特大桥梁弹性体伸缩缝施工技术研究

段连征

(中铁十八局集团 第一工程有限公司，河北 涿州 072750)

伸缩缝作为桥梁工程的主要组成部分，其施工质量直接影响桥梁的耐久性、使用寿命、美观性以及通车的舒适性。早期桥梁工程施工中伸缩缝多为刚性结构，虽然可以起到缓减应力集中的作用，但并不利于桥面防水，雨水会进入桥梁内腔，影响桥梁外观，侵蚀桥面内部结构，降低桥梁的整体强度和使用寿命，而且美观性不足。弹性体伸缩缝施工技术可有效解决这些问题，有效控制桥面裂缝，提升桥梁结构的稳定性，起到良好的防水效果[1]。目前很多研究和应用主要集中在弹性体伸缩缝的结构形式和材料选择上，但对弹性体伸缩缝施工技术应用的要点和注意事项研究深度不足。本文主要研究弹性体伸缩缝施工技术，希望对推广和应用弹性体伸缩缝施工技术有一定帮助。

1 工程概述

新建郑州至万州铁路湖北段ZWZQ-6标位于襄阳市南漳县长坪镇内，起讫里程D1K461+845.429—D1K467+117.700，线路全长5.272 km。主要工程项目包括区间路基362 m，桥梁9座共3 856.3 m，隧道3座共1 071 m，总计共110个墩台，弹性体伸缩缝断面示意图(见图1)共有97处，其中包括特大桥1座(桑树坪特大桥)。铁路混凝土桥梁弹性体伸缩缝技术应用于普通跨度混凝土梁端接缝的防水密封，由自身变形适应梁端伸缩的高分子弹性密封材料构成，如聚氨酯弹性体、衬垫材料、底涂料、面涂料等组成。

图1 弹性体伸缩缝断面示意图

2 弹性体伸缩缝施工工艺流程

弹性体伸缩缝施工对施工的连续性有很高的要求，因此，必须切实做好施工前的准备工作。(1)施工现场准备，先对施工作业人员进行技术、安全交底等，保证施工技术和注意事项能够交底到每位施工人员身上，提升施工人员的安全、质量意识，并充分了解弹性体伸缩缝的相关内容，了解桥面防水层和保护层的具体情况，熟悉设计图纸以及相关规范和要求。(2)准备好弹性体伸缩缝施工所需的机械设备，清理梁端挡水台和无砟轨道底座板上的各种杂物，为正式施工营造良好的条件。(3)做好试验和材料的准备工作，对进入施工现场的A组和B组两种弹性体伸缩缝材料进行全面检测，保证材料的各项性能都满足施工要求之后才能正式进行施工。弹性体伸缩缝装置施工工艺总流程见图2。

图2 弹性体伸缩缝装置施工工艺流程

2.1 保证基层相对干净

在弹性体伸缩缝施工之前，还要对基层进行全面清理，对梁缝的顺直度、平整度等进行全面系统的检查，并做好记录，尤其是梁缝宽度、长度、最低点等关键数据，需要精确把控，保证浇筑尺寸的基准点和底衬位置的精度。在本工程基层清理中采用混凝土水分测定仪进行精确测量，横桥向每隔2 m测量一次，每条梁缝至少必须测量5个点(见图3)。

图3 混凝土水分测定仪梁缝测量图

如果梁缝中的水分超过20%，要先用3 kW/h的热风机进行烘干处理，并用砂轮机对梁缝进行打磨；对于有道床板和轨道板的位置，需要对打磨设备进行加长处理后再进行打磨处理。可采用扫帚对梁端上的浮渣进行全面清理，并用吹风机将梁缝的杂物清理干净[1]。

2.2 安装衬垫

安装衬垫也是弹性体伸缩缝施工的主要步骤，衬垫安装质量和精度直接关系到弹性体伸缩缝施工的总体质量以及桥面的防水效果。因此，在安装衬垫时需要重视以下几点：

(1)按照接缝宽度合理选择衬垫的规格，并用空压机进行充气，检查衬垫是否存在漏气问题，如果漏气要及时处理或者更换新的衬垫。

(2)采用水准仪对梁面最低点进行精确定位，并用高精度水平尺和深度尺，对衬垫安装的尺寸进行全面测量，达标之后再进行下一道工序施工[2]。

(3)侧衬顶部必须高出弹性体流平面20 mm左右，以确保伸缩缝端头能够挡水。在进行衬垫安装时误差必须控制在±2 mm以内，沉淀安装完成之后，需要按照(2±0.5)m间隔沿着梁缝的长度方向全面检查底衬的定位情况，以保证弹性体伸缩缝施工的最小厚度和黏结厚度之间的误差在0～5 mm之内。衬垫安装测量示意图如4所示。

图4 衬垫安装测量示意图

2.3 底涂料施工

当衬垫施工完成之后，需要覆盖保护措施，以保证弹性体的形面相对平顺、清洁、干燥。要做好测量工作，保证衬垫各项标准都达到施工要求之后，采用胶带贴覆在梁体表面之上，以免梁体发生污染。此外，还要用毛刷对衬垫上涂料进行涂刷，控制涂料涂刷的均匀性[3]。为保证密封效果，避免发生渗漏问题，底料必须按照设计标准进行严格配制，在具体配制时每种添加料的称量误差不能超过1%。在涂刷底料之前，需要对混凝土表面进行全面清理，保证混凝土表面没有杂物和水渍，涂抹后的底料要均匀一致，不能存在底料堆积问题，涂抹厚度最大不应超过0.2 mm，且用量控制在0.4 kg/m2左右。底料涂抹完成之后，在干燥之前要做好保护，确保底涂料涂膜清洁平整，且不得使用电扇或类似工具缩短干燥时间，禁止在零下及雨雪低温天气进行底涂料施工。

2.4 弹性体浇筑施工

为保证弹性体伸缩缝施工质量，在弹性体浇筑时需要从以下几个方面进行施工。

(1)弹性体A组和B组必须严格按照使用说明书进行精确配置，配置完成之后要用高精度电子秤进行称量，保证A组和B组配置称量的误差始终小于1%[4]。

(2)将称量好的A组和B组弹性体分别加入2 kW/h浇注机料罐中，当外界温度超过15 ℃时，需要控制混合料配制后出料温度在30 ℃以上；若外界温度低于15 ℃，但大于0 ℃时，出料温度不能低于50 ℃，混合A组和B组，必须混合均匀，不能出现气泡。

(3)根据现场施工条件，可采取人工对其浇筑，为保证弹性体伸缩缝施工的均一性和可靠性，在进行弹性体伸缩缝浇筑时要将空气全部排出，控制好施工进度，保证配制的弹性体能够在30 min之内全部使用完[5]。

(4)弹性体浇筑完成后，要及时检查气泡情况。如果存在气泡，要进行气泡去除，以保证弹性体总体质量符合要求。

(5)涂料施工是弹性体浇筑的重点，为保证浇筑质量，在涂料施工前，需要对弹性体进行全方位保护，避免发生污染和损坏，为涂料施工营造良好的条件。当面涂料施工完成之后，不能立即拆除覆盖层，需要继续覆盖养护，直到弹性体全部都干燥之后再撤去覆盖[6]。

3 弹性体伸缩缝施工质量的检验

3.1 闭水试验

图5所示的闭水试验是检验弹性体伸缩缝施工质量是否达标的关键，为最大限度保证弹性体施工质量，需要对闭水试验进行严格控制。在案例工程闭水试验中，密封材料选择了硅酮密封材料，对弹性体伸缩缝进行全面封堵，试验装置主要为水箱[7]。在进行闭水试验之前，需要对弹性体伸缩缝进行全面检查，保证其彻底固化，并且表面没有任何破损之后，才能开始闭水试验。

图5 弹性体闭水试验示意图

在具体的闭水试验中，需要在水箱内注入清水，注入深度不能低于50 cm，否则难以保证闭水试验的效果。要做好水箱水位的标记工作，静置24 h之后，观察水箱中水位变化情况，如果没有渗漏，则水箱水位应该没有变化；如果水箱水位降低，需要进一步检查，确定渗漏水的具体位置，进行全面处理。在整个闭水试验中，水箱盖体要盖紧，以降低水分蒸发量。遇到高温天气或者是大风天气，仅凭观测水箱水位可能无法准确判断渗漏情况，此时需要检查梁间是否存在渗漏[8]。

3.2 静载试验

利用图6所示的弹性体伸缩缝静载试验支架及工具进行静载试验。这是判定弹性体伸缩缝施工质量的主要方法，主要机理是通过静压的方法，判断弹性体伸缩缝结构的稳定性。此时，需要用到的试验设备包括堆载架和砝码，其中堆载架的主要作用是为静载试验提供平衡和稳定，并不承载压力[9]。

图6 弹性体伸缩缝静载试验支架及工具

砝码要尽量选择金属砝码，准备多个砝码，每个砝码的重量控制在20 kg左右，在砝码中间要开设孔洞，孔洞尺寸为380 mm×100 mm×70 mm。

弹性体伸缩缝全部硬化之后，需要沿着伸缩缝的方向，每隔2.0 m设定一个测量点，每天弹性体伸缩缝上要至少布置3个测量点。确定好检测点位之后，将准备好的砝码依次加载到托盘之上，保证所有重物的重量加一起不超过80 kg[10]。然后安置支架，保证整个加载系统竖直加载，持荷1 h，观察弹性体和黏结部位是否破损。

4 结 语

弹性体伸缩缝施工和传统刚性伸缩缝相比具有很多优势，尤其是在桥面防水方面具有刚性伸缩缝无法比拟的优势，而且非常契合现代化大跨度桥梁施工的要求，值得大范围推广应用。但在具体施工中，需要结合桥梁的特点，选择有针对性的施工方法，并加强对各道工序的开展力度，才能在保证伸缩缝质量的基础上，充分发挥弹性体伸缩缝施工应有的作用和优势。