高速公路桥梁伸缩缝施工安装质量研究

摘 要：在高速公路桥梁结构中，伸缩缝直接承受汽车荷载的强烈冲击，加上自然环境的影响，桥梁结构极易受到损坏，且修补部位难度大。伸缩缝安装不当，会引起早期损坏，从而产生跳车现象，影响汽车驾驶的舒适感。为了保证桥梁结构可以正常使用，需要重视伸缩缝施工安装质量。从桥梁伸缩缝类型出发，阐述了影响伸缩缝安装质量的主要因素，并提出了具体的安装质量控制措施，希望能够提升施工质量。

关键词：高速公路;桥梁伸缩缝;安装质量

中图分类号：TU753                                 文献标识码：A                                     文章编号：2096-6903（2022）07-0050-03

1 桥梁伸缩缝类型分析

桥梁伸缩缝的应用，不仅可以确保桥面结构安全，还可以进一步提升施工质量。但在长期使用当中，很容易出现伸缩缝跳车情况[1]。为了合理控制伸缩缝质量，必须对目前常用的几种伸缩缝类型有所了解，比如毛勒式伸缩缝、钢板式伸缩缝等，具体如下：

1.1 毛勒式伸缩缝

作为一种较为先进的桥梁伸缩装置，它属于钢-橡胶组合形式。毛勒伸缩缝施工安装简单、快速，且可做到收缩灵活，在行车过程中不会出现跳车，能够达到车辆高速行车的需求。

1.2 钢制支承式伸缩缝

通过钢材制作而成的伸缩缝被称为钢制支承式伸缩缝。此类伸缩缝可以直接承受车轮碾压荷载，可分为2类：一是钢梳齿板伸缩缝，主要适用于中、大跨径的桥梁，可以承受的水平变形较大，伸缩量超过40 mm。二是钢板叠合式伸缩缝，相比之下，钢板叠合式伸缩缝的伸缩量较小，在30 mm以内[2]。

1.3 数模支承式伸缩缝

数模支承式伸缩缝不仅需要橡胶材料，还需要异性钢材，是两种材料的组合体，在位移量较大的状况下，数模支承式伸缩缝仍能直接承受行车荷载。

1.4 对接式伸缩缝

目前来讲，对接式伸缩缝主要分为2种类型;一是填塞式对接伸缩缝。此类伸缩缝主要用于常规桥梁，即伸缩量小于40 mm。二是嵌固式对接伸缩缝;适用的桥梁工程伸缩量通常在80 mm以下，包括80 mm。

1.5 板式橡胶伸缩缝

基于橡胶材料剪切模量低的原理，而进行板式橡胶伸缩缝设计、加工与制作。利用螺栓将橡胶体和梁端连接在一起，构成一个完整的整体，再通过伸缩缝上下凹槽的橡胶体剪切变形作用，从而达到梁体结构相对位移的需求，并用于直接承受车辆荷载。除此之外，还可以将2块锚固钢板设于橡胶伸缩体内，利用螺栓和梁端进行连接，并共同受力。此类伸缩缝的优点在于跨径间隙大，且行车稳定。

1.6 无缝式伸缩缝

在接缝构造不伸出桥面的条件下，将弹性材料填入桥梁端部伸缩间隙，随后铺筑防水材料，并将弹性复合材料铺在桥面铺装层，这样便可以将伸缩缝位置的桥面铺装和其余铺装位置连成一个整体。此类伸缩缝的优点在于防水性好、施工简便、易于维修等[3]。

1.7 三维方向变形桥梁伸缩缝

当前，桥梁工程发展迅速，结构形式不断改变与创新，三维方向变形桥梁伸缩缝主要用于异型桥跨结构变形，此类伸缩缝可以满足三向变形需求，即纵向、横向、竖向。

2 影响桥梁伸缩缝施工安装质量的主要因素

伴随我国交通运输事业的快速发展，桥梁伸缩缝装置也在逐渐发展、进步。桥梁工程当中，主要在梁端等结构中安装桥梁伸缩缝装置。此部位属于薄弱部位，不仅要承受大量行车荷载，还会受雨水、阳光等自然因素的影响，因此很容易由于自身破损，而破坏梁板、桥面铺装层等。一旦破坏了桥梁伸缩缝，便会加剧桥梁损坏速度，影响桥梁使用寿命。在桥梁建设规模和数量持续增长的今天，大量新型伸缩装置不断被用于桥梁工程，且取得了良好的应用效果[4]。

2.1 温度的影响

在高速公路桥梁施工中，温度是影响伸缩缝施工安装质量的一大因素，由于伸缩缝始终處于一个露天的环境当中，受自然因素很大，比如说，温度变化，会造成热胀冷缩，这对于伸缩缝施工影响极为严重，且难以控制。当温度太高的时候，一定程度上桥梁伸缩缝材料会产生膨胀;反之，当温度太低的时候，桥梁伸缩缝材料又会出现遇冷收缩现象。因此，在伸缩缝施工安装过程中，必须提前制定一个合理、科学、可行的安装施工方案。

2.2 材料的影响

除自然因素外，桥梁伸缩缝材料自身的质量也会对施工安装质量造成不同程度的影响。桥梁工程施工直接暴露在空气当中，施工现场又较为开放，不同地区，施工现场的地质条件、气候条件、施工队伍条件等都有所不同，因此，在伸缩缝材料和伸缩缝类型选择时，不能以偏概全，要将工程技术、施工现场、水文条件、地质条件等考虑在内，深入准确地了解施工环境及施工方案的前提下，慎重选择施工材料。混凝土是桥梁工程最常见的材料，在钢筋混凝土桥梁及预应力混凝土桥梁当中还需要考虑混凝土徐变、收缩问题。作为混凝土构件的一种固有属性，混凝土收缩、徐变现象基本上可以看作是一种随机现象，主要影响因素有混凝土的配合比、塌落度、温度、持荷时间、强度等。

2.3 荷载的影响

对于桥梁端部而言，活载或者恒载都会引起角变位，从而导致伸缩装置出现垂直或水平及角变位。

为加宽桥面时，需要安装纵向伸缩装置，因为跨中挠度很大，在振动过程中，随着时间的变化还要注意变位所产生的相位差。因此，各种荷载会引起桥梁挠度变化。

2.4 地震的影响

对于桥梁伸缩缝而言，地震的影响很复杂，且把控难度大，一般设计时需要予以考虑，尤其是在有可靠资料的情况下，需要计算出地震对桥梁相关参数的影响，比如桥梁墩合的卜沉、回转、水平移动及倾斜展等。

2.5 纵坡的影响

当桥梁具有较大纵坡时，施工过程中往往将活动支座设计成水平，因此，在支座位移的时候，极易出现路面垂直差，在变位较小的时候基本上无需考虑。但是，若为纵坡较大的组合钢桥，且变位较大的情况下，就需要认真考虑选择何种伸缩装置形式。

3 桥梁伸缩缝施工安装质量控制要点

桥梁伸缩缝安装质量的优劣低于车辆行驶舒适性、桥梁服役年限具有直接的影响。为此，本文针对两种不同伸缩缝的安装质量控制要点进行了分析，具体如下：

3.1 钢梳齿板伸缩缝

钢梳齿板伸缩缝（图1）具有较大伸缩量，适用性强，可在不同梁体结构及跨度的新旧改造桥梁中使用。首先，在安装前，需要详细清理伸缩装置部位，通过焊接法将梳形钢板接长，并根据施工设计要求弹线定位，固定时可采用夹板，待焊接后，针对出现的变形情况及时进行矫正。根据设计标高要求，在预留孔内埋设锚栓，随后进行锚板焊接，并调节封头板，保证其和垫板平齐。其次，安装过程中，在定位角钢上固定构件，以此提高安装的准确性，并避免出现梳齿平整性差、扭曲变形等问题。除此之外，还要控制好梳齿之间的间隔。一般来讲，可选择同一块板方形切割两齿板，安装准确。再次，浇筑混凝土时，保证振捣密实，为了顺序排出混凝土内的空气，可在钢梳齿根部开钻小孔，直径为20 mm。完成浇筑后，需及时拆除定位角钢，确保在温度变化中伸缩缝能够伸缩自如。最后，做好混凝土养护工作。

3.2 毛勒式伸缩缝

毛勒式伸缩缝安装前，需要详细制定施工组织方案，合理安排施工进度与技术要点，明确各施工组分工，落实各方责任，做到职责分明。安装工艺如表图2所示。

在安装过程中，要求严控每道工序的施工质量，控制要点为：①安装前，做好各项准备工作，要求详细检查检验伸缩缝的顺直度、平整度、间距等参数，保证设备配置合理、数量满足施工设计要求，做好试机工作，确保施工顺利开展。②按照施工图纸相关要求，明确开槽宽度并施工放样，切缝可采取干切方式，完成后，及时清理干净，不得污染路面。③开槽时，合理控制开槽深度，开槽后清理干净槽内所有杂物。若发现梁和梁之间的间隙与设计存在偏差，需及时将槽内的预埋筋、锚固筋理顺直，并做除锈施工。④若出现梁板预埋钢筋不够的情况，需及时补填，满足数量满足要求，同时保证型钢安装规范。⑤伸缩缝安装对于施工温度有一定要求，一般可控制在15～20℃，若安装温度不满足设计要求，需及时进行伸缩缝定位值的调节。安装前，先检查是否清理干净槽内杂物，尤其是桥梁支座之间是否清洁，若不符合要求，需及时通过高压水枪进行清理。型钢定位前，还需认真检查型钢的顺直度，保证在允许范围内控制型钢顶面和路面高差。型钢定位可采取吊索进行安装，待准确定位后，宜选择分段点焊加固，防止型钢由于温度过高出现变形情况。焊接时，可通过高质量焊条进行施工，一条一条进行焊接，焊接顺序为“顶面-侧面-底面”，随后将固定夹去除。安装时，需实时检测型钢平整度情况。待型钢定位锚固，路面层钢筋铺设完成后，需及时进行顶层钢筋混凝土保护层厚度检查，并清理干净槽口位置，各项检查验收合格后，便可进行C50混凝土浇筑。⑥养生后，混凝土强度满足设计要求，便可进行橡胶条安装。安装前，需清理干净缝内杂物，避免对混凝土的伸缩性造成不利影响。

4 提升桥梁伸缩缝施工安装质量的对策

4.1 完善监督管理机制

桥梁伸缩缝施工质量尤为关键，为了约束施工作业行为，需要进一步完善施工监督管理机制，指派专门的监督管理人员，全程监督整个施工质量。

施工材料质量监督与管理。材料是工程实体的主要物质基础，材料质量的优劣与工程质量息息相关，为了满足伸缩缝工程建设需要，必须详细检查材料采购数据、账单、质量检查单等，不得出现遗漏。

施工安装过程还需做好监督管理工作，对于各个细节变化利用传感器系统进行认真检查，并与相关技术管理人员积极配合，以便全程监控。

建立健全奖惩机制，并与其他部门协同合作，相辅相成，进一步增强每一个施工人员的责任感，从细小处入手，提高工程质量。

4.2 做好施工控制工作

在桥梁伸缩缝使用性能调查研究中发现，毛勒伸缩缝除外，现有桥梁伸缩缝使用年限均较短，比较长的使用时间也基本上可以满足6年左右。加上早期阶段，我国桥梁工程多数安装的是橡胶板式伸缩缝，在交通量较大的情况下，此类伸缩缝无法承受住高速行驶车辆的强烈冲击，此外，安装当中也存有一些情况，因此，桥梁通车早期极易被破坏，甚至会出现较为严重的跳车问题，最终对行车安全造成不利影响。

针对钢制伸缩缝装置，由于其自身型钢材料和混凝土材料存在很大不同，比如，温度膨胀系数、强度等，在界面位置必定会生成应力薄弱处，根据相关调查研究可知，新旧界面位置开裂时造成伸缩缝损坏的主要原因，一旦伸缩缝被破坏，则会降低桥梁的防水能力，影响其使用寿命。为此，在实际应用当中，必须合理选择桥梁伸缩缝类型，加大施工质量控制，保证安装合理、规范，这样才能避免伸缩缝被破坏，降低后期维修难度。在安装前要做好工序合理安排，避免伸缩缝施工与其他工程施工出现冲突，保证安装进度。

5 工程实践

伸缩缝安装质量对路面平顺连接起到了至关重要的作用，将会直接影响路面总体平整度及通车后的行车舒适性。S62淮内高速息邢段桥梁伸缩缝施工，伸缩缝浇注采用不小于C50玄武岩纤维水泥混凝土，玄武岩纤维掺入量为50 kg/m3以上，控制其坍落度满足混凝土运输的最小要求，控制在7～9 cm，并应适当掺入JPA高性能外加剂，减小水灰比，减少混凝土收缩。工艺流程为开槽—型钢横梁安装—模板安装—混凝土浇筑—表层防裂钢筋网的安装—养生。

伸缩缝施工完成后，对每道伸缩缝逐一进行检查验收，用3 m直尺检测，每道缝型钢顶面两侧检测平整度5点，行车道、超车道各检测2点，紧急停车带检测1点，要求伸缩缝与桥面沥青混凝土高差≤2 mm，即伸缩缝型钢顶面要低于两侧沥青混凝土0～2 mm，合格率要求100%;同时采用小型车辆以120 km/h的速度通过行车道、超车道检测，要求无明显跳车感。对平整度超标的进行打磨处理，直到满足要求。同时沿水泥混凝土与沥青混凝土交接线，在水泥混凝土上粘贴塑胶带，喷涂沥青漆，使沥青面层恢复原色，确保交接线直顺，交接面黑白分明。

在息邢段桥梁伸缩缝施工中，施工单位严格把控各道施工工序，在通车运营三年后，桥梁伸缩缝性能良好、平顺，在2021年度被评选为国家优质工程。

6 结语

综上所述，伴随社会经济的迅速发展，作为交通运输事业的重要组成部分，高速公路建设也取得了不错的成绩。伸缩缝是桥梁结构的一部分，其安装质量的优劣直接关系到整个工程的质量。因此，在高速公路桥梁伸缩缝安装中，只有先了解不同伸缩装置的特点，掌握影响质量的因素，才能保证采取的安装质量措施合理、可行，进一步提升施工技术水平，保障工程建设的整体质量。

参考文献

[1] 孙国荣.市政道路桥梁工程伸缩缝施工技术的研究[J].工程建設与设计，2021（3）：175-177.

[2] 龚河超.公路桥梁伸缩缝施工设计及质量控制分析[J].工程建设与设计，2020（12）：122-123.

[3] 杨宗政.高速公路桥梁施工中伸缩缝的应用与技术工艺研究[J].交通世界（上旬刊），2018（12）：128-129.

[4] 李海滨.公路桥梁伸缩缝施工质量控制探讨[J].中国房地产业，2019（31）：202.

收稿日期：2022-03-09

作者简介：许军（1970—），男，河南郑州人，本科，工程师，研究方向：交通工程。