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文章学习

国省干线公路养护管理中的桥梁伸缩缝维护研讨

时间:2024/4/23 8:42:32   作者:未知   来源:交通科技与管理   阅读:23   评论:0
内容摘要:张 恒(山西省吉县公路管理段,山西 临汾 042200)摘要 随着公路桥梁运行年限的增加,由于受车辆长期荷载和雨雪环境的侵蚀,导致其伸缩缝结构易出现不同程度的断裂、损坏,降低了整体强度,影响桥梁结构稳定性。为充分发挥桥梁伸缩缝性能,延长桥梁使用寿命,文章结合山...
张 恒
(山西省吉县公路管理段,山西 临汾 042200)
摘要 随着公路桥梁运行年限的增加,由于受车辆长期荷载和雨雪环境的侵蚀,导致其伸缩缝结构易出现不同程度的断裂、损坏,降低了整体强度,影响桥梁结构稳定性。为充分发挥桥梁伸缩缝性能,延长桥梁使用寿命,文章结合山西省G108国省干线公路实例,分析桥梁伸缩缝损坏的原因,总结公路桥梁伸缩缝维护施工技术要点及施工注意事项。以期通过养护施工,恢复伸缩缝性能,保证桥梁结构质量,延长使用寿命,促进公路运输业可持续发展。
关键词 国省干线公路;养护管理;伸缩缝;维护施工
中图分类号 U418.1  文献标识码 B  文章编号 2096-8949(2024)03-0127-03
0 引言
桥梁作为公路交通系统的重要组成部分,起着连接城市、促进经济发展的关键作用。然而,由于长期使用和自然环境的影响,桥梁结构逐渐老化和磨损,其中的伸缩缝作为连接桥梁主体的关键部位,需高度重视其维护工作。为推动桥梁养护技术的创新与发展,提高公路工程的安全性和可持续性,该文以山西省G108国省干线公路桥梁为例,探讨桥梁伸缩缝维护的新技术,总结技术经验。以高质量的养护管理工作,推进国省干线公路的安全运营和可持续发展。
1 国省干线公路工程概况
山西省G108公路某合同段全线里程9.53 km,采取双向四车道设计,设计行驶速度80 km/h,是当地交通运输要塞。沿线范围内包括一座长度532 m的桥梁,上部结构为先简支后连续T梁,下部结构为柱式墩,桥面宽度29.5 m。该公路于2016年正式建成通车,随着使用年限的增长,受环境影响和车辆荷载,常规养护管理巡检时发现桥梁伸缩缝出现不同程度的损坏,如图1所示,已经严重影响桥梁运行安全和使用寿命。因此,经多方研究决定,对该桥梁伸缩缝实施养护管理维护,对伸缩缝损坏原因及维护施工技术要点进行分析。


图1 桥梁伸缩缝锚固区出现不同程度损坏
2 G108公路桥梁伸缩缝损坏原因
通过对现场情况进行调查分析,汇总该桥梁伸缩缝损坏的原因如下:
(1)前期伸缩缝施工时,桥梁施工与伸缩缝装置施工未密切配合,桥梁施工未按设计要求准确预埋预留件,为伸缩装置安装带来诸多不便,导致伸缩缝装置安装不平整或锚固体系连接不稳。安装伸缩装置时,预埋钢筋存在生锈情况,基于工期要求,对锈蚀钢筋除锈不彻底,影响钢筋与混凝土的有效结合,导致整体强度下降。
(2)伸缩缝安装时,伸缩缝预留槽两侧路面平整度控制不佳,接缝两侧混凝土存在高差,在车辆荷载的反复作用下,导致伸缩缝锚固区混凝土及型钢的损坏。伸缩缝混凝土破损后,伸缩装置型钢失去保护,直接受到车轮冲击,导致型钢变形和断裂[1]。
(3)冬季下雪后,使用融雪剂,对混凝土产生腐蚀,导致混凝土破损。
(4)伸缩缝橡胶条质量不佳,长时间使用导致老化、破损。
3 G108公路桥梁伸缩缝维护施工技术要点
3.1 做好施工准备,为维护施工奠定基础
为确保伸缩缝维护施工的顺利进行,该工程充分做好施工准备工作,具体总结如表1所示[2]。
3.2 预留槽开挖施工,确保新旧混凝土良好结合
科学处理预留槽,能够在浇筑混凝土时使得新旧材料形成良好的结合效果。具体施工技术流程如下:
(1)对施工段进行交通管制,由施工人员使用混凝土切缝机对伸缩缝混凝土进行切缝施工。在切缝之前,设置宽度为3 m的编织布条,为施工人员提供方便的临时堆放杂物的地方。在切割过程中产生的石粉渣可能会对路面造成污染,在切缝线以外的部分使用塑料布进行覆盖,有效防止石粉渣的飞散和扩散,保护周围环境的清洁,并确保施工质量。在切缝施工作业时,避免损坏预埋钢筋。
(2)使用空压机对伸缩缝处的水泥块等杂物进行清理,剔除干净表面附着的杂物和粉渣,确保表面光洁。清理梁体缝间夹杂的其他杂物,确保梁体间有足够的空隙。在操作过程中,要注意对缝外层进行保护,以确保边角整齐且顺直。使用高效复合砂浆对预留槽中混凝土的缺损进行填补,修补后凿毛处理混凝土表面,增加表面粗糙度,均匀涂刷混凝土界面剂,以提高新旧混凝土之间的黏结力。
(3)在开槽完成后做好现场保护,禁止施工人员对槽口边缘进行踩踏,保证槽口混凝土质量稳定性。
3.3 预埋钢筋修整植筋,确保伸缩缝锚固可靠
对预埋件进行全面检查,理顺并调整预留槽内的钢筋,该工程预埋钢筋为φ16 mm钢筋,布置间距为200 mm,布置偏差为±15 mm。对于出现弯曲变形的预埋筋进行调直处理,对于压坏、缺失的钢筋,进行植筋处理。为确保植筋与伸缩缝锚固筋之间具有良好的受力传递和焊接质量,植筋施工按照伸缩缝锚固筋的方向进行。预埋钢筋植筋施工工艺技术要点总结如下:
(1)定位。依照设计方案确定植筋钻孔位置及孔径等参数,结合现场实际情况调整孔位,调整范围为±10 cm。
(2)钻孔。根据预埋钢筋深度确定孔深,依照《公路桥梁加固施工技术规范》确定孔径,确保钻孔孔道具有良好的顺直性。
(3)清孔。利用硬毛刷对孔道进行全面清理,在高压吹风机的作用下将孔内的杂质吹除,对孔壁和孔底使用工业酒精擦拭,确保干燥整洁。
(4)注胶。选择专用灌注设备向孔内注射植筋用胶黏剂,从孔底灌注,灌注量为孔深的2/3,以植筋后少许溢出为宜。
(5)植筋。钢筋植入之间,对钢筋表面的锈蚀情况进行全面清理,完成胶黏剂注入后,及时以单向旋转的方式将钢筋插入钻孔中,保证钢筋置入顺直,到达设计深度后,将孔口溢出的胶黏剂清理干净[3]。
(6)静置固化。在胶黏剂彻底固化之前,严令禁止触碰已经植好的钢筋,保证良好的黏结效果,确保孔位附近没有明水。
为保证植筋施工质量,确保伸缩缝锚固可靠性,施工时严格注意以下几点,如表2所示[4]。
表2 桥梁伸缩缝植筋施工注意事项
序号 植筋施工注意事项
1 若植筋孔长时间空待,会导致孔洞的稳定性降低,及时清理干净并植埋植筋可以保持土壤的紧密性,增强孔洞的稳定性
2 对于植筋施工时形成的废孔,使用高于混凝土强度的水泥砂浆进行回填,必要时向其中插入长度适宜的钢筋
3 严格规范植筋施工操作,禁止出现将胶黏剂涂抹在钢筋上再插入孔洞的情况
4 在钻孔成孔过程中若遇到预埋件则及时停止钻进,调整位置后重新钻孔
5 施工现场保持良好的通风效果,施工人员配备防护设施,保证作业安全
6 植筋的焊接点位置距离胶面在10 cm以上,若长度难以满足10 cm要求,则采取绑扎连接


3.4 调校伸缩装置,更换橡胶条
在伸缩缝装置调校时,对变形的部位进行调校,对拆除时损坏部分进行打磨、补焊,根据安装温度重新锁定伸缩缝,对伸缩缝表面重新喷涂环氧富锌漆表面涂层,待涂层完全干燥,确保没有起泡、龟裂或其他表面缺陷,延长伸缩缝的使用寿命,提高其耐久性和防腐能力。
橡胶条更换流程如下:
(1)拆除旧橡胶条:清理表面,确保槽口内没有杂物。沿伸缩缝方向将橡胶条切割为二段,分段抽出旧橡胶条。如果遇到难以抽出的部分,继续切断,直至清理完槽口内全部残留物。
(2)清理缝内杂物:使用钢钎将缝内的杂物插捣成碎块,使用夹具将碎块夹出。对于难以夹出的杂物,如果能够在下部找到出口,可以将杂物推至底部,从桥梁下部取出。利用高压空气彻底清理缝内的垃圾,并及时清运出现场。
(3)安装橡胶条:在钢梁两侧凹槽上均匀涂抹润滑油,以减少摩擦力。将准备好的橡胶条平放于安装位置,使用专用工具将橡胶条的两侧嵌入钢梁凹槽中,确保橡胶条牢固地固定在凹槽内。
3.5 伸缩缝安装与锚固,确保装置性能可靠
(1)对伸缩装置下缝和构造缝予以填塞。在构造缝内嵌入厚度相应的泡沫板,确保具有良好嵌入深度和严密性效果,保持上面和槽底保持相平,避免存在缝隙或者松动情况,预防漏浆问题出现。在正式吊装安装前,将槽钢作为调平臂焊接固定在每条伸缩缝弓形卡上,配合使用起吊设备将伸缩缝装置吊装入位。
(2)当伸缩缝吊装到位后,施工人员使用靠尺检查伸缩缝的标高,将靠尺平放在伸缩缝表面上,并观察靠尺的读数。若伸缩缝的标高未达到要求,说明其高度不平整,则进行调整。为了满足伸缩缝装置的平整度和直线度要求,该工程伸缩缝表面在路面以下1~2 mm位置。由于桥面经过多年的使用和行走,会产生一定的磨损和变形,因此,采用较小的数值保证伸缩缝与路面之间的整体平整度。
(3)在调平伸缩缝时,从伸缩缝装置到中央分隔带和路肩的方向有序进行,确保调平后伸缩缝型钢和预留槽槽口间平整度误差在±0.5 mm,顺直度误差小于1 mm。
(4)已经调平的伸缩缝和锚固筋、预埋钢筋之间通过焊接方式连接,严格控制焊缝长度在5 cm以上,在伸缩缝型钢位置禁止进行焊接施工。
(5)完成伸缩缝装置固定后,再次对标高参数进行复测,确保无变形或者误差后,对伸缩缝装置和预埋钢筋之间进行良好焊接,如图2所示。
焊接施工注意要点如下[5]:手工电弧焊提供足够的热量和控制焊接过程,使得焊接可以进行得更加精确和可靠。选择4.0的506焊条,确保焊接强度符合要求,同时也能够提高焊接过程的稳定性和可操作性。采取跳跃式焊接,减少局部热量对型钢的影响,从而避免型钢在焊接过程中发生变形。控制焊接过程中的电流强度,降低钢筋被烧伤的风险。同时,在焊接过程中进行点焊操作,使焊接脚的高度达到4 mm以上,确保焊接质量。焊接完成后,进行现场检查,确保焊点保持顺滑,无裂纹、砂眼和气孔等缺陷。


图2 伸缩缝装置安装焊接锚固

3.6 伸缩缝浇筑、养生混凝土施工
将聚苯烯泡沫嵌塞到伸缩缝装置之间的缝隙,确保填塞严密,避免在浇筑混凝土时出现漏浆。保证模板安装的牢固性,确保安装位置准确。使用防水胶布在型钢上方做好封闭,避免在型钢板内侧的沟槽位置进入混凝土。
该工程所用伸缩缝混凝土的强度等级为C50,向其中加入一定量的钢纤维和早强剂。浇筑过程中严格控制标高参数和混凝土浇筑密实性。为避免因施工对桥面造成污染,在伸缩缝浇筑混凝土的两侧全面铺设塑料布防护。浇筑完成后,及时在混凝土表面覆盖土工布并予以洒水保湿养护,待达到设计强度的75%后,有序开放交通,进行交通管制,控制车速40 km/h,达到100%设计强度后,恢复正常通车。
4 G108公路桥梁伸缩缝维护施工质量控制要点
为保证桥梁伸缩缝维护施工质量,该工程落实如下质量控制对策:
(1)在混凝土终凝前,利用3 m靠尺测量伸缩缝和浇筑位置的平整度,对于超出既定标高的位置,由施工人员使用磨地机打磨,对于标号低于标准的位置,及时予以返工施工。
(2)伸缩缝浇筑尽量做到一次性浇筑完成,必须分段浇筑的情况下,做好接茬位置处理。
(3)伸缩缝两侧槽口尺寸应满足新伸缩缝的安装连接要求。在浇筑槽口混凝土前,封闭开口,避免混凝土流入伸缩缝构件内。
(4)长时间的阳光直射会使伸缩缝受热而膨胀,在运输过程中尽量避免将伸缩缝放置在阳光下暴晒。施工现场做好伸缩缝装置防护覆盖,避免锈蚀问题出现。
(5)在对原有损坏的伸缩缝装置进行拆除时,避免对主梁和桥台结构形成损坏。
5 结束语
桥梁伸缩缝的维护施工技术对于确保公路桥梁的安全运行起着至关重要的作用。山西省G108公路桥梁伸缩缝维护施工严格落实施工准备、预埋钢筋植筋、伸缩装置调校、伸缩缝安装与锚固、混凝土浇筑等施工技术要点,同时落实质量控制措施。施工后,经质量检验各测点抗压强度均值为61.42 MPa,大于标准强度值50 MPa,各测点位置平整度均值为0.63 mm,符合设计要求的小于1 mm标准,施工质量良好,为桥梁伸缩缝维护工作提供重要的理论和实践支持。

参考文献
[1]刘宗杰. 高速公路养护管理中桥梁伸缩缝维护探究[J]. 建材发展导向, 2022(12): 190-192. 
[2]罗希, 梁烜荣. 高速公路养护管理中桥梁伸缩缝维护分析[J]. 运输经理世界, 2020(4): 8-10. 
[3]王刚. 国省干线公路养护管理中的桥梁伸缩缝维护探析[J]. 科技创新与应用, 2021(2): 188-190. 
[4]陈光伟, 刘龙龙, 王少鹏等. 修复用喷射高强混凝土配合比试验研究[J]. 公路交通科技, 2023(11): 149-156. 
[5]邓冬, 熊辉. 高速公路养护管理中桥梁伸缩缝维护研究[J]. 黑龙江交通科技, 2021(3): 133+135. 


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