公路桥梁伸缩缝混凝土修复施工技术

杜凯健

（江苏平山交通设施有限公司，江苏 南京 211500）

桥梁伸缩缝是确保桥梁施工与内置结构稳定过渡的一种附属结构，为增强实际的建设效果，一般会将其布设在公路桥梁的外侧梁体与梁台承压截面的背墙之间，一定程度上可起到分摊外力、维持建筑物稳定的作用[1]。但是由于荷载、气温或建设材料的影响，部分桥梁的伸缩缝在使用过程中会出现裂缝、碎化、甚至断裂等问题，不仅影响桥梁的建设，还给施工人员人身安全带来威胁[2]。为解决此问题，通常会采用定向修复技术，对伸缩缝作出修补、维护，此方式虽然可以完成预期的修复目标，但是质量效果有待测定，无法确保桥梁未来能否正常使用[3]。不仅如此，部分桥梁伸缩缝的修复仅是表面的，对于深层次的裂缝并未进行实际填补，导致桥体逐渐出现塌陷一类的问题。再加上桥面荷载、外力的作用，致使公路桥梁的使用寿命受到影响[4]。因此，应对公路桥梁伸缩缝混凝土修复施工技术进行研究。与基础的修复技术相对比，本文研究的混凝土修复施工技术更加稳定、灵活，具有较强的针对性，且针对复杂的施工环境也可以较好地应对，降低出现施工故障的概率，不仅可以确保桥梁伸缩缝的实际应用效果，也可以进一步保证道路桥梁的行车安全[5]。在混凝土技术的辅助之下，加快了伸缩缝的修复进度，微膨胀高强混凝土、钢纤维混凝土的覆盖，也可以增强整体的修复质量，有利于工程维

护[6]。

1 工程概况及基础布设

本文对公路桥梁伸缩缝混凝土修复施工技术的实际应用效果进行分析与研究。考虑到最终测试结果的稳定性与可靠性，选择南京市某公路桥梁修复施工工程作为测试的主要对象。该道路桥梁全长320.15 m，为复合式施工类型，含行车道8 m，人行道2 m×1.55 m[7]。桥梁整体的承压截面5.57 m，内置的厚度0.35 m[8]。经过测定探析发现该桥梁内部存在较多不规则裂纹，约为0.2 mm~1.2 mm，在外力的作用下，一直处于延伸的状态，且伸缩缝设定位置为横向，由于年久失修，致使漏水问题严重，沥青油毡老化，横向材料、石块脱落严重。在实际施工过程中，桥梁内置的伸缩缝还出现断裂、下陷等问题，给日常通行、应用埋下了较大的安全隐患[9]。

结合实际的施工需求，进行基础性的布设，为后续的施工建设奠定基础环境。为增强建筑整体的稳固性，需要先在伸缩缝的正下方设定辅助结构，与道路桥梁内置结构关联，形成定向搭接[10]。在桥梁的底部纵横位置安装固定阀，与下方的承压柱形成垂直角度，利用钢筋对内置结构加固，并设定钢筋的预埋深度为6.5 m～32.15 m，承压柱之间的间距为5.05 m。随后对伸缩缝的主体进行处理，结合复合式衬砌结构逐步搭接盾构管片，完成对施工基础环境的搭建。最后结合对应的施工需求和标准，进行具体的施工处理。

2 施工实验过程

2.1 单层混凝土伸缩缝浇注槽预设

在对公路桥梁伸缩缝混凝土修复施工技术进行应用之前，需要对该工程施工环境预处理，并预设单层混凝土浇注槽。伸缩缝的覆盖面积一般是有限的，具有一定的过渡性，所以在修建的过程中，两侧边缘位置通过会预留一定的间距位置，采用防水材料进行填充，与内置结构形成隔断，结合该工程的建设需求，计算出边缘预留间距，具体公式为：

式（1）中：H为边缘预留间距，m；m为伸缩缝宽度，m；n为预留位置宽度，m；β为填充面积，m2；ζ1为伸缩缝的宽度，m；ζ2为预留槽宽度，m；i为抹平次数。结合得出的边缘预留间距，调整边缘位置和伸缩缝之间的距离。随后，利用混凝土将预留槽封堵抹平，需要注意的是，为增强后续伸缩缝的修复效果，需要采用不同的材料进行专项封堵抹平，具体见表1。

表1 浇注槽封堵抹平材料分析

结合施工标准，调整伸缩缝内置的结构体系，同时，采用单层承压的方式实现单层混凝土浇注槽的预设，为后续道路桥梁的施工奠定基础环境。

2.2 凿除承压毛勒钢筋混凝土及清缝

完成预设后，根据实际的施工需求，对承压毛勒钢筋混凝土凿除，并完成清缝处理。先使用空压机或者碾压设备对桥梁原本的毛勒缝进行碾碎处理，粉碎内置的钢筋结构，并结合承压要求，计算出凿除的深度，具体公式为：

式（2）中：G为凿除的深度，m；O1为预设碾压面积，m2；O2为实际测定的碾压面积，m2；α为凿除预留宽度，m；t为风镐距离，m；θ为背墙高度，m。根据得出的凿除深度，划定实际的毛勒钢筋分布区域，并根据深度的变化，测定桥体的整体实时承压状态，在此基础之上安装梁板、背墙，形成道路桥梁的多维搭接，如图1所示。随后，对承压毛勒钢筋混凝土进行二次碾压。需注意部分槽口内部由于材料的常年填充会出现混凝土碎渣、泡沫板等杂物，为避免出现施工事故，需要结合清理设备对烘干槽口及伸缩缝进行处理。

图1 道路桥梁的多维搭接结构

2.3 填塞衬垫条及修复钢板铺垫

结合对应的施工进度，进行衬垫条及修复钢板的填塞铺垫。在实现局部混凝土和钢筋的修补之后，为提升结构的整体性和延伸性，通常会在承压截面的侧向边缘位置安装梁板及关联背墙，同时在剩余空间之内，填塞衬垫条，并使用钢板进行双层铺垫。在设定钢板的过程中，需注意如果预留缝的宽度过大，可以在填缝之后将伸缩缝表面多余位置切除。在表面加设TST弹性层，进行基础的设定，具体见表2。实现填缝后，在修复钢板的内侧均匀涂一层溶化粘结料，侧面也需要涂膜，完成定向的封堵处理。清理好密封槽底之后，利用喷热枪烘干涂料的水分，处理表面灰尘。采用实心的钢板与伸缩缝内置的结构相关联，完成支撑填充（见图2）。

表2 衬垫条及修复钢板TST弹性层基础指标设定

图2 伸缩缝内置结构支撑填充处理

在完成桥梁伸缩缝混凝土修复的基础性处理后，为避免出现钢板或者填充材料移位的情况，需要使用钉子或者定位阀门，将钢板固定在标定的位置之上，避免移动，最终实现衬垫条填塞及修复钢板的铺垫。

2.4 植筋处理

需结合施工的进度与承压状态，扩大整体的施工面积，从而实现植筋处理。需要在桥体伸缩缝的侧向边缘位置定位、钻孔，标记重点的承压区域，使用大型号的钢筋探测仪进行异常扫描，确保修复的位置不存在原有的钢筋。如果有未抽取的钢筋，适当调整钻孔的搭接位置，确保孔道顺直。

在标记的位置上利用螺杆实现两侧的搭接，并将压缩空气内设的喷嘴延伸到修复钢板的上方位置，固定之后，向外拉动喷嘴，确保其不会移位即可。利用硬毛刷清理伸缩缝内部的空间，根据伸缩缝下方承压底座的布设，植入对应数量的承压钢筋，并测算出钢筋的抗折强度，具体公式为：

式（3）中：K为钢筋的抗折强度，MPa；γ为固定口深，m；κ1为单向作覆盖距离，m；κ2为灌注距离，m；∂为钢筋弹性模量，Pa；Q为植入钢筋的数量。结合得出的数值，伸缩缝在植入钢筋的过程中，必须确保在合理的范围之内，且保证植入的端孔干燥、清洁。完成植入之后，还需要采用灌注的方式，完成伸缩缝二次加固。根据实际的加固需求，设定混凝土对应的灌注量和深度，具体见表3。

表3 伸缩缝植筋灌注量级深度设定

为符合实际的建筑施工需求，本次设定灌注量的占比为2/8即可，保证在植入钢筋的过程中伸缩缝钢筋的稳固。如果选择植入法钢筋常出现移位或者断裂等问题，可以采用少量的浇剂进行加固处理，单向旋转插入钢筋，并与后侧的螺杆形成搭接，过程中必须保证植筋的深度，促使伸缩缝的承压状态保持均匀。钢筋接头是连接道路桥梁伸缩缝的重要环节，完成钢筋的接头处理一般会采用焊接的方式，将挤压套管与螺纹钢筋接头，定向捆绑，完成最终的焊接。进一步增加伸缩缝的整体稳定性，在一定程度上起到了修复的作用，承压能力得到进一步的加强。

2.5 伸缩缝梯度结构设计

根据工程的实际施工状态，设计伸缩缝的梯度结构，进行多维度内置结构加固。需要先采用混凝土修复形式，打好梯度承压结构基础，随后，在标定的范围之内，设计一组基于功能梯度的伸缩缝承压结构，利用混凝土修复技术，完善道路桥梁承压截面的调整，具体如图3所示。随后利用混凝土快速修复技术，对桥梁伸缩缝过渡区域的承压节点进行布设，并在伸缩缝的预留槽内布置凹凸点阵，与上方的承压截面形成水平状态。此时可采用钢纤维混凝土将伸缩缝内部的剩余空间进行基底填充，与上方的微膨胀高强混凝土形成稳定的共抗，与内置的承压截面搭接，逐步形成抗压受拉修复梯度结构。可结合伸缩缝的承压状态，测定其自身的刚度，如果存在承压异常，可结合梯度设计对所承受的外在压力进行分担，缩小伸缩缝的整体受力面积，进一步增强道路桥梁建筑的稳定性。

图3 伸缩缝梯度承压截面结构

2.6 修整找平及交通运行实现修复

在完成对伸缩缝梯度的设计之后，对修复好的桥梁伸缩缝进行修整找平处理，开放交通，测定实际的修复效果。可以在桥梁截面的中心寻找一个持平点，同时确保这个点为受力的平均点。首先找平TST弹性层，凸起抹平，下沉填充，完成后材料会逐渐渗漏至截面的空隙之中，呈现出混凝土麻面状。为增加其美观性，可以采用沥青进行磨平，烘干之后，伸缩缝的表面更加平整。在路面接缝处压条，覆盖2条胶带，对伸缩缝起到一定的防渗漏作用。随后开放交通，测定桥梁的承压值是否符合标准，并测定出伸缩缝的徐变系数，以此来验证最终的施工建设结果，为后续伸缩缝的修复和维护提供参考依据。

3 施工结果分析

根据上述对工程的测定与研究，最终得出实际的施工测试结果，进行深化计算，具体公式如下：

式（4）中：F为伸缩缝修复后的徐变系数，∂为实测深度，m；υ1为钢筋间距，m；υ2为挤压套管距离，m；μ为断裂韧性，kJ/m2；x为抗压强度，MPa。通过上述计算，最终可以得出实际的测试结果，具体见表4。

表4 测试结果对比分析

根据表4，可以完成对测试结果的分析：表中伸缩缝宽度的变化相当于混凝土修复的过程，随着伸缩缝宽度由3.5 m~4.5 m变化到6.5 m~8 m，抗折强度呈上涨趋势，由185 MPa增加到230 MPa，断裂韧性和徐变系数也呈上涨趋势，分别由20.34 kJ/m2增到31.29 kJ/m2，由1.03增到2.06。

4 结语

综上所述，与基础的修复技术相对比，本次所研究的混凝土修复技术更加灵活、多变，针对复杂的施工环境，实际的施工效果更好，日常的承压承重能力也更强。混凝土修复模式可以将伸缩缝的处理效果最大化，延长道路桥梁的使用寿命，且降低安全事故的发生概率，对于伸缩缝自身所存在的一些病害问题，也可以起到更好防护作用，一定程度上扩大了整体的施工范围，桥梁伸缩缝对于建筑物整体结构的破坏也会得到一定的缓解，进一步保障道路行车的安全，同时延长桥梁的使用寿命。