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【摘 要】 随着我国高速公路建设的迅猛发展,桥梁伸缩缝从生产到安装都在逐渐成熟和完善.减轻了桥头跳车的现象。桥梁在营运过程中,伸缩缝装置是承受最大动力载荷的附件,极易造成伸缩缝损坏。影响行车的舒适和安全。出现这些问题,除了车辆通行量增多、载重量增大、车速加快等客观原因对伸缩装置的损坏外,伸缩缝设计和施工的欠缺也不容忽视。基于此,本文对桥梁伸缩缝的设计及其质量控制措施进行了研究。
【关键词】 桥梁伸缩缝;设计;质量控制;措施
由于经济的发展,人民生活水平的不断提高,导致现在的社会对桥梁的要求越来越高,桥梁的质量等级也在一步步攀升。桥梁等级的提高就要求桥梁的伸缩缝质量随之升高,伸缩缝的质量直接关系着桥梁的使用状况,因此提高桥梁伸缩缝的设计标准,加强和完善桥梁伸缩缝的设计与质量势在必行。
一、桥梁伸缩缝重要作用
桥梁伸缩处跳车问题目前在国内道路病害中比较常见,这个问题会随着我国公路的发展而越显突出。如果桥梁伸缩处出现破坏会引起接缝处下沉,路面遭到损坏,高低不同的错台也即台阶就会因此形成。车辆通过这些台阶时会引起跳动和冲击,对桥梁和路面造成附加的冲击荷载,情况好些的只会是驾驶员感到不适,严重时甚至会发生事故,影响到正常的营运。这个问题不仅在国内公路上存在,在国外,也还未得到结局。为了消除路面台阶,保持良好的路面状况,相关部门以及施工单位针对桥梁伸缩处跳车的问题,采取了许多行之有效的方法。其中,桥梁伸缩缝的安装质量会直接影响到车辆的平稳性、舒适性、桥梁的服务质量和使用年限等,它是桥梁建设中一项极重要的施工项目。该项目的高水平实施可以在很大程度上解决伸缩缝处跳车的疾害。
二、桥梁伸缩缝设计
1、影响伸缩量的基本因素
(1)温度变化
温度变化是影响伸缩量的主要因素。由于我国幅员辽阔,温差悬殊、变差幅度各地不一。由于温度使桥梁内部温度分布不均匀会引起大跨径桥梁端部产生变位,一般跨径比值较小,可不予考虑;大跨径桥梁,设计时应予考虑。
(2)混凝土的徐变和收缩。钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥需考虑其徐变及收缩。徐变量按梁在预应力作用下的弹性变形乘以徐变系数 =2求得。收缩量以温度下降20℃来换算。应当考虑安装时混凝土的徐变和收缩已完成的部分。为此应将全部徐变和收缩量乘以折减系数8。徐变的龄期是以施加预应力后的时间计算,收缩是以浇筑混凝土以后到安装时的全部龄期计算,设置伸缩装置后施加的预应力需另加。
(3)地震影响使构造物发生变位。在伸缩装置的设计过程中,要么在地震对其影响方面由于微不足道或者不可把握的原因不用考虑,当然如果有很好的资料能够基本或者准确的掌握一定的数据,那么在设计得时候就完全可以将这个影响因素考虑进去。当然了,这样最好。
(4)各种荷重所引起的桥梁挠度。活载、恒载等会使桥梁端部发生变位,而使伸缩装置产生垂直、水平及变位。如果梁比较高,且伴有振动的情况,应格外注意。由于加宽桥面而要设置纵向伸缩装置时,由于跨中挠度较大,还应注意在振动时变位随时间变化的相位差
2、伸缩缝设计要点
整体设计合理选定恰当伸缩量的缝隙极为重要,缝隙越大伸缩装置越容易遭破坏。采用的缝隙过大或过小,以及没有考虑安装时的温度而调整间隙。特别是针对板式橡胶伸缩装置,易造成破坏。即使是连续桥面,在面层铺装上往往也会出现裂纹。因此。要采取预先切割桥面,设置接缝,或用较软的铺装层来吸收裂缝,或者安设小型的伸缩装置来解决。在较大纵坡的情况下,如不设置考虑适应竖直变位的构造,也容易产生缺陷,引起破坏。伸缩装置沿桥面纵向,即使伸缩量小,也存在挠度差大的问题,因此,在伸缩装置构造上要给予重视。伸缩装置与梁体结合成等强的整体无疑是提高其使用效能的重要手段。除模数式伸缩装置之外的其他类型的桥梁伸缩装置,与桥面板的固定、结合往往不够充分,效果不甚理想,一般构造尺寸较小、刚度不足,而且对新材料的特征、配合等研究不够深入,所以在选型时应作充分的比较研究。为防止因雨水而起的漏水现象,虽然在一些钢制伸缩缝装置中,对配合部位采取插入密封橡胶或将排水装置或铺装层面层作为容易清扫的型式,或在整个缝隙中灌注填人防水材料的实用型式。对与桥面的雨水,一般应在伸缩装置附近设集中排水口;对不在日常养护作多次涂漆的构件上,设计上应采用优质耐久的防护材料作有效的处理。
三、桥梁伸缩缝的施工工艺
1、施工前的准备工作
在伸缩缝施工前,上报详细的施工组织设计方案,要求精心组织、统筹安排,严格按照施工规范进行控制。成立专业施工操作组,明确任务,做到职责分明。工程监理对切缝、开槽、型钢安装、浇筑混凝土等各道工序的施工均应进行认真的检查,验收合格后方可进入下一道工序,同时对型钢安装、浇筑混凝土等重要工序均要全过程旁站。做好施工前准备工作,包括熟悉图纸、安装操作规程,并进行施工操作规程培训;对伸缩缝的位置编号进行检查,对伸缩缝进行顺直度、平整度扭向及间距进行检查验收工作;机械设备配备齐全,小型机具应全部到位,尤其是发动机,必须检查其完好率,同时确保有一台作为备用,保证施工顺利进行,确保施工质量。
2、切缝
在桥梁主体施工桥面沥青铺过并且进行验收之后,依据桥梁伸缩缝施工图的要求来确定桥面的开槽宽度,并且进行准确的放样,然后利用弹墨线打上底线进行切割,在切割的同时,对于需要切割的桥面以外的桥面必须进行覆盖,用大面积塑料布将桥面完全覆盖,并在塑料布与切割缝的交接处,用胶带密封好,以免在切割桥面时产生的污染物污染未切割的桥面。
3、开槽
用风镐开槽,开槽后将槽内的沥青砼及其他杂物清除干净,同时在槽两边放彩条布或钢板,将清理出来的杂物统一放在彩条布或钢板上。开槽之前与之后都要对缝两侧的沥青砼路面进行平整度检测,还要检查一下桥面铺装砼是否打到位,检查切缝是否与桥后搭板立面相接,如果达不到要求,应该考虑加大切缝宽度进行二次切缝。如发现梁与梁之间间隙不符合要求(即大于或小于规定范围),应采取措施加以处理;应理顺、理直槽内的预埋筋及锚固筋。开槽后立即进行预埋钢筋的调直和除锈工作,如果发现预埋筋数量不足,应补打数量足够的膨胀螺栓,确保伸缝缝的安装质量。 4、安装
安装前检验槽内杂物是否清理干净,特别是桥梁支座间的杂物必须用高压水枪冲冼干净,在型钢定位之前对型钢进行平直度的检查,虽然产品在出厂前已进行过平直度的校正检查,但是不排除运输途中或装卸对产品的平直度的影响;为确保质量,要求在整个型钢安装过程中经常进行顺直度及平整度检测,型钢的顺直度控制在3mm以内,平整度用直尺检查控制在2mm以内,型钢顶面与路面高差控制在2mm以内,发现问题及时处理,避免型钢安装完成后因平整度或顺直度不符合要求而造成返工;型钢定位后采用分段点焊加固的方法,以免型钢过热产生变形,焊接采用高质量的焊条,逐条焊接,先焊接顶面,再焊接侧面,最后焊接底面,确保焊接质量。
5、混凝土浇筑
伸缩缝的安全稳定性直接影响着桥梁的质量,所以在进行混凝土浇筑时,伸缩缝的两侧应该覆盖上塑料布,以此保证在浇筑混凝土时混凝土不污染桥面。另外,浇筑混凝土时应在伸缩缝两侧同时浇筑,以防影响到伸缩缝的稳定性。在混凝土浇筑完之后,应进行振捣,采用振动棒振捣直至混凝土内不再出现气泡为止。之后进行抹压,使混凝土面平整,而且尽量保证混凝土面比沥青路面低少许,不能过高或者过低,过高过低都会导致跳车现象。混凝土浇筑之后应该用草苫对其进行覆盖,保养应不少于7d。
四、桥梁伸缩缝的质量控制
1、对目前常用的桥梁结构而言,伸缩装置的锚固系统很难准确地埋入梁中,大部分锚固在铺装层混凝土中。由于混凝土厚度太薄上预埋件的位置干扰,施工难度大,过渡段混凝土的锚固作用实际上大打折扣,预埋件的锚固质量也大受影响。桥面采用沥青混凝土铺装,往往伸缩装置安装在先,桥面铺装在后,沥青面层和过渡段混凝土之间很难铺平,加上刚柔相接,容易产生台阶。车辆通行振动产生冲击使伸缩装置锚固系统和过渡段混凝土受力瞬时加大,而由此产生的振动又是高频振动,在反复的车辆瞬时荷载作用下,伸缩装置锚固混凝土不能保持弹性而破坏,锚固装置在反复动载震动下产生变形并与混凝土剥离,最终全部破坏。因此,要求施工队伍按照设计,精心施工是至关重要的。
2、由于桥梁施工由路基施工单位先行施工,中间检查发现施工单位对桥梁伸缩缝下的垃圾清理极为不重视,相当多的桥梁支座处垃圾较多,有关部门虽采取了各种措施,要求清理干净垃圾,但效果不佳,给桥梁工程质量留下隐患。某些省市高速公路已明确要求施工单位递交桥梁支座使用年限内不可撤消保函,以促使施工单位全面重视引起桥梁支座破坏的各种因素。
3、伸缩缝安装施工是桥梁施工最后几道工序之一,为了赶上竣工通车,对最后几道伸张缝,施工人员往往容易疏忽大意,不按安装程序及有关操作要求施工。另外,伸缩装置安装后混凝土没有达到强度就提前开放交通,致使过渡段的锚固混凝土产生早期损伤,导致伸缩缝在营运环境中下降。因此施工前应合理安排好工序,进行动态调整,做好工程与进度之间两不误。
五、总结
桥梁的伸缩缝对整个交通运输系统来讲都是是一处关键,甚至会有着影响全局的作用,不仅会关系着整个桥面的美观平整,影响到行车的平稳和舒适度。而且会关系到路面的运行通畅和稳定,关系到出行者生命财产安全。加强对桥梁伸缩缝的科学设计,严格施工,实施监控,实行全过程的严格质量管理和控制,严格保证设计施工质量,将有益于提高整个公路运输的服务质量,有力的保证了人们的生命财产安全,有助于促进我国的经济文化交流,推动社会的全面进步。
参考文献:
[1]郭长润,刘井前.桥梁伸缩缝施工的质量控制[J].建筑,2010,(09).
[2]范广平.浅谈桥梁施工中伸缩缝施工质量控制[J].中国科技博览,2010,(10):12-131
[3]沈永健.浅议公路桥梁伸缩缝施工设计和质量控制-中小企业管理与科技(上)2012年第5期
【关键词】 桥梁伸缩缝;设计;质量控制;措施
由于经济的发展,人民生活水平的不断提高,导致现在的社会对桥梁的要求越来越高,桥梁的质量等级也在一步步攀升。桥梁等级的提高就要求桥梁的伸缩缝质量随之升高,伸缩缝的质量直接关系着桥梁的使用状况,因此提高桥梁伸缩缝的设计标准,加强和完善桥梁伸缩缝的设计与质量势在必行。
一、桥梁伸缩缝重要作用
桥梁伸缩处跳车问题目前在国内道路病害中比较常见,这个问题会随着我国公路的发展而越显突出。如果桥梁伸缩处出现破坏会引起接缝处下沉,路面遭到损坏,高低不同的错台也即台阶就会因此形成。车辆通过这些台阶时会引起跳动和冲击,对桥梁和路面造成附加的冲击荷载,情况好些的只会是驾驶员感到不适,严重时甚至会发生事故,影响到正常的营运。这个问题不仅在国内公路上存在,在国外,也还未得到结局。为了消除路面台阶,保持良好的路面状况,相关部门以及施工单位针对桥梁伸缩处跳车的问题,采取了许多行之有效的方法。其中,桥梁伸缩缝的安装质量会直接影响到车辆的平稳性、舒适性、桥梁的服务质量和使用年限等,它是桥梁建设中一项极重要的施工项目。该项目的高水平实施可以在很大程度上解决伸缩缝处跳车的疾害。
二、桥梁伸缩缝设计
1、影响伸缩量的基本因素
(1)温度变化
温度变化是影响伸缩量的主要因素。由于我国幅员辽阔,温差悬殊、变差幅度各地不一。由于温度使桥梁内部温度分布不均匀会引起大跨径桥梁端部产生变位,一般跨径比值较小,可不予考虑;大跨径桥梁,设计时应予考虑。
(2)混凝土的徐变和收缩。钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥需考虑其徐变及收缩。徐变量按梁在预应力作用下的弹性变形乘以徐变系数 =2求得。收缩量以温度下降20℃来换算。应当考虑安装时混凝土的徐变和收缩已完成的部分。为此应将全部徐变和收缩量乘以折减系数8。徐变的龄期是以施加预应力后的时间计算,收缩是以浇筑混凝土以后到安装时的全部龄期计算,设置伸缩装置后施加的预应力需另加。
(3)地震影响使构造物发生变位。在伸缩装置的设计过程中,要么在地震对其影响方面由于微不足道或者不可把握的原因不用考虑,当然如果有很好的资料能够基本或者准确的掌握一定的数据,那么在设计得时候就完全可以将这个影响因素考虑进去。当然了,这样最好。
(4)各种荷重所引起的桥梁挠度。活载、恒载等会使桥梁端部发生变位,而使伸缩装置产生垂直、水平及变位。如果梁比较高,且伴有振动的情况,应格外注意。由于加宽桥面而要设置纵向伸缩装置时,由于跨中挠度较大,还应注意在振动时变位随时间变化的相位差
2、伸缩缝设计要点
整体设计合理选定恰当伸缩量的缝隙极为重要,缝隙越大伸缩装置越容易遭破坏。采用的缝隙过大或过小,以及没有考虑安装时的温度而调整间隙。特别是针对板式橡胶伸缩装置,易造成破坏。即使是连续桥面,在面层铺装上往往也会出现裂纹。因此。要采取预先切割桥面,设置接缝,或用较软的铺装层来吸收裂缝,或者安设小型的伸缩装置来解决。在较大纵坡的情况下,如不设置考虑适应竖直变位的构造,也容易产生缺陷,引起破坏。伸缩装置沿桥面纵向,即使伸缩量小,也存在挠度差大的问题,因此,在伸缩装置构造上要给予重视。伸缩装置与梁体结合成等强的整体无疑是提高其使用效能的重要手段。除模数式伸缩装置之外的其他类型的桥梁伸缩装置,与桥面板的固定、结合往往不够充分,效果不甚理想,一般构造尺寸较小、刚度不足,而且对新材料的特征、配合等研究不够深入,所以在选型时应作充分的比较研究。为防止因雨水而起的漏水现象,虽然在一些钢制伸缩缝装置中,对配合部位采取插入密封橡胶或将排水装置或铺装层面层作为容易清扫的型式,或在整个缝隙中灌注填人防水材料的实用型式。对与桥面的雨水,一般应在伸缩装置附近设集中排水口;对不在日常养护作多次涂漆的构件上,设计上应采用优质耐久的防护材料作有效的处理。
三、桥梁伸缩缝的施工工艺
1、施工前的准备工作
在伸缩缝施工前,上报详细的施工组织设计方案,要求精心组织、统筹安排,严格按照施工规范进行控制。成立专业施工操作组,明确任务,做到职责分明。工程监理对切缝、开槽、型钢安装、浇筑混凝土等各道工序的施工均应进行认真的检查,验收合格后方可进入下一道工序,同时对型钢安装、浇筑混凝土等重要工序均要全过程旁站。做好施工前准备工作,包括熟悉图纸、安装操作规程,并进行施工操作规程培训;对伸缩缝的位置编号进行检查,对伸缩缝进行顺直度、平整度扭向及间距进行检查验收工作;机械设备配备齐全,小型机具应全部到位,尤其是发动机,必须检查其完好率,同时确保有一台作为备用,保证施工顺利进行,确保施工质量。
2、切缝
在桥梁主体施工桥面沥青铺过并且进行验收之后,依据桥梁伸缩缝施工图的要求来确定桥面的开槽宽度,并且进行准确的放样,然后利用弹墨线打上底线进行切割,在切割的同时,对于需要切割的桥面以外的桥面必须进行覆盖,用大面积塑料布将桥面完全覆盖,并在塑料布与切割缝的交接处,用胶带密封好,以免在切割桥面时产生的污染物污染未切割的桥面。
3、开槽
用风镐开槽,开槽后将槽内的沥青砼及其他杂物清除干净,同时在槽两边放彩条布或钢板,将清理出来的杂物统一放在彩条布或钢板上。开槽之前与之后都要对缝两侧的沥青砼路面进行平整度检测,还要检查一下桥面铺装砼是否打到位,检查切缝是否与桥后搭板立面相接,如果达不到要求,应该考虑加大切缝宽度进行二次切缝。如发现梁与梁之间间隙不符合要求(即大于或小于规定范围),应采取措施加以处理;应理顺、理直槽内的预埋筋及锚固筋。开槽后立即进行预埋钢筋的调直和除锈工作,如果发现预埋筋数量不足,应补打数量足够的膨胀螺栓,确保伸缝缝的安装质量。 4、安装
安装前检验槽内杂物是否清理干净,特别是桥梁支座间的杂物必须用高压水枪冲冼干净,在型钢定位之前对型钢进行平直度的检查,虽然产品在出厂前已进行过平直度的校正检查,但是不排除运输途中或装卸对产品的平直度的影响;为确保质量,要求在整个型钢安装过程中经常进行顺直度及平整度检测,型钢的顺直度控制在3mm以内,平整度用直尺检查控制在2mm以内,型钢顶面与路面高差控制在2mm以内,发现问题及时处理,避免型钢安装完成后因平整度或顺直度不符合要求而造成返工;型钢定位后采用分段点焊加固的方法,以免型钢过热产生变形,焊接采用高质量的焊条,逐条焊接,先焊接顶面,再焊接侧面,最后焊接底面,确保焊接质量。
5、混凝土浇筑
伸缩缝的安全稳定性直接影响着桥梁的质量,所以在进行混凝土浇筑时,伸缩缝的两侧应该覆盖上塑料布,以此保证在浇筑混凝土时混凝土不污染桥面。另外,浇筑混凝土时应在伸缩缝两侧同时浇筑,以防影响到伸缩缝的稳定性。在混凝土浇筑完之后,应进行振捣,采用振动棒振捣直至混凝土内不再出现气泡为止。之后进行抹压,使混凝土面平整,而且尽量保证混凝土面比沥青路面低少许,不能过高或者过低,过高过低都会导致跳车现象。混凝土浇筑之后应该用草苫对其进行覆盖,保养应不少于7d。
四、桥梁伸缩缝的质量控制
1、对目前常用的桥梁结构而言,伸缩装置的锚固系统很难准确地埋入梁中,大部分锚固在铺装层混凝土中。由于混凝土厚度太薄上预埋件的位置干扰,施工难度大,过渡段混凝土的锚固作用实际上大打折扣,预埋件的锚固质量也大受影响。桥面采用沥青混凝土铺装,往往伸缩装置安装在先,桥面铺装在后,沥青面层和过渡段混凝土之间很难铺平,加上刚柔相接,容易产生台阶。车辆通行振动产生冲击使伸缩装置锚固系统和过渡段混凝土受力瞬时加大,而由此产生的振动又是高频振动,在反复的车辆瞬时荷载作用下,伸缩装置锚固混凝土不能保持弹性而破坏,锚固装置在反复动载震动下产生变形并与混凝土剥离,最终全部破坏。因此,要求施工队伍按照设计,精心施工是至关重要的。
2、由于桥梁施工由路基施工单位先行施工,中间检查发现施工单位对桥梁伸缩缝下的垃圾清理极为不重视,相当多的桥梁支座处垃圾较多,有关部门虽采取了各种措施,要求清理干净垃圾,但效果不佳,给桥梁工程质量留下隐患。某些省市高速公路已明确要求施工单位递交桥梁支座使用年限内不可撤消保函,以促使施工单位全面重视引起桥梁支座破坏的各种因素。
3、伸缩缝安装施工是桥梁施工最后几道工序之一,为了赶上竣工通车,对最后几道伸张缝,施工人员往往容易疏忽大意,不按安装程序及有关操作要求施工。另外,伸缩装置安装后混凝土没有达到强度就提前开放交通,致使过渡段的锚固混凝土产生早期损伤,导致伸缩缝在营运环境中下降。因此施工前应合理安排好工序,进行动态调整,做好工程与进度之间两不误。
五、总结
桥梁的伸缩缝对整个交通运输系统来讲都是是一处关键,甚至会有着影响全局的作用,不仅会关系着整个桥面的美观平整,影响到行车的平稳和舒适度。而且会关系到路面的运行通畅和稳定,关系到出行者生命财产安全。加强对桥梁伸缩缝的科学设计,严格施工,实施监控,实行全过程的严格质量管理和控制,严格保证设计施工质量,将有益于提高整个公路运输的服务质量,有力的保证了人们的生命财产安全,有助于促进我国的经济文化交流,推动社会的全面进步。
参考文献:
[1]郭长润,刘井前.桥梁伸缩缝施工的质量控制[J].建筑,2010,(09).
[2]范广平.浅谈桥梁施工中伸缩缝施工质量控制[J].中国科技博览,2010,(10):12-131
[3]沈永健.浅议公路桥梁伸缩缝施工设计和质量控制-中小企业管理与科技(上)2012年第5期