高速公路橋梁伸縮縫維修更換施工技術(shù)

1、高速公路橋梁伸縮縫維修更換施工技術(shù)福建建設(shè)科技2011.No.4市政與交通建設(shè)高速公路橋梁伸縮縫維修更換施工技術(shù)潘恩庭(福,)t,IJII達(dá)公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司福州350007)摘要伸縮縫裝置是橋梁結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件之一,及時(shí)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(jié)構(gòu)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(shù)要點(diǎn),指出只有嚴(yán)格控制施工時(shí)各工序的質(zhì)量,才能保證橋梁伸縮縫裝置在運(yùn)營過程中的正常使用和滿足耐久性要求.關(guān)鍵詞高速公路橋梁伸縮縫維修更換施工技術(shù)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(jié)構(gòu)中重要的組成構(gòu)件之一;是為滿足橋梁縱橫向位移,梁端翹曲發(fā)生的轉(zhuǎn)角變化,用以保證橋梁上部結(jié)構(gòu)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?qū)崿F(xiàn),而不產(chǎn)生額外的附加內(nèi)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(yùn)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(jié)構(gòu)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(yīng)根不同地區(qū)的溫度氣候條件,橋跨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因地制宜分別選擇.橋梁伸縮縫損壞必須及時(shí)進(jìn)行維修更換,避免影響橋梁結(jié)構(gòu)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(yīng)注重及時(shí)的養(yǎng)護(hù)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(cè)后澆筑混

6、凝土施工等工藝施工技術(shù)要求進(jìn)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(yùn)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(yùn)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(hù)工作.十年時(shí)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(cè)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(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來的交通運(yùn)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(fù)擔(dān),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(gòu)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(jì)算不精確或設(shè)計(jì)不當(dāng),造成伸縮縫型號選擇不"-3,伸縮縫偏小造成裝置損壞.建設(shè)所使用的伸縮縫位移控制箱通常是按1.5m間距設(shè)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(gè)位移箱間的中間位置;在荷載作用下,使伸縮縫變位箱處構(gòu)件正好處于所產(chǎn)生最大的彎市政與交通建設(shè)福建建設(shè)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

8、料掉落而造成路面鋪裝開裂損壞,應(yīng)進(jìn)行改造.2.3施工安裝不當(dāng):施工過程中對伸縮縫的施工工藝不重視或把握不當(dāng)造成破損.如施工過程中過早解除定位角鋼,造成構(gòu)件變形,伸縮縫安裝高程不準(zhǔn)確與原路面縱坡,橫坡不適形成錯(cuò)臺;預(yù)埋筋支撐不足,錨固不牢,后澆筑混凝土?xí)r模板安裝不牢造成漏漿或振搗不足造混凝土強(qiáng)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?yàn)橼s通車,伸縮縫匆忙安裝,混凝土養(yǎng)護(hù)不足造成強(qiáng)度未達(dá)到要求形成早期損壞.2.4養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或措施不當(dāng):橋梁在運(yùn)營養(yǎng)護(hù)過程中對伸縮縫橡膠帶內(nèi)砂石垃圾的清理不及時(shí)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(shí)尖銳具器割

9、破而未及時(shí)更換,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(shí),混合料落人縫內(nèi)未及時(shí)進(jìn)行清理;部分橋梁在進(jìn)行橋梁微表處罩面時(shí),罩面直接加鋪在縫兩側(cè)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(shí)修復(fù),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(cè)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(jìn)行橋臺加固后進(jìn)行伸縮縫維修才能解決.3施工準(zhǔn)備和主要材料要求在已開通運(yùn)營的高速公路上進(jìn)行橋梁伸縮的維修更換與新建橋梁伸縮縫

10、的安裝有著較大區(qū)別,除受交通行車影響外,施工工藝相比之下也更為復(fù)雜和難把握.3.1交通安全布控高速公路因交通行車運(yùn)營的需要,不能在封閉狀態(tài)下進(jìn)行施工,均采用邊施工邊通車的狀況下進(jìn)行維修作業(yè),布控半幅施工,半幅通車,因此在進(jìn)行維修前,首先要做好維修施工區(qū)域的安全布控,設(shè)置明顯的交通提示,警示標(biāo)志,施工作業(yè)人員要求統(tǒng)一穿著顏色鮮艷的養(yǎng)護(hù)維修服裝,設(shè)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(shè)施維護(hù)和安全警示提醒.同時(shí)也不允許長期布控作業(yè);因此,在進(jìn)行維修作業(yè)前必須做好足夠的準(zhǔn)備.3.2材料準(zhǔn)備施工前對需更換的伸縮縫進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)量調(diào)查,因采用半幅開放交通半幅施工的方法進(jìn)行,首先要按有利于行車組織,

11、方便施工原則,對伸縮縫進(jìn)行分段定制,在委托專業(yè)廠家進(jìn)行伸縮縫制作時(shí),要根據(jù)分段施工特性,行車軌跡特征及結(jié)構(gòu)受力要求等在分段連接處各增設(shè)一個(gè)位移箱或錨環(huán).在兩段端距邊緣30cm處,改原習(xí)慣1.5m設(shè)一個(gè)變位箱為按Im間距設(shè)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(shí)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(yīng)不低于Q3458的鋼材強(qiáng)度,伸縮縫所用型鋼沿長度方向直線度公差應(yīng)滿足1.5mm/m,全長方向直線度應(yīng)滿足10mm/m的要求,伸縮縫鋼構(gòu)件(型鋼,鋼板)外觀應(yīng)光潔,平整,表面不得有裂紋,結(jié)疤,氣泡和夾雜,下下表面應(yīng)平行,端面應(yīng)

12、切平正,長度2mm的毛刺應(yīng)清除.伸縮縫鋼構(gòu)件組裝完成后,在伸縮縫范圍內(nèi)任意位置,同一斷面處各中梁和邊梁頂面高差應(yīng)Imm,每條縫偏差應(yīng)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(diǎn)事先計(jì)算好混凝土數(shù)量,根據(jù)設(shè)計(jì),經(jīng)試驗(yàn)的配比要求備足相應(yīng)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(jìn)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(zhǔn)備適量早強(qiáng)劑在混凝土拌和時(shí)使用,并做好其他保濕養(yǎng)生材料.3.3主要機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備為提高維修作業(yè)的效率,盡量采取機(jī)械化作業(yè),首先在每處作業(yè)點(diǎn)至少準(zhǔn)備23臺空壓機(jī)風(fēng)鎬鑿除舊混凝土,1臺乙炔焰割損壞的伸縮縫鋼構(gòu)件,1套發(fā)電機(jī)組和2臺電焊機(jī)

13、,輕型砂漿攪拌機(jī)用于攪拌混凝土等機(jī)械設(shè)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(shù)要點(diǎn)4.1拆除舊伸縮縫拆除舊伸縮縫,首先要對兩側(cè)后澆筑的混凝土進(jìn)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(jìn)行切割,在風(fēng)鎬破碎時(shí)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(jī)風(fēng)鎬沖擊孔擴(kuò)壓破碎,必要時(shí)采用先沖孔,在孔內(nèi)套塞鋼片和粗鋼釬進(jìn)行人工錘擊破碎;混凝土破碎鑿除舊時(shí)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(yù)應(yīng)力損失.破開舊混凝土后,利用乙炔焰割斷舊伸縮縫構(gòu)件,切

14、割時(shí)注意保留原縱向,豎向的梁端預(yù)埋錨固鋼筋,以備新伸縮縫安裝時(shí)能繼續(xù)得到錨固支撐.鑿除舊伸縮縫時(shí),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(yīng)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(yīng)裝入編織袋中,統(tǒng)一運(yùn)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(yù)留槽的清理工作,將槽池底面,側(cè)面清理平順整齊槽內(nèi)不得留有松散塊或破碎塊,;整理預(yù)埋筋,對施工中不慎割斷的預(yù)埋筋進(jìn)行補(bǔ)充植筋;并檢查預(yù)留槽對新伸縮縫裝置的空間要求,特點(diǎn)對新伸縮縫增加的位移箱處若新位置上原沒有預(yù)埋筋,必須進(jìn)行縱向拉筋和豎向支撐筋的補(bǔ)植,一般

15、在每個(gè)位移箱的四角,各側(cè)面中間應(yīng)各設(shè)置一根豎向支撐筋,以保證位移箱有足夠的受力支撐點(diǎn),確保伸縮縫的施工質(zhì)量.同時(shí)植筋間距以橋梁中66福建建設(shè)科技2011.No.4心線為準(zhǔn),向兩側(cè)以所裝伸縮縫位移位箱毛間距尺寸均勻布置.植筋應(yīng)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(shí)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(shí)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(jìn)行反復(fù)調(diào)整,反復(fù)校調(diào)伸縮縫型鋼頂面與兩側(cè)路面的標(biāo)高,使之與原橋面鋪裝路面相齊平,

16、一般型鋼表面略低于路面標(biāo)高12rmm調(diào)整完成后對伸縮縫進(jìn)行鎖定.從中間向兩端先點(diǎn)焊固定伸縮縫,然后檢查復(fù)位,確定符合要求后,再由中間向兩端補(bǔ)焊,每處焊縫長度不小于40mm.要確保每個(gè)位移箱,錨環(huán)均與預(yù)埋筋焊接牢固;焊接完成后,即可及時(shí)解開縫寬鎖定鋼片.如果在施工時(shí)伸縮縫寬不符合安裝溫度的要求,可先將一根邊梁和預(yù)埋筋焊接固定,再從中間向兩端逐步割除固定鎖片,調(diào)整好間隙和高度后再時(shí)行焊接,但應(yīng)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(cè)混凝土兩側(cè)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(jìn)行兩側(cè)混凝土澆筑,不應(yīng)長時(shí)間放置,避免因行車誤入碾壓伸縮縫,造成伸縮縫變形

17、或造成事故傷害.混凝土澆筑前應(yīng)采用高壓水對槽內(nèi)的粉塵進(jìn)行沖洗,不留任何殘留物,對進(jìn)行混凝土切割機(jī)切槽的槽面應(yīng)事先進(jìn)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(yīng)先用瀝青混合料修補(bǔ)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(shè)立,要求泡沫板安裝緊密并將縫隙塞嚴(yán)實(shí),以防止漏漿.混凝土的配合比應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)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(jìn)行下料攪拌;為提高混凝土的早期強(qiáng)度在混凝土攪拌時(shí)可加入適當(dāng)?shù)脑鐝?qiáng)劑,以減少養(yǎng)生期.目前伸縮縫后澆混凝土的標(biāo)號一般選擇C50鋼釬維混凝土;混凝土倒人槽池內(nèi)后要采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗,保證混凝土灌滿槽,特別是

18、位移箱底部和周邊,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(jié)構(gòu)均勻,無蜂窩麻面,確?；炷劣凶銐虻膹?qiáng)度;混凝土表面應(yīng)采用三米直板和泥刀抹平,并進(jìn)行拉毛,確保澆筑后的混凝一市政與交通建設(shè)土高度與伸縮縫邊梁,原橋面鋪裝路面緊密結(jié)合和連接平整,一般可略低于兩側(cè)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(jìn)行覆蓋土工布或舊毛氈或麻袋等起到保水保護(hù),終凝后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行酒水養(yǎng)生,保持潮濕以確?；炷吝M(jìn)行足夠的水化固結(jié)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求.在混凝土強(qiáng)度達(dá)到5O以上后,方可進(jìn)行橡膠帶的安裝.安裝時(shí)先把縫內(nèi)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(nèi)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(nèi),即完成伸縮縫的安裝.當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%以上時(shí)方可開放交通,混凝土一般需要養(yǎng)生7天時(shí)間.4.5其他要求當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)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(cè)兩段分別更換施工,一側(cè)施工完后,將布控設(shè)施移至別一側(cè)圍護(hù)進(jìn)行布控施工.兩側(cè)分別施工需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)是,在后施工伸縮縫安裝完成后與前施工好伸縮縫的對點(diǎn)焊接,要求焊縫點(diǎn)不得設(shè)在車行輪跡帶位置,建議設(shè)在車道分界線位為宜,其要求在伸縮縫定制時(shí)就要準(zhǔn)確定位好,要保證焊縫的強(qiáng)度和質(zhì)量.伸縮縫更換施工中盡量做好引導(dǎo)過往車輛,車速要求在40k