時(shí)培強(qiáng)

江蘇交科交通設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇淮安 223005

橋梁在運(yùn)行過程中可能會(huì)受多方面因素影響而出現(xiàn)變形、位移等問題，例如，溫度變化、混凝土收縮、墩臺(tái)徐變和沉降等，這些問題會(huì)對(duì)橋梁運(yùn)行安全造成影響，因此伸縮縫的設(shè)置十分必要。在橋梁結(jié)構(gòu)中，伸縮縫屬于薄弱環(huán)節(jié)，在使用過程中很容易出現(xiàn)損壞。要想確保橋梁正常通行，實(shí)現(xiàn)橋梁使用壽命的延長，建筑企業(yè)必須重視橋梁伸縮縫質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照規(guī)定程序設(shè)計(jì)伸縮縫。文章分析了影響橋梁伸縮量的因素，介紹了常見的伸縮裝置設(shè)計(jì)方法，并且提出伸縮縫施工工藝控制措施，希望能為相關(guān)行業(yè)提供有益參考。

1 影響橋梁伸縮量的基本因素

1.1 溫度變化

橋梁伸縮縫的伸縮量在一定程度上受溫度變化影響。我國幅員遼闊，溫度差異較大。在橋梁工程建設(shè)過程中，伸縮縫設(shè)計(jì)需要考慮到不同地區(qū)的溫度狀況。溫度變化會(huì)導(dǎo)致橋梁內(nèi)部溫度產(chǎn)生不均勻分布現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致大跨徑橋梁出現(xiàn)角変位現(xiàn)象，因此設(shè)計(jì)師需要特別注意大跨徑橋梁的伸縮縫設(shè)計(jì)。

1.2 混凝土收縮、徐變

對(duì)于鋼筋混凝土橋梁、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁等，伸縮縫設(shè)計(jì)還要對(duì)混凝土收縮和徐變進(jìn)行考慮。在橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于混凝已經(jīng)完成的收縮與徐變，設(shè)計(jì)師同樣需要加以關(guān)注。將溫度降低20℃來進(jìn)行混凝土收縮量的換算。在計(jì)算混凝土徐變量時(shí)，應(yīng)當(dāng)以預(yù)應(yīng)力施加后的時(shí)間為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算；在計(jì)算混凝土收縮量時(shí)，以混凝土從澆筑到安裝過程中的全部齡期為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)伸縮裝置安裝完畢后，如果需要再次施加預(yù)應(yīng)力，則需另加[2]。

1.3 各種荷載造成的橋梁撓度

在橋梁運(yùn)行過程中，導(dǎo)致橋梁端部出現(xiàn)角變位的原因主要是活載與恒載，在這種情況下，橋梁伸縮縫會(huì)出現(xiàn)水平、垂直和角變位。對(duì)于梁較高并且存在振動(dòng)現(xiàn)象的橋梁，設(shè)計(jì)師需要加以特別關(guān)注。如果需要對(duì)橋面進(jìn)行加寬，一般要進(jìn)行縱向伸縮縫的設(shè)置，由于橋梁跨中撓度較大，對(duì)于振動(dòng)過程中變位的相位差也要進(jìn)行注意。

1.4 地震影響

地震對(duì)橋梁伸縮縫的變位有著較為復(fù)雜的影響，現(xiàn)階段很難采取有效的解決措施，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中通常不考慮這方面內(nèi)容。但是如果能根據(jù)相關(guān)資料，對(duì)地震發(fā)生時(shí)橋梁墩臺(tái)的傾斜量、下沉量、水平移動(dòng)距離以及回轉(zhuǎn)等進(jìn)行較為準(zhǔn)確的計(jì)算，也可將其納入伸縮縫設(shè)計(jì)內(nèi)容。

1.5 縱坡對(duì)變位的影響

當(dāng)橋梁存在較大的縱坡時(shí)，在施工階段的活動(dòng)支座通常是水平的，在這種情況下，當(dāng)支座發(fā)生位移時(shí)，路面上就會(huì)出現(xiàn)垂直差，垂直差數(shù)值即水平位移與縱坡相乘。如果變位不大，設(shè)計(jì)師一般無需考慮這方面因素。然而，如果是組合鋼橋，并且橋梁縱坡大、變位大，設(shè)計(jì)師就需要慎重對(duì)待伸縮縫形式的設(shè)計(jì)。

2 橋梁伸縮裝置設(shè)計(jì)方法及質(zhì)量控制措施

2.1 橋梁伸縮裝置的設(shè)計(jì)方法

首先，當(dāng)橋梁跨徑在20m以內(nèi)時(shí)，不必設(shè)置伸縮縫。使用固定式橡膠支座進(jìn)行橋梁施工，利用墩臺(tái)彈性變形能力、墩臺(tái)后部土抗力對(duì)溫度應(yīng)力進(jìn)行抵抗?；蛘咴跇蛎鏀備伿┕ね瓿珊螅刂p開一條假縫，寬度約2cm，深度約3～5cm，并且將瀝青等可塑性材料填入其中，以免橋面出現(xiàn)裂縫。

其次，W型伸縮裝置在中型和小型橋梁中比較適用，其主要優(yōu)點(diǎn)為：首先，無需使用膠水來連接伸縮體和鐵件，橡膠自身的預(yù)壓可發(fā)揮密封防水作用；其次，構(gòu)件尺寸不大，材料用量較少，便于施工，成本低廉；最后，對(duì)于溫度因素引起的伸縮量變化，能夠利用橡膠彈性性能進(jìn)行改善。對(duì)于外部荷載，則可以對(duì)橋梁拱形結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢特點(diǎn)進(jìn)行充分利用。實(shí)踐研究表明，在橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)過程中，伸縮裝置可以使用多種形式的橡膠體，包括W型、V型以及空心板型等。橡膠體自身并不會(huì)對(duì)伸縮縫質(zhì)量造成太大影響，最主要是確保伸縮縫設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。目前，TST伸縮裝置在設(shè)計(jì)上較為合理，該裝置同時(shí)具備兩個(gè)突出性能：車輛行駛時(shí)剛度較高、溫度變化時(shí)靈活性較強(qiáng)[3]。

通過研究近年來橋梁伸縮裝置可以得知，板式伸縮裝置具有良好的平整度，其主要原因?yàn)椋耗z體中有數(shù)量足夠的鋼板加入，有效提升了變形體剛度。同時(shí)還加入一定量的鉚釘，大大提升了伸縮體與橋梁形體連接的牢固性，克服了過去空心板橡膠伸縮縫容易脫出的缺陷，施工工藝得到很大改善。在橋梁施工中，板式伸縮裝置應(yīng)用效果較好，但是也存在一定缺點(diǎn)，即靈活性不足、施工成本較高。

2.2 橋梁伸縮縫施工工藝

第一，在橋梁伸縮縫正式施工之前，考慮到工程實(shí)際情況，嚴(yán)格按照規(guī)定程序進(jìn)行施工方案的編制與上報(bào)，確保方案完善、科學(xué)。

第二，設(shè)計(jì)施工小組，具體包括切縫組、開槽組、安裝組和混凝土澆筑組等，對(duì)各小組施工任務(wù)進(jìn)行明確，確保責(zé)任落實(shí)到人。

第三，安排監(jiān)理工程師深入施工現(xiàn)場，嚴(yán)格檢查橋梁伸縮縫施工各個(gè)工序，只有確保上一工序質(zhì)量驗(yàn)收合格，才能開始下一工序。對(duì)于重要工序，如型鋼安裝、混凝土澆筑等需要旁站。

第四，加強(qiáng)施工前的準(zhǔn)備工作，確保準(zhǔn)備充分。施工管理人員及操作人員必須對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、施工流程等進(jìn)行了解和熟悉。認(rèn)真檢查橋梁伸縮縫的位置編號(hào)、平整度、間距已以及直度等參數(shù)。確保工程機(jī)械配備齊全、到位，嚴(yán)格檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)完好率，對(duì)于備用機(jī)械設(shè)備也要準(zhǔn)備充分，以免機(jī)械故障影響伸縮縫施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。對(duì)混凝土拌合、運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)行合理選擇。選擇C50鋼纖維高強(qiáng)度混凝土作為橋梁伸縮縫施工原材料，如果混凝土運(yùn)輸時(shí)間過長，可能會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象，因此拌合站與施工場所之間的距離不能太遠(yuǎn)。確保彩條布、土工布或帆布等配備齊全，以免污染橋梁路面。在合適的位置設(shè)置警示標(biāo)志，嚴(yán)格管制過往車輛，保證施工安全。

第五，切縫。在伸縮縫切割之前，首先要檢查好瀝青路面的平整度，根據(jù)平整度對(duì)切割面寬度是否加寬進(jìn)行確定。在加寬切割面后，如果路面平整度依然無法達(dá)到安裝標(biāo)準(zhǔn)，必須立即對(duì)路面進(jìn)行二次返工，確保合格后才能開始安裝伸縮裝置，以免對(duì)伸縮縫施工質(zhì)量造成影響。在平整度滿足設(shè)計(jì)要求和施工標(biāo)準(zhǔn)后，施工人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)開槽寬度進(jìn)行確定，確保放樣準(zhǔn)確，使用切割機(jī)進(jìn)行切縫，并且利用塑料布或者膠帶紙對(duì)鋸縫線之外的瀝青混凝土路面進(jìn)行保護(hù)，以免鋸縫過程中出現(xiàn)的石粉對(duì)路面造成污染。

第六，開槽。開槽工具為風(fēng)鎬，開槽深度控制在12cm及以上。在伸縮縫開槽施工結(jié)束后，需要及時(shí)清理槽內(nèi)雜物，將彩條布、帆布或鋼板放置在旁，清理出來的雜物放置其上。

2.3 橋梁伸縮縫施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

首先，對(duì)槽內(nèi)的預(yù)埋筋和錨固筋進(jìn)行整理，確保其順直，并做好相應(yīng)的除銹工作。在施工過程中，一旦發(fā)現(xiàn)預(yù)埋筋數(shù)量不足，需要利用足量的膨脹螺絲及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)打，以免對(duì)型鋼安裝質(zhì)量造成影響。開槽后嚴(yán)禁車輛通過，以免損壞槽兩側(cè)邊緣部位，從而導(dǎo)致混凝土施工質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。

其次，在選擇伸縮裝置材料時(shí)，必須做到科學(xué)合理、符合實(shí)際。選擇伸縮裝置時(shí)，首先要對(duì)其質(zhì)量、剛度等進(jìn)行進(jìn)行考慮，除此之外還要考慮到以下方面：對(duì)于橋梁上部結(jié)構(gòu)梁和梁之間、梁和臺(tái)之間的位移能夠有效滿足；確保車輛行駛安全、平穩(wěn)、舒適；有效避免與水深入；對(duì)機(jī)械設(shè)備的沖撞與磨損能夠起到有效的抵抗作用，耐久性較強(qiáng)等。

最后，嚴(yán)格管理橋梁伸縮縫施工現(xiàn)場。在橋梁工程施工過程中，施工人員需要對(duì)伸縮縫相關(guān)預(yù)留和預(yù)埋工作加以關(guān)注，確保正確安裝、牢固焊接；伸縮縫安裝施工盡量避開高溫時(shí)段，以免影響安裝質(zhì)量；在伸縮縫安裝之前，首先要將橋梁縫隙內(nèi)部的雜物清除干凈，確保槽口清理尺寸滿足設(shè)計(jì)要求；嚴(yán)格按照規(guī)定程序進(jìn)行焊接，控制好焊接長度；在伸縮縫安裝施工中，快凝高強(qiáng)膨脹混凝土能夠取得良好的施工效果，對(duì)錨固混凝土強(qiáng)度形成階段出現(xiàn)的收縮裂縫進(jìn)行抵消，實(shí)現(xiàn)混凝土抗?jié)B性、抗震性以及密實(shí)度的提升；確保混凝土澆筑連續(xù)、振搗均勻、密實(shí)。加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)管理，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能低于7d。

3 結(jié)語

近年來，國家加大了對(duì)交通建設(shè)事業(yè)的資金投入力度，路橋工程建設(shè)取得了很大成就。對(duì)于橋梁工程，尤其是大跨度橋梁工程來說，伸縮縫的設(shè)置是必不可少的。橋梁伸縮裝置能夠有效提升橋梁性能、延長橋梁壽命。然而，伸縮縫又屬于易損部位，一旦出現(xiàn)損壞往往會(huì)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人員傷亡。合理設(shè)計(jì)橋梁伸縮縫對(duì)于橋梁安全性的提升具有重要意義，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)利用自身理論知識(shí)，結(jié)合過去的橋梁建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，確保橋梁伸縮裝置設(shè)計(jì)科學(xué)。