廖茂權

中國水利水電第七工程局有限公司 四川 成都 610081

伴隨著我國社會經(jīng)濟和基礎設施建設的不斷發(fā)展，對全國交通運輸條件也提出更高的標準和要求。作為交通運輸主要設施的公路橋梁結構，對連接深溝高壑兩側道路有著至關重要的作用，在我國的高速、城市以及農(nóng)村道路等方面都得到了廣泛的應用，對我國實現(xiàn)區(qū)域均衡，有著十分關鍵的現(xiàn)實意義，同時也給公路橋梁工程施工技術和質量管理帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。而伸縮縫作為橋梁結構的關鍵部位之一，在起到調節(jié)橋梁上部結構之間的位移和聯(lián)結等作用的同時，其施工工藝和質量的好壞將直接決定橋梁結構的整體穩(wěn)定性和使用壽命。因此，本文以引江濟淮工程管護道路工程為背景，對橋梁兩端的D80伸縮縫安裝以及SFRC澆筑的施工工藝技術進行了研究并付諸實施，為類似工程提供參考。

1 概述

1.1 工程概況

引江濟淮工程C003-1標段位于安徽省桐城市境內(nèi)，沿線分布有3條主要支流，為滿足渠道兩岸管護道路通行要求，設計采用簡支T梁橋跨越支流。其中，1#管護道路橋位于輸水渠道右岸42+130樁號處，橋面總跨度60.0m，與兩端堤頂管護道路順接，橋面設計寬度6.0m，橋梁上部結構采用預支預應力T梁，兩端設置D80伸縮縫2道。

伸縮縫設置于T梁端頭和左右側橋臺臺帽之間，伸縮裝置制造及安裝由專業(yè)廠家及施工隊伍負責實施，采用后做法施工，伸縮裝置兩端伸出橋面5cm，積水通過導流槽注入邊溝中，伸縮縫安裝完成后采用CF50鋼纖維混凝土找平槽口并對E型鋼進行再次錨固。D80型伸縮縫裝置布置示意見圖1。

圖1 伸縮縫裝置布置示意圖

2 伸縮縫及錨固材料性能特點

橋梁端頭伸縮縫的主要作用是防止橋梁上部結構在使用過程中因環(huán)境溫度、混凝土收縮徐變等因素導致橋面開裂等問題。本工程選用單組式數(shù)模伸縮縫作為主要伸縮裝置，并采用鋼纖維混凝土作為錨固材料。

2.1 D80伸縮縫

D80伸縮縫采用具有耐油、耐氧化、強度高且吸震緩沖性能良好的橡膠條同熱軋整體成型的高強異型鋼材組合而成，可用于伸縮量在80mm及以下的伸縮縫，是目前橋梁結構設計中使用頻率較高的一種類型，具有良好的抗彎、抗壓能力。

在加工生產(chǎn)過程中，D80伸縮縫按照設計要求加工制作。具體的型號還包括以GQF-C、GQF-F、GQF-C60(NR)、GQF-F80(CR)型橋梁伸縮縫。

2.2 鋼纖維混凝土

鋼纖維混凝土（SFRC）是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復合材料[1]。該類混凝土較普通混凝土有著較好的韌性、抗沖擊性，與水泥親和性好，在承受車輛沖擊荷載時，可與鋼纖維共同承受行車產(chǎn)生的沖擊荷載，同時能夠降低混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)生的概率，對混凝土的抗彎拉以及抗沖擊性能，具有較好的延性。

SFRC中鋼纖維添加的體積率在1%～2%之間，采用外摻法拌制，相較于普通混凝土而言，SFRC的抗拉強度提高40%～80%，抗彎強度提高60%～120%，抗剪強度提高50%～100%，抗壓強度提高0～25%[2]。由此可見，鋼纖維的引入明顯提高了基體的延性和抗裂性，使其具有了更高的抗拉、抗剪性能，克服了混凝土材料拉伸強度弱、延性變形差等缺點[3]，SFRC較同級普通混凝土性能指標增長率統(tǒng)計見表1。

表1 SFRC較同級普通混凝土性能指標增長率統(tǒng)計表

3 伸縮縫安裝施工技術

為順利完成橋梁伸縮縫的安裝與錨固混凝土澆筑，施工前需要根據(jù)設計圖紙以及現(xiàn)場實際情況合理選擇施工工藝流程與可靠的施工方法。橋梁端頭伸縮縫施工流程為：施工準備→切縫開槽→基面清理→錨固鋼筋調整→伸縮縫安裝固定。

3.1 施工準備

伸縮縫安裝前，工程技術人員要熟悉橋梁伸縮縫設計圖紙和公路橋梁伸縮縫的安裝操作規(guī)程，檢查驗收T梁架設質量、伸縮縫間隙。

提前進行伸縮縫安裝施工方案的設計，結合工程量的大小以及現(xiàn)場施工條件，配備足夠的工人和機械設備等施工資源。

3.2 開槽

（1）T梁頂部設現(xiàn)澆層，強度等級為C50防水混凝土?，F(xiàn)澆層施工結束后，根據(jù)施工圖以及伸縮裝置的要求，由測量人員在距離伸縮縫邊緣30cm處放出切縫開鑿邊線，兩側鑿除寬度均為30cm。

（2）切縫前沿切割標識線張貼1～1.5m寬的塑料薄膜，采用封口膠帶將塑料薄膜固定在橋面現(xiàn)澆層上，防止混凝土切割污染周邊混凝土，并在伸縮縫內(nèi)填充海綿、泡沫板等易拆除材料，防止混凝土切縫時堵塞伸縮縫。

（3）切縫由專業(yè)人員采用切割機順切縫開鑿邊線切割兩側現(xiàn)澆層，確保切縫順直無彎曲、無缺損，切割完成后由人工持風炮或電錘鑿除混凝土，漏出預埋錨固鋼筋，切槽深度＞180mm-現(xiàn)澆層厚度（施工前結合伸縮縫兩端橋面現(xiàn)澆層厚度，按設計圖紙計算確定，同時確保橫向連接鋼筋頂面保護層厚度不小于3cm）。

（4）切割完成后采用水槍將槽體沖洗干凈，做到開槽部位干凈、無雜物、無積水，并由人工持小型工器具清除伸縮縫兩側預埋錨固鋼筋表面附著混凝土，并調整錨筋形狀間距，控制設計間距200mm，方向與順橋向平行，調整完成后進行現(xiàn)場檢查復核，確保滿足伸縮裝置邊梁E型鋼錨固鋼筋焊接要求，對間距偏大的錨筋及時調整或采取鉆孔補植筋處理，植筋要穿過現(xiàn)澆層并深入梁體或臺帽，鉆孔深度大于15cm，并采用改性高強度環(huán)氧型植筋錨固膠進行錨固，避免形成不穩(wěn)定的隱患。

現(xiàn)澆層鋼筋網(wǎng)在伸縮縫開鑿完成后延伸至槽口邊緣不能截斷，鋪設時控制其端頭距離槽口邊緣2cm，并在伸縮裝置焊接完成后沿橫橋向插入槽口分布鋼筋并綁扎固定。

（5）伸縮縫開始施工前封閉交通，禁止車輛和五官人員通行，避免造成槽口質量受損影響伸縮縫錨固混凝土外觀質量。伸縮縫內(nèi)的雜物，尤其是混凝土塊等影響橋梁伸縮的硬質雜物要在槽口修整清理結束后清除干凈。

3.3 伸縮縫安裝

（1）安裝前對開槽寬度、深度及梁體端頭間隙進行檢查，防止伸縮裝置邊梁架空或因寬度不足，影響結構受力。

（2）檢查完成后沿垂直于橋梁軸線方向放出伸縮裝置頂面高程控制線，并采取拉線標示，放線時采用全站儀精確量測，控制E型鋼的頂部標高低于兩側鋼纖維混凝土設計標高2～3mm。

（3）將伸縮裝置沿控制線準確安裝在伸縮縫頂部，并根據(jù)量端伸縮縫的中心線進行伸縮裝置的微調，調整完成并符合要求后采用點焊的方式將伸縮裝置臨時固定在錨筋上，固定時順著伸縮裝置的一端向另一端每間隔兩根錨筋點焊一點，點焊時由兩名工人對稱施焊。點焊固定后由測量人員采用二等水準儀或全站儀應對伸縮裝置的頂面標高進行再次復測，確認無誤后方可將伸縮裝置邊梁上的錨筋與結構預埋錨筋焊牢，焊接時嚴禁出現(xiàn)點焊、跳焊、漏焊等現(xiàn)象。

（4）安裝時要確保伸縮裝置的中心線與梁端伸縮縫的中心線相重合。

3.4 模板安裝

槽口端頭模板采用新購覆膜木膠合板，模板安裝牢固、嚴密不漏漿，能在砼振搗時而不出現(xiàn)移動。

4 SFRC施工

伸縮縫安裝完成后對其進行覆蓋保護，并澆筑SFRC錨固。錨固混凝土在伸縮裝置焊接固定并校核完成后澆筑。設計SFRC強度等級為FC50，澆筑施工工藝流程為：配合比設計→混凝土澆筑→養(yǎng)護。

4.1 配合比設計

SFRC配合比設計的主要目的是根據(jù)使用要求，合理確定拌合料的水灰比、鋼纖維體積率、單位用水量和砂率等4個基本參數(shù)，由此計算出各組成材料的用量[4]。各材料之間的用量配比是影響ASFC材料力學性能的關鍵因素之一。混凝土配置強度、水膠比等按照規(guī)范要求進行計算確定，并且需要考慮摻入的鋼纖維分散均勻，與混凝土充分結合。

在ASFC的制備過程中，由于粗骨料會阻礙鋼纖維在基體中的轉動，因此粗骨料粒徑和摻量亦會對鋼纖維的定向效果產(chǎn)生影響。關于ASFC的配合比，在保證一定工作性和場強使鋼纖維轉動到設計方向的基礎上，一般粗骨料的粒徑控制在20mm以內(nèi)，砂率控制在50%左右，且鋼纖維不宜太長[3]。

（1）原材料

SFRC所使用的水泥、骨料等原材料，必須有相關的質量檢測合格證明，并在進場時組織進行材料質量見證取樣檢測。

SFRC采用等級不低于P·O42.5的普通硅酸鹽水泥，水泥進場前提供出廠檢驗報告等質量證明文件；粗骨料采用連續(xù)級配的粗骨料，最大公稱粒徑控制在25mm以內(nèi)，并不大于鋼纖維長度的3/4；所使用的外加劑要符合GB 8076等國家標準和行業(yè)規(guī)范規(guī)定，并且不得使用含氯鹽的外加劑。

（2）確定混凝土配置強度

式中：

（3）確定水膠比

水膠比是SFRC配合比設計的重要參數(shù)，對SFRC性能具有重要影響，根據(jù)以往的試驗結果分析，在一定范圍內(nèi)，水膠比越小，混凝土強度越高。

（4）鋼纖維摻入量

鋼纖維摻入量以體積率進行計算，即鋼纖維所占SFRC體積的百分數(shù)，該數(shù)據(jù)的大小決定了SFRC韌性增強程度。結合橋頭伸縮縫所承受的外部荷載，為確保其滿足抗壓、抗折以及抗拉強度，鋼纖維長度20mm～60mm，直徑0.3mm～1.2mm，體積摻量1.5%。

（5）按假定質量法確定SFRC配合比材料用量時按下式進行計算：

式中：

（6）配合比適配

SFRC配合比計算完成后采用工程實際使用的原材料進行適配，并對適配拌合物性能、力學性能和耐久性能進行試驗檢測，根據(jù)試驗檢測結果再次調整配合比，直至滿足和施工要求后，即可確定為設計配合比，并報監(jiān)理工程師審批后用于工程施工。

（7）拌合物性能

配置好后采用強制式攪拌機攪拌均勻，并不得出現(xiàn)鋼纖維結團現(xiàn)象；SFRC的強度、模量、彎曲韌性等力學性能要滿足設計要求。

4.2 SFRC澆筑及養(yǎng)護

（1）SFRC采用強制式攪拌機械設備生產(chǎn)，罐車運輸至施工現(xiàn)場。混凝土澆筑前在槽口兩側采用塑料薄膜覆蓋保護周邊混凝土面，覆蓋保護范圍約為0.8～1.0m，并采用泡沫板填塞伸縮縫后覆蓋彩條布保護伸縮縫。

（2）澆筑時采用兩側對稱澆筑的方法施工，澆筑后振搗密實，由人工持鐵抹仔細抹面收光，控制其頂面高程與C50現(xiàn)澆混凝土層頂面齊平，同時確?；炷另敳科秸绕钚∮?mm。

（3）采用覆蓋土工布并灑水養(yǎng)護的方式進行現(xiàn)澆SFRC的保溫保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護頻率為混凝土表面時刻保持濕潤，養(yǎng)護時間不少于7天；混凝土養(yǎng)護期間封閉交通，防止車輛或行人通行擾動錨固混凝土，影響整體結構穩(wěn)定性，出現(xiàn)錨固隱患。

（4）混凝土達到設計要求強度后即可安裝橡膠條，安裝前掏出前期填塞在縫內(nèi)的閉孔泡沫板，清理伸縮縫。橡膠條安裝要求平整、長度適當、外形整潔、美觀、順直。

5 質量控制

橋梁伸縮縫必須與梁體或臺帽之間連接牢固，否則在外部荷載的沖擊下會使其遭受破壞，降低使用壽命，因此，在橋梁伸縮縫安裝及錨固混凝土澆筑施工過程中必須采取有效措施控制施工質量。

（1）T梁預制前要根據(jù)臺帽之間的實際間距嚴格控制T梁定型模板長度，防止出現(xiàn)梁端過長導致伸縮縫間距縮小等問題。

（2）植筋施工時要根據(jù)伸縮裝置E型鋼邊梁上設置的錨筋位置確定植筋鉆孔位置，并采用改性高強度環(huán)氧型植筋錨固膠進行錨固，不得采用砂漿錨固。

（3）錨筋施工結束72小時后按規(guī)范要求展開錨筋拉拔試驗檢測，檢測數(shù)量為全檢。

（4）澆筑砼前要對伸縮裝置進行覆蓋保護，防止混凝土滲入伸縮裝置中。

（5）進場后的伸縮裝置外觀要平整潔凈，無損傷、毛刺、銹蝕，橡膠條表面要光滑平整無缺陷，涂裝表面平整無脫落、留痕、褶皺等。

（6）伸縮裝置在廠家進行組裝，并標注好吊裝位置，運輸及存放過程中避免暴曬、雨淋，保持清潔并防止裝置變形。

（7）伸縮縫安裝之前，應按照安裝時的氣溫調整安裝時的定位值，用專用卡具將其固定[5]。

6 結語

伸縮縫作為橋梁結構的關鍵部位之一，起到調節(jié)上部結構之間的位移和聯(lián)結的作用，其施工質量的好壞直接決定了橋梁的整體穩(wěn)定性、使用舒適性和和安全性。

但由于伸縮縫所出部位特殊，一般采用反開槽法施工，并采用SFRC作為錨固混凝土，在顯著改善橋梁伸縮縫抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能的同時，對其施工質量和施工技術提出了更高的要求。通過對伸縮縫安裝及SFRC澆筑施工技術及質量控制措施的具體分析和應用，確保了1#橋梁伸縮縫施工質量，積累了相關施工經(jīng)驗，可供類似工程借鑒。