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浅槽锚固桥梁伸缩缝选型及施工工艺的研究 [发表于 2015/2/23] 状态 开放帖 浏览量 517 |
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该帖子同步发自：(感度的博客 访问该博客) 桥梁的伸缩缝长期暴露在大气中，使用环境比较恶劣，是桥梁结构中最易遭到破坏而又较难以修补的部位。桥梁伸缩缝在设计、施工上稍有缺陷或不足，就会引起其早期破坏；而桥梁伸缩缝的破坏，又可能引起很大的车辆冲击荷载，恶化行车状况，急剧降低桥梁使用寿命。据资料表明：美国自82年至93年期间曾花费了10亿美元对60万座桥梁中的20%进行了伸缩缝的更换；日本93年前后以每年公路管理费的15%用于对其一级国道上的19%的桥梁伸缩缝的更换；我国进入21世纪之前，包括市政桥梁在内的公路桥梁伸缩缝的完好率仅达29%。上述资料表明，我国桥梁伸缩装置的损坏率很高，情况相当严重。桥梁伸缩缝的更换是摆在我们面前的一个重要而又迫切的课题。
一、桥梁伸缩缝损坏的原因分析
1、结构本身存在问题：我国以前常用的伸缩装置主要有U型锌铁皮式伸缩装置、梳形钢板伸缩装置、橡胶板式伸缩装置、弹性体伸缩装置及早期引进的“毛勒缝”和国产的“仿制毛勒缝”等，在工程应用中，由于不同程度地存在防水性能差、有效抗刹车制动冲击和多项变位适应性较差、使用寿命短，常常引起桥头跳车、渗漏、噪音等病害，且难以维修更换。
2、生产质量不好：如橡胶材质性能、加颈钢板的材质及合理布置、钢板与橡胶粘结强度、生产时的温度和湿度的控制、焊接质量等等都要求非常严格，稍不注意就出现质量问题，往往容易出现整板断裂、脱胶、胶层磨损、钢板外露、锚固螺栓剪断后橡胶板飞出等病害。
3、施工方面：很多施工队伍对伸缩缝施工工艺要求了解不够，在施工时未能严格按照工艺标准和安装步骤进行施工，是伸缩缝早期损坏的重要原因。
4、管理养护：伸缩装置的部件长期暴露在天然大气中，并且承受高速行车车辆的反复冲击作用，使用环境非常恶劣，而管理养护工作基本上没有进行，导致伸缩缝布满杂物尘土，使原设计的伸缩量得不到保证；超载的情况也不能得到有效的控制。
二、产品选型和施工工艺
1产品选型
近年来，国外的一些公司与厂家相继推出了一些新产品，但目前尚无十全十美的伸缩缝结构形式，产品的先进性在于：1）可实现浅槽锚固：开槽深度最小为10cm；具有良好的伸缩功能：其构造采用型钢变形体+橡胶止水带，可在自然状态下伸缩自如。2)具有卓越的防水和排水功能：止水带断面采用了四方菱形止口，可经受6kg大气压的水密试验。根据路面横坡伸缩缝一端可做成排水式另一端可做成闭水式或两端都可做成排水式。3）防腐更彻底：全部构件采用了先进的电化学防腐措施，增强了构件的防腐性能。4）锚固性能好：因锚板结构独特，能与纵向穿筋方便地连成一体，使之与混凝土连接更可靠。5）综合变位功能优越，且具有抗水平制动冲击能力。6）可以半幅施工，施工安装方便,现场按节拼装焊固。7）锚固深度适应性强：因梁体取材截面较合理，在相同刚度与强度条件下，梁体截面对锚固深度没有特殊要求，更适合于各种铺装层厚度不一的桥梁安装。8）行车舒适性好：因产品的结构特性，使缝隙处存在圆弧过渡，减少了行车对梁体的冲击。9）利于自洁：当路面行车有较大异物落入缝隙处时，在伸缩过程中，将挤出较大坚硬异物，利用行车将其带走。10）利于维护：在合理安装条件下，任何时候都可以方便地更换防水胶条。11）价格性能比优越。
2浅槽锚固伸缩缝施工工艺
2.1施工准备：1）技术准备：熟悉图纸、安装操作规程及质量要求，进行技术交底，施工前应申报安全措施及施工组织设计2）人员、材料、设备准备。
2.2施工放样：根据设计图纸找到梁台或梁梁中心线，按设计宽度对称放出开槽施工线，用切缝机沿线切缝，一般160以下规格切缝深度在5cm左右，160以上规格切缝深度在10cm左右。切缝边口应整齐无缺损。
2.3凿除、清槽：按基准线用风镐或液压镐凿除槽口混凝土，施工时注意预应力梁端的安全区，切勿使镐头触及锚具或穿透梁体上壳层，同时应注意不能将槽口以外的沥青砼破坏（包括破角和抬起）。槽口必须大于或等于伸缩装置结构外廓的空间。认真清理结构物梁体和桥台或设缝处结构物梁体之间的开口间隙，用水或压缩空气冲洗槽口内杂物。
2.4锚固检查与槽口封闭：检查原布设的锚固筋，遇有原有锚固筋数量缺损时，在伸缩装置锚固板位置，必须增加“7”字形锚筋或加有环氧固化剂的锚栓，应尽可能使增设的锚固筋和原有的预埋筋焊接一体，或采用在锚固区打孔后用膨胀螺栓及环氧粘固的方法。预埋筋最好采用门式筋，规格一般为Φ16mm圆钢，预埋深度（或弯曲后长度）应大于10d。在梁端与桥台的开口间隙内紧紧地塞入泡沫板，（注意必须全部塞齐）防止混凝土浇注时砂浆漏出，并使泡沫板高出槽口底部接近于伸缩装置的梁体底部。
2.5组装、就位和焊接：现场组装时，先在桥面分段装配，标准节榫口对接应涂布防水玻璃胶。穿入防水橡胶条，用专用工具压紧，根据当时的气温调整开口（开口间隙可参照下式确定开口预设值）。然后用小门架固定，平均每两米需固定一个门架。预留开口间隙满足下式的要求：
其中:Ｅ-为预留开口间隙；mm-n设缝模数(160以下为1,160为2,240为3)；E0-为单边闭合开口最小余量，分为8mm（单缝式）和15mm（模数式）两种；A-为安装环境误差系数A=1.3；TG-为最高日平均气温℃(取TG=36℃)；TP-为安装日平均气温℃；α-为桥梁结构线胀系数(混凝土结构α=0.00001,钢结α=0.
000012)；L-为伸缩部位最大计算跨长m；γ-为缝体间隙的中线与桥面中轴线之垂线间的夹角(正交时γ=0)。
缝体装配好后采用人工或吊装下槽。下槽后调整高度和顺直性，保证缝体平顺一致，初步点焊定位。按施工图和出厂规定要求穿横向钢筋，并扎制表层防裂钢筋网，正确就位后施焊固定；注意缝体锚固件应与梁端或桥台的预埋筋有可靠的焊接；完成焊接后拆除固定小门架。
2.6封口与复检：安装就位以后在两梁体中部开口处塞入“Y”或“V”形泡沫板，在缝体的开口上也同时塞入泡沫板并用胶带固定封口；注意泡沫板必须塞齐，防止砂浆进入橡胶条底部造成死缝；封闭支承箱可能与混凝土接触的缝隙；最后对安装好的伸缩装置进行一次全面的检查。
2.7浇注混凝土：在浇注前对槽口进一步清理干净，并润湿。采用强度等级应≥C40号的砼。事先应确定好C40砼的配合比，准备好水泥、砂、石、添加剂等材料；在需要尽快开通的桥梁上还需加入早强剂，添加比例按厂家说明书取其规定的比例。按配合比拌制混凝土，注意缝体两边对称浇注砼，严禁混凝土注入位移控制箱内及混凝土直接溅在伸缩缝顶面上。要充分填满捣实，用插入式振动棒振捣时，注意不要碰撞伸缩装置，振捣完毕后，抹光混凝土表面。
2.8混凝土的养生：按施工规范要求进行养生，注意根据气候环境及时对混凝土进行覆盖和浇水。在养生初凝后的槽口混凝土表面进行拉毛处理。在通常情况下应达到85%以上强度或4天以上养生后方可开放交通；特殊情况下（指加入早强剂）也应超过48小时才可开放。
三、结语
为改善桥梁伸缩缝损坏严重的局面，我们将继续致力于桥梁伸缩缝的探索与研究中。桥梁伸缩缝是为适应桥粱的变形，在桥梁结构相联的梁端之间，以及梁端与桥台背墙之间设置的能自由变形的跨缝装置，其作用是使桥梁结构物在气温变化及砼收缩、徐变，以及活载等因素的作用下，能自由伸缩，使汽车行驶舒适、平顺、防水、防泥砂杂物进入缝内。伸缩缝睁合理选择及施工安装质量的好坏，对保证公路运输的安全、快速、舒适至关重要，并直接影响到桥梁的使用寿命及公路的经济性。
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