馬宏偉

（江蘇平山交通設(shè)施有限公司，江蘇 南京 211500）

伸縮縫的本質(zhì)是一條構(gòu)造縫隙，但在大部分工程中，伸縮縫均存在損傷通病。例如，伸縮縫在結(jié)構(gòu)中會(huì)直接承載重型貨車的碾壓，當(dāng)結(jié)構(gòu)長期受到外部沖擊或負(fù)載作用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)難以修補(bǔ)的損傷部位。同時(shí)，在設(shè)計(jì)伸縮縫時(shí)，一旦出現(xiàn)技術(shù)不標(biāo)準(zhǔn)或施工缺陷，也會(huì)降低伸縮縫在結(jié)構(gòu)中的使用壽命[1]。當(dāng)伸縮縫出現(xiàn)損傷問題時(shí)，會(huì)對(duì)公路橋梁整體結(jié)構(gòu)的安全性造成影響，針對(duì)此種問題，倘若不及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行治理，甚至?xí)?duì)社會(huì)公路建設(shè)與市政工程的發(fā)展造成不良影響與經(jīng)濟(jì)方面損失，尤其是大位移公路在投入使用中伸縮縫對(duì)其的影響更為顯著。除上述提出的原因，還可能由于工程在施工設(shè)計(jì)階段進(jìn)行伸縮縫結(jié)構(gòu)選擇時(shí)沒有結(jié)構(gòu)大位移公路的需求進(jìn)行材料優(yōu)化，或集成在伸縮縫上的錨固結(jié)構(gòu)沒有發(fā)揮其既定效果所導(dǎo)致。盡管施工方針對(duì)公路橋梁工程中的伸縮縫損傷已制定了完善的治理與解決對(duì)策，但大部分解決方案均為“事后”方案，即沒有做到對(duì)伸縮縫結(jié)構(gòu)在使用中的安全養(yǎng)護(hù)處理，只根據(jù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的異常，進(jìn)行針對(duì)性處理。為了在真正意義上解決伸縮縫損傷問題，本文此次研究將以大位移公路為例，對(duì)此工程的伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)展開研究，以此種方式，發(fā)揮伸縮縫結(jié)構(gòu)在工程中的既定效果，提高伸縮縫的使用壽命。

1 大位移公路橋梁伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)

1.1 伸縮縫養(yǎng)護(hù)施工前的切縫、開槽與表面清理

為了解決公路橋梁結(jié)構(gòu)中伸縮縫存在的損傷問題，需要在養(yǎng)護(hù)施工前，做好對(duì)伸縮縫的切縫、開槽與表面清理等工作。完成對(duì)養(yǎng)護(hù)施工區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測后，對(duì)工程進(jìn)行切縫、開槽處理。在此過程中，需要先結(jié)合工程圖紙，對(duì)伸縮縫的開槽寬度進(jìn)行測量，確定開槽具體寬度后，將開槽的中心作為基礎(chǔ)，進(jìn)行放樣處理，確保伸縮板寬槽呈現(xiàn)對(duì)等性[2]。在完成對(duì)伸縮縫結(jié)構(gòu)的加寬與切割處理后，考慮到此時(shí)結(jié)構(gòu)表層的平整度難以滿足后續(xù)與養(yǎng)護(hù)結(jié)構(gòu)安全需求，因此，需要根據(jù)工程實(shí)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行開槽寬度的及時(shí)返工調(diào)節(jié)。同時(shí)，輔助使用公路施工切割機(jī)與鋪裝設(shè)備，對(duì)鋸縫進(jìn)行順直處理，通過此種方式確定對(duì)伸縮板的切割深度，以便于對(duì)損傷結(jié)構(gòu)切割后伸縮縫可以良好地銜接。對(duì)于鋸縫外部的路面結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用密封性較強(qiáng)的膠帶與塑料布進(jìn)行表層覆蓋，確保對(duì)結(jié)構(gòu)中的其他部位在施工中進(jìn)行預(yù)防。完成切縫后，清理施工現(xiàn)場的表層石灰材料，施工中使用鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行表面雜物的清除，確保在后續(xù)養(yǎng)護(hù)施工中不受到外界環(huán)境的影響。安裝前，需要仔細(xì)檢查接縫寬度。施工人員需要用鋼卷尺測量相關(guān)部位，并盡量減少偏差。起吊過程中，需要確定起吊點(diǎn)，并將具有足夠剛度的橫扁擔(dān)固定在型材上。具體如圖1 所示。

圖1 橋梁伸縮縫維護(hù)

對(duì)于伸縮縫改造，在完成伸縮縫鑿除和橋面鋪裝混凝土后，一旦在相關(guān)檢查過程中發(fā)現(xiàn)拼接板如果邊緣有裂紋，應(yīng)及時(shí)更換。如果在檢查中發(fā)現(xiàn)該板如果邊緣完好，則需要鑿除相關(guān)的混凝土部分，然后使用膨脹管膨脹螺栓縱向固定鋼板，固定位置主要在兩側(cè)橋面板上在側(cè)面，施工人員需要放置鋼筋，鋼筋需要與鋼板焊接雙面焊接的方法主要用于連接和固定，然后需要焊接混凝土所選混凝土為C50 聚丙烯纖維混凝土。在伸縮板開槽施工階段，應(yīng)控制開槽的深度＞12.0cm，并根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，清理槽內(nèi)的雜物與混凝土碎屑。同時(shí)，將鋼板材料鋪設(shè)在伸縮板兩側(cè)，確保開槽間隙符合工程養(yǎng)護(hù)施工標(biāo)準(zhǔn)[3]。在完成上述處理后，應(yīng)進(jìn)行伸縮板切縫件與搭板兩者在區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)立面銜接狀態(tài)，并在此時(shí)完善伸縮縫中鋼筋與箍筋的預(yù)埋，在進(jìn)行此步驟施工行為時(shí)，假設(shè)出現(xiàn)預(yù)埋筋數(shù)量不足的問題，應(yīng)進(jìn)行此階段施工區(qū)車輛與人員的禁入，避免額外的負(fù)載對(duì)結(jié)構(gòu)造成二次損傷。

1.2 基于波形伸縮板的伸縮縫損傷上層鋪裝

完成對(duì)養(yǎng)護(hù)施工中準(zhǔn)備工作的實(shí)施后，采用波形結(jié)構(gòu)的伸縮板，進(jìn)行伸縮縫損傷鋪裝處理，此伸縮板的主要由內(nèi)置構(gòu)件與填充材料構(gòu)成，為了確保對(duì)伸縮縫結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用，可將填充材料鋪在伸縮縫上方，并將其與大位移主公路橋梁的鋪裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。其中，波形結(jié)構(gòu)伸縮板的示意圖可如圖2 所示。

圖2 波形結(jié)構(gòu)伸縮板示意圖

圖2 中：（1）表示為伸縮縫固定螺桿；（2）表示為砼鋪裝層前端的砂漿處理層；（3）表示為伸縮縫結(jié)構(gòu)剪力釘；（4）表示為波形結(jié)構(gòu)伸縮板；（5）表示為螺紋結(jié)構(gòu)的鋼筋；（6）表示為跨縫板；（7）表示為伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)填充材料；（8）表示為橡膠材質(zhì)的墊條；（9）表示為主橋滑動(dòng)板；（10）表示為砂漿找平層。按照上述方式，進(jìn)行波形伸縮板的設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)后，將連接在主梁橋面的兩端進(jìn)行伸縮需求量計(jì)算。以此為依據(jù)，進(jìn)行伸縮縫損傷上層鋪裝，在鋪裝時(shí)，將公路橋梁的表層使用水泥砂漿進(jìn)行找平處理，粘結(jié)伸縮板中的滑動(dòng)鋼板結(jié)構(gòu)，將其作為主梁滑動(dòng)層結(jié)構(gòu)[4]。將內(nèi)置組件與伸縮板進(jìn)行跨接連接，增強(qiáng)裝置整體的抗壓性能，并根據(jù)結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)施工需求，在其上層焊接多個(gè)剪力釘，強(qiáng)化內(nèi)置構(gòu)件與填充層的連接，并在固定邊上增設(shè)一排錨固孔，通過固定螺栓的方式，將構(gòu)件緊固在鋪裝層上。對(duì)于豎向結(jié)構(gòu)中的連接嵌入板，可采用將其與PBL 剛肋進(jìn)行焊接的方式，強(qiáng)化不同構(gòu)件與整體結(jié)構(gòu)的組合作用，完成裝置的整體拼裝后，在內(nèi)置結(jié)構(gòu)上填充材料。通過上述方式進(jìn)行工程養(yǎng)護(hù)處理，可以確保結(jié)構(gòu)在受到外界環(huán)境壓力發(fā)生變化時(shí)，通過滑動(dòng)內(nèi)置組件的方式進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的伸縮，確保公路橋面結(jié)構(gòu)的無縫化，降低或避免伸縮縫存在的常規(guī)性病害。

1.3 高性能砼養(yǎng)護(hù)施工材料選擇

完成上述處理后，進(jìn)行大位移公路橋梁伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)施工材料的選擇。大部分公路橋梁伸縮縫損傷會(huì)伴隨著砼結(jié)構(gòu)的損壞，因此需要使用高性能砼材料代替常規(guī)的砼材料[5]。目前，公路橋梁工程中的砼材料大多為鋼纖維砼材料與普通砼材料，前者在使用中的造價(jià)成本相對(duì)較高，且纖維用量較大，集成在伸縮縫中容易受到外界環(huán)境的侵?jǐn)_出現(xiàn)生銹問題，而后者在使用中的造價(jià)成本較低，但卻存在耐久性差、沖擊性差等問題。相對(duì)上文提出的養(yǎng)護(hù)材料，本文提出的高性能砼材料具有良好的耐久性，可以在一定程度上降低外部沖擊對(duì)伸縮縫結(jié)構(gòu)的損害，以此種方式，提高伸縮縫結(jié)構(gòu)的使用壽命與綜合性能。其中，高性能砼材料的構(gòu)成與作用如表1 中內(nèi)容所示。

表1 高性能砼材料的構(gòu)成與作用

按照上述表1 中內(nèi)容，進(jìn)行高性能砼養(yǎng)護(hù)材料的制備，以此種方式，提高伸縮縫結(jié)構(gòu)的綜合性能。在施工中應(yīng)注意的是，此材料屬于高性能高分子材料，需要現(xiàn)場技術(shù)人員參與輔助施工行為。

1.4 大位移公路橋梁伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)澆筑

完成上述處理后，進(jìn)行大位移公路橋梁伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)的澆筑，澆筑時(shí)應(yīng)做好對(duì)橋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)、中央隔離帶等連接位置的防水處理，根據(jù)工程施工需求，可在有必要的情況下，選擇綜合效果或性能較高的防水涂料作為防水處理材料。

為了確保對(duì)損傷位置澆筑后公路橋梁路面整體結(jié)構(gòu)具有平整性特點(diǎn)，需要在澆筑時(shí)嚴(yán)格控制橋面鋪裝高度，并在澆筑時(shí)做好對(duì)混凝土材料的振搗，確?；炷敛粨接袣馀輀6]。在振搗過程中，可在混凝土攪拌機(jī)中插入振動(dòng)裝置，并在施工中輔助使用三軸整平裝置進(jìn)行表層的平整處理。在此過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循“快插”與“慢拔”的施工原則，待混凝土材料表層無氣泡泛出后，即可認(rèn)為完成對(duì)混凝土的振搗處理。施工中應(yīng)保持澆筑行為具有連續(xù)性，避免混凝土在振搗裝置中出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象，完成上述相關(guān)處理后，進(jìn)行混凝土的收漿→拉毛處理→覆蓋→養(yǎng)生[7]。在上述提出的內(nèi)容中應(yīng)注意跨中混凝土的澆筑厚度應(yīng)＞10.0cm，公路橋梁兩端的澆筑厚度應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工中的具體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過此種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮縫結(jié)構(gòu)的澆筑，從而完成對(duì)大位移公路橋梁伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)施工的研究。

2 實(shí)例應(yīng)用分析

以某公路橋梁施工項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)橋?qū)挒?5.0m，橋梁分為左右兩幅分布，其中單幅橋梁的長度為22.5m。在橋梁橫斷面上的布置形式為：人行道和欄桿+行車道+欄桿式分隔帶+行車道+車行道。同時(shí)，由于該工程項(xiàng)目地理位置特殊，因此在左右兩幅橋面上都存在坡度向外1.5%的橫向坡，在人行橫道上也存在向內(nèi)2%的坡度，同時(shí)該公路橋梁項(xiàng)目符合典型大位移公路橋梁類型的基本特征。該公路橋梁施工項(xiàng)目上半部分整體采用鋼筋混凝土組合梁結(jié)構(gòu)施工，橋墩采用強(qiáng)度等級(jí)為C40的混凝土材料，承臺(tái)結(jié)構(gòu)和樁基結(jié)構(gòu)都采用強(qiáng)度等級(jí)為C30 的混凝土材料，由于該工程項(xiàng)目施工較早，已經(jīng)使用超過10 年，各個(gè)結(jié)構(gòu)上的伸縮縫都出現(xiàn)了不同程度的損傷。為了確保該公路橋梁后續(xù)的正常使用，需要一種合理的養(yǎng)護(hù)方案對(duì)該橋梁上的伸縮縫損傷進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。同時(shí)，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)本文上述提出的養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可行性驗(yàn)證，將該施工技術(shù)應(yīng)用到上述介紹的公路橋梁的伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)當(dāng)中，針對(duì)養(yǎng)護(hù)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證。已知在該公路橋梁結(jié)構(gòu)上，出現(xiàn)伸縮縫損傷的位置包括拱腳結(jié)構(gòu)、拱頂結(jié)構(gòu)以及橋梁整體1/4 位置、3/8位置，分別針對(duì)各個(gè)位置上現(xiàn)存損傷面積進(jìn)行實(shí)際測量，并得到如表2 所示的測量結(jié)果。

表2 大位移公路橋梁現(xiàn)有伸縮縫損傷面積測量記錄表

在得到表2 所示的測量數(shù)據(jù)后，按照本文上述流程，在伸縮縫養(yǎng)護(hù)施工前完成對(duì)切縫、開槽與表面的清理，并將波形伸縮板鋪裝在伸縮縫損傷的上方，選擇適當(dāng)?shù)母咝阅茼沤Y(jié)構(gòu)材料對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并在完成上述所有操作后對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)澆筑。選擇將各個(gè)損傷結(jié)構(gòu)所在面的截面抗力作為養(yǎng)護(hù)施工效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)，截面抗力數(shù)值滿足標(biāo)準(zhǔn)抗力要求則說明該位置上已經(jīng)不存在損傷或損傷對(duì)伸縮縫的正常使用影響不大。利用KJ-1658-260 螺栓抗拔力檢測儀對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)位置所在截面的抗力進(jìn)行測量，該測量儀的測量精度為0.1KN，能夠充分滿足對(duì)損傷養(yǎng)護(hù)效果評(píng)價(jià)的精度需要，將KJ-1658-260 螺栓抗拔力檢測儀測量得到的數(shù)據(jù)記錄，并將其繪制成如表3 所示。

從表3 中得到的應(yīng)用效果記錄數(shù)據(jù)得出，在應(yīng)用本文養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)后，所有位置上損傷面積的最大值均小于上述養(yǎng)護(hù)前損傷面積的最小值，說明具有一定的養(yǎng)護(hù)效果。同時(shí)，盡管仍然存在部分損傷情況，但通過對(duì)損傷所在截面的抗力進(jìn)行測量得出，其截面抗力均能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)抗力要求，說明損傷情況不會(huì)對(duì)伸縮縫整體運(yùn)行質(zhì)量造成影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)損傷位置的養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)論

伸縮縫是大位移公路橋梁中的主要構(gòu)成，在整體結(jié)構(gòu)中，可以起到控制橋梁兩側(cè)翹曲角度的作用，并對(duì)整體橋梁結(jié)構(gòu)起到支撐與穩(wěn)定的作用。為了解決伸縮縫結(jié)構(gòu)存在的損傷通病，此次研究以大位移公路為例，從伸縮縫養(yǎng)護(hù)施工前的切縫、開槽與表面清理；基于波形伸縮板的伸縮縫損傷上層鋪裝；高性能砼養(yǎng)護(hù)施工材料選擇；大位移公路橋梁伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)澆筑四個(gè)方面，對(duì)此工程的伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)展開研究，完成設(shè)計(jì)后，以某公路橋梁施工項(xiàng)目為例，應(yīng)用本文設(shè)計(jì)的養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)，對(duì)此工程中存在損傷現(xiàn)象的伸縮縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工處理。完成養(yǎng)護(hù)施工后發(fā)現(xiàn)，公路橋梁中所有位置損傷面積的最大值均小于上述養(yǎng)護(hù)前損傷面積的最小值，說明具有一定的養(yǎng)護(hù)效果。因此，可在后續(xù)的相關(guān)工程施工中，將本文提出的施工技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，以此種方式，提高公路橋梁伸縮縫的使用壽命，提升工程整體質(zhì)量。