽内吹入高压空气来清除残留填料。随后，理顺槽内分布的锚固筋与预埋筋，清除钢筋表面残留的锈迹，均匀涂刷防锈涂料，将弯曲钢筋校直[3]。再次，在梁端间隙内填充塑料泡沫等材料，如果槽内预埋筋数量不足，可选择在槽内设置一定数量的膨胀螺栓。

2.2 伸缩缝装置安装

首先，测量现场温度，将现场温度与伸缩缝装置的出厂温度进行对比分析，如果二者存在较大差值，则对伸缩缝施工方案进行变更调整，如调整伸缩缝定位空隙值。其次，将伸缩缝放置在槽口部位，对伸缩缝装置的安装位置、两排固定螺栓间距、标高进行测量调整，将各项参数的偏差值控制在允许范围内，如将定位宽度误差控制在2 mm内。再次，在确定伸缩缝装置位置无误后，设置若干数量焊点，选择合理的留设方式，对预埋钢筋与异性钢梁锚固钢筋进行焊接，一次性完成焊接作业，并检查焊接部位是否存在缺焊漏焊、焊肉不饱满、夹渣等质量缺陷，确保焊接牢固度与质量达到设计标准。最后，施工人员使用切割气枪等工具，去除伸缩缝装置上设置的临时性加固卡具及定位槽钢，确保装置可以自由伸缩调整。同时，在预留槽宽度达到110 mm的前提下，于槽体两侧区域设置钢筋网，将钢筋网标高设定在路面桥面标高下方3 cm处。

2.3 混凝土施工

在混凝土施工环节，首先，技术人员要根据工程情况科学制订配合比方案，例如，在所搅拌的混凝土中加入适量的抗冻剂，或是加入高强纤维材料来改善抗裂性能。随后，对混凝土温度与坍落度进行检查，如果存在混凝土离析现象，要对混凝土进行重复搅拌。其次，在混凝土浇筑过程中，提前在槽体两侧盖设土工布，严格控制混凝土浇筑速度与高度，重点观察是否存在混凝土漏浆等问题，并采取相应处理措施。再次，在混凝土浇筑完毕后，及时开展混凝土振捣作业，合理设置振点数量与分布位置，严格控制振捣棒插入深度，保持振捣棒、伸缩缝装置、预埋件的安全间距[4]。同时，控制留振时间，在混凝土表面无气泡持续冒出后，再结束振捣作业。最后，做好混凝土养护工作，在表面覆盖塑料膜薄起到保湿作用，在模板周围包裹棉帘起到保温作用，定期向混凝土表面淋洒适量水分，并采取温控措施将混凝土内外温差控制在25 ℃以内。

3 公路桥梁工程中伸缩缝施工质量控制措施

3.1 材料质量控制

为降低材料因素对伸缩缝施工质量造成的影响，首先，应定期对伸缩缝装置与混凝土等工程材料的性能质量进行检查，及时更换破损装置与劣质材料。例如，定期开展清查盘点工作，对现场所储存伸缩缝装置与材料情况加以检查，如果出现材料潮湿受损的问题，要及时更换受损材料，并采取有效的处理措施，如在材料储存区域安装除湿机与盖设防水蘸布。其次，组织开展混凝土试拌作业，依照配合比方案制备少量试样，将试样送至实验室进行检测，将检测结果与混凝土性能指标进行对比分析，从而调整配合比方案，确定水泥等原材料的最佳用量。再次，在施工前，对所使用混凝土等材料与伸缩缝装置的质量进行重复检查，及时更换破损装置与受损材料[5]。

3.2 焊接质量控制

公路桥梁工程受到温度与空气湿度等因素的影响，容易导致桥梁伸缩缝变形。对此，必须加强对伸缩缝与预埋钢筋焊接质量的管控力度，要求伸缩缝装置与预埋钢筋等总拉力保持一致，唯有如此，方可减小伸缩缝变形量。为实现这一目的，在伸缩缝焊接前，对所使用型钢的平整度与顺直度进行测量，以把型钢的顺直度、平整度、顶面与路面高差分别控制在3、2、2 mm内。随后，施工人员对现场实时温度进行测量，以现场温度为主要依据，调整伸缩缝装置与预埋钢筋的间隙。同时，还要改进伸缩缝焊接工艺，如采取分段焊接加固工艺，使用高性能电焊条，以保证伸缩缝焊接质量。

3.3 使用新型伸缩缝

从实际施工情况来看，在传统技术工艺中，需要在桥梁的跨中部位或是在桥梁路基连接的桥台部位横向设置一条构造缝，从而将桥梁结构分为两个独立的部分，防止桥梁结构受到气候温度变化影响而形成裂缝。但是，由于存在一条构造缝，在公路桥梁工程使用期间，受过往车辆荷载作用的反复冲击影响，容易造成伸缩缝破坏。同时，当伸缩缝安装质量不佳，或是伸缩缝与桥面存在较大高差时，也将造成伸缩缝破坏，难以取得理想的抗裂效果。

为此，施工企业应积极使用新型伸缩缝，从根本上解决以上问题。例如，使用新型的TST无缝伸缩缝来替代传统伸缩缝，这类伸缩缝是由高黏弹塑性材料制成的，在常温下呈现弹塑状态，在高温熔化后，灌入碎石冷却，保持为沥青砼状，可以将伸缩缝与桥面铺装层联结成整体性结构，具有良好的密封性、防水性、平整性。在工程使用期间，将持续吸收各方面的变形与振动力，起到承受车辆荷载的作用。同时，TST高黏弹性塑性材料在高温与极寒环境下不易出现变脆和流动现象，实际使用寿命较长，是一般改性沥青材料的两倍左右，在经济效益方面具有突出优势。

3.4 TST无缝伸缩缝质量控制

在使用TST无缝伸缩缝时，需要掌握以下技术要点。第一，打入膨胀螺栓。在槽口边缘50 mm处沿横向打入膨胀螺栓，将螺栓高度保持在槽口深度的一半左右，将相邻膨胀螺栓的间距保持在250 mm左右。随后，在螺栓内侧螺帽顶部钻设孔洞，在洞内插入一根钢筋，将洞内钢筋与顶端内侧区域沿顺缝设置的钢筋进行焊接连接。第二，槽口处理。使用高压水枪等设备，清除伸缩缝槽口与周边区域的灰尘污渍与杂质，将槽口烘干，并保持干燥状态，在周边梁端的缝隙内部填充海绵胶条等密封材料。随后，在槽口外露面涂刷黏合剂，对黏合剂厚度与均匀程度进行检查，将其静置15～20 min，向槽内缓慢倒入处于熔化状态的TST材料，将TST均匀涂抹在槽口侧面和底面部位，厚度控制在1.5 mm，放入跨缝钢板，要求钢板对中。第三，灌料。将槽口一端设为起始点，向另一端延伸灌入经过预热处理的砂石，再浇灌一层TST材料。同时，采取分层摊铺工艺，各摊铺层厚度等同，重复上述步骤，直至达到设计标高为止。随后，使用平板振动器与刮板等器具，对摊铺层进行振捣与刮平处理，使摊铺层高度保持在桥面铺装层上方1.5 mm处即可。对摊铺层进行封面与表面修整处理，去掉两侧挡板，静置冷却1.5 h，即可形成TST无缝伸缩缝。

4 结语

伸缩缝作为现代公路桥梁工程中一种分解桥梁结构应力的技术手段，对公路桥梁工程建设具有重要的现实意义。因此，施工人员必须深入了解伸缩缝施工技术的工艺流程与操作要点，嚴格控制各施工环节质量，保证公路桥梁工程使用安全。

参考文献：

[1]陈敏.公路桥梁施工伸缩缝质量控制探讨[J].中国建材，2018（9）：136-138.

[2]丁鹏程.高速公路桥梁伸缩缝病害原因分析及维修技术[J].科技与创新，2018（18）：68-69.

[3]李进泉.道路桥梁工程伸缩缝施工质量技术的控制研究[J].绿色环保建材，2018（9）：108-109.

[4]曹红，陈正元.浅谈公路桥梁伸缩缝的病害及养护管理[J].中小企业管理与科技，2014（33）：109-110.

[5]黄志忠.公路桥梁伸缩缝施工技术探讨[J].中国标准化，2018（24）：33.