高速公路橋梁伸縮縫維修更換施工技術

1、高速公路橋梁伸縮縫維修更換施工技術福建建設科技2011.no.4市政與交通建設高速公路橋梁伸縮縫維修更換施工技術潘恩庭(福,)t,ijii達公路養(yǎng)護工程有限公司福州350007)摘要伸縮縫裝置是橋梁結構的重要構件之一,及時做好橋梁伸縮縫的保養(yǎng),維修,更換工作并保持伸縮縫的整體完好性,對確保橋梁結構安全,保障行車安全都具有重要意義.本文介紹了伸縮縫更換中舊縫拆除,新縫安裝就位和澆筑混凝土等各施工工序的技術要點,指出只有嚴格控制施工時各工序的質量,才能保證橋梁伸縮縫裝置在運營過程中的正常使用和滿足耐久性要求.關鍵詞高速公路橋梁伸縮縫維修更換施工技術theconstructiontechnology

2、ofmaintenanceandreplacementofhighwaybridgeexpansionjointsabstract.expansionjointsisoneoftheimportantcomponentsofbridge.itisofgreatsignificanceforthesafetyofbridgestructureandthetrafficsafetythatdowellinmaintenance,repair,replacementofexpansionjointsintimeandkeeptheirintegrity.thispaperintroducesthet

3、echnicaimainpointsofreplacementofexpansionjointsincludingdismantlingoldexpansionjoint,installingnewoneandcastingconcreteetc.itpointsoutthatonlystrictlycontrolofthequalityofeachprocessofconstructioncanensurenormalfunctionofexpansionjointsdeviceduringtheoperationtimeandmeetthedurabilityrequirements.ke

4、ywords:highway;bridge;expansionjoints;maintenanceandreplacement;constructiontechnology1概述橋梁伸縮縫作為橋梁結構中重要的組成構件之一;是為滿足橋梁縱橫向位移,梁端翹曲發(fā)生的轉角變化,用以保證橋梁上部結構在溫度變化,混凝土收縮和徐變,以及荷載作用下,在該處的變位能夠實現(xiàn),而不產生額外的附加內力,并能保證行車平順,具有伸縮,承重,防水,平整等方面的功能,使得橋梁運行平穩(wěn),伸縮自如;是為滿足將車輛垂直,水平荷載通過支承結構傳遞至橋梁梁體,具有高剛度,耐久性,整體性,滿足橋梁的路用性能要求.目前高速公路橋梁較為常用

5、的伸縮縫有d40,d80,d160,d240等模數(shù)式伸縮縫;伸縮縫裝置由邊鋼梁,中鋼梁,橫梁,位移控制箱,80mm的單元橡膠密封帶組合而成(d40,d80無中鋼梁,橫梁,位移箱);部分使用由梳齒鋼板組合而成裝置的為伸縮體的梳齒式伸縮縫.具體使用過程中如何選用伸縮縫的類型應根不同地區(qū)的溫度氣候條件,橋跨結構設計因地制宜分別選擇.橋梁伸縮縫損壞必須及時進行維修更換,避免影響橋梁結構安全,行車舒適性,交通全安;特別是在交通量相對較大的高速公路更應注重及時的養(yǎng)護和維修更換,避免不必要的損失或造成事故.本文主要以常見損壞的模數(shù)型式伸縮縫損壞更換為例,對伸縮縫更換施工中舊縫拆除,新縫安裝錨固,兩側后澆筑混

6、凝土施工等工藝施工技術要求進行分析論述.2伸縮縫裝置的損壞成因分析近年來隨著高速公路的開通運營,橋梁伸縮縫裝置的破損履見不鮮,如福建沿海某高速公路模數(shù)式伸縮縫運營不到作者簡介:潘恩庭(1978一),男,路橋工程師.從事高速公路施工養(yǎng)護工作.十年時間,近兩年,平均損壞1o條以上需要重新更換,給行車安全帶來了較大隱患.伸縮縫裝置的破損形式主要有:邊梁,中梁,橫梁等斷裂,扭曲,撓曲變形或脫落;兩側后澆混凝土開裂,破碎坑洞;伸縮縫一端頂死或一端拉裂脫開或成喇叭口;橡膠條老化破損,脫落等.伸縮縫損壞的主要原因有:2.1重交通荷截作用下的疲勞破壞:在經濟快速發(fā)展帶來的交通運輸業(yè)也不斷得到發(fā)展,交通量逐年迅

7、速增加,超限超載車輛的增加在一定程度上加重了橋梁的負擔,在粱體撓度位移,重荷載沖擊作用下伸縮縫裝置積易疲勞破壞造成四氟板磨損,鋼梁構件斷裂損.如圖1示:圖1伸縮縫中梁破損現(xiàn)狀2.2伸縮量計算不精確或設計不當,造成伸縮縫型號選擇不-3,伸縮縫偏小造成裝置損壞.建設所使用的伸縮縫位移控制箱通常是按1.5m間距設置,距離相對較寬,且大多安裝后行車的輪跡帶剛好處于兩個位移箱間的中間位置;在荷載作用下,使伸縮縫變位箱處構件正好處于所產生最大的彎市政與交通建設福建建設科技2011.no.465矩和剪力的最不利處,在長期疲勞工作狀態(tài)下造成中梁的下沉或斷裂,甚至剪斷橫梁.還有一些暗埋式伸縮縫因填縫料掉落而造成

8、路面鋪裝開裂損壞,應進行改造.2.3施工安裝不當:施工過程中對伸縮縫的施工工藝不重視或把握不當造成破損.如施工過程中過早解除定位角鋼,造成構件變形,伸縮縫安裝高程不準確與原路面縱坡,橫坡不適形成錯臺;預埋筋支撐不足,錨固不牢,后澆筑混凝土時模板安裝不牢造成漏漿或振搗不足造混凝土強度不足,特別是變位箱底部及周邊承力面不足,造成位移箱裝置變形失效損壞;或為趕通車,伸縮縫匆忙安裝,混凝土養(yǎng)護不足造成強度未達到要求形成早期損壞.2.4養(yǎng)護不及時或措施不當:橋梁在運營養(yǎng)護過程中對伸縮縫橡膠帶內砂石垃圾的清理不及時造成縫被堵死,不能自由伸縮;橡膠帶在自然環(huán)境侵蝕下老化或在清理伸縮縫時尖銳具器割破而未及時更

9、換,造成伸縮縫錨固件配件受水侵蝕而損壞.還有一些橋梁在橋面鋪裝層損壞或表處時,混合料落人縫內未及時進行清理;部分橋梁在進行橋梁微表處罩面時,罩面直接加鋪在縫兩側的混凝土上,雖只加高了不到lcm,但與伸縮縫面形成高差,在行車荷載作用沖擊下加劇伸縮縫的疲勞破損.局部混凝土破損未及時修復,造成破損量加大,影響伸縮錨固.2.5部分橋臺處伸縮縫,因橋臺側臺背填土沉降形成橋頭跳車,跳車沖擊造成伸縮縫損壞.甚至還有因橋臺變形位移,造成伸縮縫擠頂卡死而不能伸縮破壞,此類破壞需進行橋臺加固后進行伸縮縫維修才能解決.3施工準備和主要材料要求在已開通運營的高速公路上進行橋梁伸縮的維修更換與新建橋梁伸縮縫的安裝有著較

10、大區(qū)別,除受交通行車影響外,施工工藝相比之下也更為復雜和難把握.3.1交通安全布控高速公路因交通行車運營的需要,不能在封閉狀態(tài)下進行施工,均采用邊施工邊通車的狀況下進行維修作業(yè),布控半幅施工,半幅通車,因此在進行維修前,首先要做好維修施工區(qū)域的安全布控,設置明顯的交通提示,警示標志,施工作業(yè)人員要求統(tǒng)一穿著顏色鮮艷的養(yǎng)護維修服裝,設置專職安全員做好施工期間及養(yǎng)生區(qū)間的安全布控設施維護和安全警示提醒.同時也不允許長期布控作業(yè);因此,在進行維修作業(yè)前必須做好足夠的準備.3.2材料準備施工前對需更換的伸縮縫進行準確的數(shù)量調查,因采用半幅開放交通半幅施工的方法進行,首先要按有利于行車組織,方便施工原則

11、,對伸縮縫進行分段定制,在委托專業(yè)廠家進行伸縮縫制作時,要根據(jù)分段施工特性,行車軌跡特征及結構受力要求等在分段連接處各增設一個位移箱或錨環(huán).在兩段端距邊緣30cm處,改原習慣1.5m設一個變位箱為按im間距設置變位箱(d160及以上型號伸縮縫);這樣做的目的是提高伸縮縫的整體抗疲勞破壞能力,提高使用性能,同時也是為了方便施工的需要.防水橡膠帶采用氯丁橡膠;型鋼應不低于q3458的鋼材強度,伸縮縫所用型鋼沿長度方向直線度公差應滿足1.5mm/m,全長方向直線度應滿足10mm/m的要求,伸縮縫鋼構件(型鋼,鋼板)外觀應光潔,平整,表面不得有裂紋,結疤,氣泡和夾雜,下下表面應平行,端面應切平正,長度

12、2mm的毛刺應清除.伸縮縫鋼構件組裝完成后,在伸縮縫范圍內任意位置,同一斷面處各中梁和邊梁頂面高差應imm,每條縫偏差應在一22mm間.受交通行車影響,盡量做到縮短施工工期,在每處更換地點事先計算好混凝土數(shù)量,根據(jù)設計,經試驗的配比要求備足相應的水泥,碎石,砂,鋼釬維,水等材料,在伸縮縫安裝就位錨固后即進行混凝土澆筑,保證施工的連續(xù)性;考慮為縮短養(yǎng)生期,準備適量早強劑在混凝土拌和時使用,并做好其他保濕養(yǎng)生材料.3.3主要機械設備準備為提高維修作業(yè)的效率,盡量采取機械化作業(yè),首先在每處作業(yè)點至少準備23臺空壓機風鎬鑿除舊混凝土,1臺乙炔焰割損壞的伸縮縫鋼構件,1套發(fā)電機組和2臺電焊機,輕型砂漿攪

13、拌機用于攪拌混凝土等機械設備;有條件的可聯(lián)系商品混凝土,以更方便于施工.4伸縮縫更換施工技術要點4.1拆除舊伸縮縫拆除舊伸縮縫,首先要對兩側后澆筑的混凝土進行切割,切割線位于后澆筑混凝土與橋面(路面)混凝土交界線,要求切割順直;若橋面是采用瀝青混凝土路面的則不需要進行切割,在風鎬破碎時注意盡量不要損壞接茬的瀝青混凝土路面.舊混凝土破碎采用空壓機風鎬沖擊孔擴壓破碎,必要時采用先沖孔,在孔內套塞鋼片和粗鋼釬進行人工錘擊破碎;混凝土破碎鑿除舊時注意做好深度控制,只鑿除后澆筑的混凝土,不得破壞梁體端部混凝土和鋼筋,以免影響梁體受力或預應力損失.破開舊混凝土后,利用乙炔焰割斷舊伸縮縫構件,切割時注意保留

14、原縱向,豎向的梁端預埋錨固鋼筋,以備新伸縮縫安裝時能繼續(xù)得到錨固支撐.鑿除舊伸縮縫時,注意不要將混凝土破碎塊掉落梁端縫中,對不慎掉入的施工垃圾在安裝新伸縮縫前應全部清理干凈,避免影響梁體,臺墩帽,支座的正常工作;所有施工垃圾應裝入編織袋中,統(tǒng)一運至高速公路以外的棄料場堆放.4.2伸縮縫安裝錨固舊伸縮縫拆除后,新伸縮縫安裝前,要做好預留槽的清理工作,將槽池底面,側面清理平順整齊槽內不得留有松散塊或破碎塊,;整理預埋筋,對施工中不慎割斷的預埋筋進行補充植筋;并檢查預留槽對新伸縮縫裝置的空間要求,特點對新伸縮縫增加的位移箱處若新位置上原沒有預埋筋,必須進行縱向拉筋和豎向支撐筋的補植,一般在每個位移箱

15、的四角,各側面中間應各設置一根豎向支撐筋,以保證位移箱有足夠的受力支撐點,確保伸縮縫的施工質量.同時植筋間距以橋梁中66福建建設科技2011.no.4心線為準,向兩側以所裝伸縮縫位移位箱毛間距尺寸均勻布置.植筋應采用植筋膠或環(huán)氧樹脂,通過鉆孔植筋,深度不得小于15cm,植筋鉆孔時注意不要損壞梁端鋼筋或造成梁端砼掉塊.如圖2:圈2伸縮縫安裝錨定現(xiàn)場伸縮縫安裝時考慮安裝溫度要求,使伸縮縫裝置的縫隙寬度正好符合要求,伸縮縫的中間軸線與梁端縫中線相一致;安裝就位后,用3m水平尺和塞尺對伸縮縫的縱坡,橫坡,高程進行反復調整,反復校調伸縮縫型鋼頂面與兩側路面的標高,使之與原橋面鋪裝路面相齊平,一般型鋼表面

16、略低于路面標高12rmm調整完成后對伸縮縫進行鎖定.從中間向兩端先點焊固定伸縮縫,然后檢查復位,確定符合要求后,再由中間向兩端補焊,每處焊縫長度不小于40mm.要確保每個位移箱,錨環(huán)均與預埋筋焊接牢固;焊接完成后,即可及時解開縫寬鎖定鋼片.如果在施工時伸縮縫寬不符合安裝溫度的要求,可先將一根邊梁和預埋筋焊接固定,再從中間向兩端逐步割除固定鎖片,調整好間隙和高度后再時行焊接,但應注意解開鎖片后縫寬的均勻,中梁與邊梁的平行.4.3澆筑兩側混凝土兩側后澆筑混凝土一般采用c50鋼纖維混凝土.伸縮縫安裝就位并錨固后即進行兩側混凝土澆筑,不應長時間放置,避免因行車誤入碾壓伸縮縫,造成伸縮縫變形或造成事故傷

17、害.混凝土澆筑前應采用高壓水對槽內的粉塵進行沖洗,不留任何殘留物,對進行混凝土切割機切槽的槽面應事先進行鑿毛,并注意槽口的垂直,并順直完整;若原為瀝青混凝土接茬啃邊的應先用瀝青混合料修補平齊.在梁端口用聚乙稀泡沫塑料片材作為模板作為端模設立,要求泡沫板安裝緊密并將縫隙塞嚴實,以防止漏漿.混凝土的配合比應嚴格按設計要求進行配料,不得使用含泥受污的碎石,砂等選擇合格材料,控制水灰比進行下料攪拌;為提高混凝土的早期強度在混凝土攪拌時可加入適當?shù)脑鐝妱?以減少養(yǎng)生期.目前伸縮縫后澆混凝土的標號一般選擇c50鋼釬維混凝土;混凝土倒人槽池內后要采用插入式振搗棒進行振搗,保證混凝土灌滿槽,特別是位移箱底部和

18、周邊,確?；炷僚c位移箱,錨環(huán)的緊密握裹,使混凝土無空洞,骨料結構均勻,無蜂窩麻面,確?；炷劣凶銐虻膹姸?混凝土表面應采用三米直板和泥刀抹平,并進行拉毛,確保澆筑后的混凝一市政與交通建設土高度與伸縮縫邊梁,原橋面鋪裝路面緊密結合和連接平整,一般可略低于兩側路面0一lmm.4.4混凝土養(yǎng)生及橡膠帶安裝混凝土澆筑初凝后即進行覆蓋土工布或舊毛氈或麻袋等起到保水保護,終凝后應及時進行酒水養(yǎng)生,保持潮濕以確保混凝土進行足夠的水化固結達到設計強度要求.在混凝土強度達到5o以上后,方可進行橡膠帶的安裝.安裝時先把縫內的泡沫模板及其他雜物全部取出清理干凈,并在邊梁或中梁的凹槽內吹除粉塵等雜物后涂抹上一層液體蠟或黃油的潤滑油后,利用專有撬桿工具將橡膠條嵌入凹槽內,即完成伸縮縫的安裝.當混凝土強度達到90%以上時方可開放交通,混凝土一般需要養(yǎng)生7天時間.4.5其他要求當混凝土強度達到要求,即施工完成后清理好現(xiàn)場,開放交通.因高速公路通行要求,我們采用的是分側兩段分別更換施工,一側施工完后,將布控設施移至別一側圍護進行布控施工.兩側分別施工需要注意的關鍵點是,在后施工伸縮縫安裝完成后與前施工好伸縮縫的對點焊接,要求焊縫點不得設在車行輪跡帶位置,建議設在車道分界線位為宜,其要求在伸縮縫定制時就要準確定位好,要保證焊縫的強度和質量.伸縮縫更換施工中盡量做好引導過往車輛,車速要求