鄭毅強(qiáng), 王顯平
(安徽省交通控股集團(tuán)有限公司,安徽 合肥 230088)
某高速公路模數(shù)式伸縮裝置更換施工方法及質(zhì)量控制探討
鄭毅強(qiáng), 王顯平
(安徽省交通控股集團(tuán)有限公司,安徽 合肥 230088)
模數(shù)式伸縮裝置在高速公路橋梁上廣泛使用,其病害種類較多,文章結(jié)合濟(jì)廣高速阜周段橋梁D160型模數(shù)式伸縮裝置更換工程,對(duì)該類伸縮裝置典型病害成因、更換施工方法及施工質(zhì)量控制內(nèi)容進(jìn)行探討。
模數(shù)式伸縮裝置;病害成因;施工方法;施工質(zhì)量控制
模數(shù)式伸縮裝置的伸縮體由異型鋼梁與單元密封橡膠帶組合而成,由邊梁、中梁、橫梁、連動(dòng)機(jī)構(gòu)和密封橡膠帶等部件組成,適用于伸縮量為80 mm的單縫和160~1 200 mm及以上的公路橋梁[1-3]。
G35濟(jì)廣高速阜周養(yǎng)護(hù)段橋梁全長(zhǎng)約13 km,橋梁伸縮裝置主要類型有梳齒板式、D80異型鋼式和模數(shù)式。其中模數(shù)式伸縮裝置為D160型,其典型病害主要表現(xiàn)為中梁斷裂、密封橡膠帶破損和錨固混凝土破損。典型病害如圖1所示。
圖1 D160型模數(shù)式伸縮縫典型病害
本文結(jié)合阜周養(yǎng)護(hù)路段橋梁模數(shù)式伸縮裝置更換工程,對(duì)D160型伸縮裝置病害主要成因進(jìn)行分析,并對(duì)其更換的施工方法及施工質(zhì)量控制內(nèi)容進(jìn)行探討[4-7]。
1.1 中梁斷裂
(1) 位移箱的設(shè)計(jì)間距過大,導(dǎo)致中梁在車輛荷載及其沖擊力的反復(fù)作用下,出現(xiàn)較大的豎向變形及彈性震動(dòng),造成中梁斷裂。高速公路上位移箱間距最好不超過1.5 m。
(2) 施工時(shí)位移箱在橋面橫斷面上設(shè)置的位置不妥,致使中梁出現(xiàn)較大的懸臂長(zhǎng)度,在車輛重載作用下,由于較大負(fù)彎矩作用而折斷。如,在高速公路超車道左側(cè),位移箱距離中分帶護(hù)欄側(cè)面達(dá)到90 cm多,中梁懸臂長(zhǎng)度達(dá)到70 cm多。高速公路上位移箱距離中分帶護(hù)欄側(cè)面最好不超過50 cm。
1.2 密封橡膠帶破損
(1) 密封橡膠本身質(zhì)量不過關(guān),在光照、天氣變化作用下,出現(xiàn)早期老化而破損。
(2) 養(yǎng)護(hù)不及時(shí),使縫隙里積累砂石過多,在車輛荷載的反復(fù)沖擊下,砂石直接刺破橡膠帶。
1.3 錨固混凝土破損
(1) 錨固混凝土本身問題,或配比不當(dāng),或振搗不夠,或養(yǎng)護(hù)不當(dāng),或混凝土沒達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度就開放交通等。
(2) 錨固筋及連接鋼筋設(shè)置不合理,致使縫體錨固不牢,在車輛沖擊下使其抖動(dòng)過大,波及錨固混凝土而破損。
2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備
在伸縮裝置更換施工前,應(yīng)做好以下現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作:
(1) 按規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)要求做好養(yǎng)護(hù)作業(yè)區(qū)交通安全組織。
(2) 施工所需工、料、機(jī)到場(chǎng)到位。
(3) 復(fù)核現(xiàn)場(chǎng)工況、原橋梁圖紙與伸縮裝置設(shè)計(jì)是否吻合。
2.2 拆除原伸縮裝置
(1) 切割放樣。先采用切縫機(jī)沿槽口混凝土切縫。切縫線應(yīng)全部包含原有錨固混凝土,切縫邊口應(yīng)整齊、無缺損。
(2) 鑿除錨固混凝土。采用小型風(fēng)鎬機(jī)具鑿除錨固混凝土,根據(jù)原設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)情況控制槽深,槽深一般為35 cm左右。槽口底部應(yīng)均勻平整,不留松動(dòng)和老舊混凝土。鑿除過程中盡量保留原槽口預(yù)埋的錨固鋼筋。
(3) 清槽?;炷凌彸髴?yīng)及時(shí)清槽,采用空壓機(jī)或高壓水槍清除槽口和梁端縫隙的雜物,特別是梁端縫隙內(nèi)雜物必須清除干凈,確保梁體自由伸縮。
(4) 檢查槽口。清槽后及時(shí)檢查槽口尺寸和梁端縫隙寬度,對(duì)不滿足安裝要求的提前采取處理措施。同時(shí)對(duì)槽內(nèi)錨固鋼筋進(jìn)行矯正和除銹處理[5-7]。
2.3 伸縮裝置安裝
(1) 縫體運(yùn)輸與存放??p體由生產(chǎn)廠家用專車運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng),縫體出廠時(shí)標(biāo)明吊點(diǎn),施工現(xiàn)場(chǎng)要按照標(biāo)明的吊點(diǎn)進(jìn)行裝卸??p體在工地存放時(shí),應(yīng)墊離地面至少30 cm,一般在靠近預(yù)留槽處鋪設(shè)道木組進(jìn)行水平存放。存放期間要用防水氈布覆蓋,防止日曬、雨淋和污染。
(2) 安裝。① 縫體定位值的確定:伸縮裝置一般應(yīng)在5 ℃~20 ℃的氣溫范圍內(nèi)安裝。現(xiàn)場(chǎng)安裝溫度應(yīng)與縫體定位時(shí)出廠溫度值相符合。當(dāng)二者不一致時(shí),應(yīng)按照安裝時(shí)的溫度調(diào)整縫體定位值,然后用專用卡具將其固定。② 縫體就位:縫體就位采用汽車吊或龍門吊等吊裝方法。縫體就位后應(yīng)調(diào)整中心線, 使其與梁端間隙中心線相重合,最大偏差不得超過10 mm。然后,沿橋面橫坡方向,校正縫體頂面標(biāo)高及平整度,使之與兩端路面標(biāo)高相吻合,隨即在縫體兩側(cè)錨環(huán)內(nèi)穿放水平連接鋼筋。位移箱底下應(yīng)預(yù)留不小于5 cm的間隙,以確保箱底部混凝土密實(shí),使位移箱穩(wěn)固。③ 植筋:當(dāng)槽口內(nèi)的錨固鋼筋不符合伸縮裝置的錨固要求時(shí),按照伸縮裝置的錨固要求,在槽口內(nèi)相應(yīng)位置補(bǔ)植鋼筋作為錨固筋。錨固筋應(yīng)充分利用原橋預(yù)埋的錨固鋼筋,根據(jù)安裝需求,可對(duì)應(yīng)縫體邊梁錨固筋和位移箱的位置補(bǔ)植鋼筋,植筋質(zhì)量、規(guī)格和位置等應(yīng)能滿足伸縮裝置的錨固要求。④ 縫體固定:縫體固定之前,需對(duì)縫體頂面標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量。一是確保中梁頂面與邊梁頂面相對(duì)高差不超過±1.5 mm,二是確保沿橋面橫坡縫體頂面標(biāo)高稍低于橋面2~3 mm??p體直線度以10 m不超過1 mm控制。
縫體固定時(shí)沿一個(gè)方向依次間隔2~3個(gè)點(diǎn)將邊梁上的錨固筋與預(yù)埋鋼筋或植筋焊接。一般需兩側(cè)對(duì)稱間隔施焊,嚴(yán)禁從一端依次順序施焊,防止造成縫體變形。當(dāng)錨固鋼筋與邊梁錨固筋位置不符時(shí),采用U型或相應(yīng)的鋼筋進(jìn)行加固連接。連接處焊縫長(zhǎng)度不小于10 cm。嚴(yán)禁出現(xiàn)點(diǎn)焊、跳焊、漏焊等現(xiàn)象。焊接的同時(shí),隨時(shí)用水平尺檢查、調(diào)整縫體型鋼的頂面標(biāo)高和直線度[8-9]。
2.4 澆筑混凝土
(1) 立模。模板采用2 mm鋼板,填塞材料采用厚度適宜的聚苯乙烯泡沫板。模板須按伸縮裝置外形和梁端情況制作,立模時(shí)使用扎絲將其堅(jiān)固在錨固鋼筋上。模板與梁端間縫隙采用相應(yīng)厚度泡沫板填塞。模板安裝后需認(rèn)真檢查,確保混凝土振搗時(shí)不變形、漏漿。同時(shí),型鋼頂面須用膠布密封,防止混凝土污染型鋼和密封橡膠帶。
(2) 混凝土拌和、運(yùn)輸。錨固混凝土采用C50鋼纖維混凝土,并加入具有微膨脹作用的早強(qiáng)劑,減少其后期干縮裂縫。施工過程中,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行攪拌生產(chǎn),準(zhǔn)確控制早強(qiáng)劑和鋼纖維用量,依據(jù)氣溫合理確定混凝土水灰比,對(duì)到場(chǎng)混凝土坍落度進(jìn)行檢查,坍落度宜控制在30~50 mm。
為保證混凝土的質(zhì)量和施工和易性,如混凝土拌和生產(chǎn)地與施工現(xiàn)場(chǎng)距離較近,盡量降低混凝土水灰比,采用自卸翻斗車運(yùn)輸。如運(yùn)距較遠(yuǎn),依據(jù)氣溫和以往施工經(jīng)驗(yàn),確定水灰比,采用混凝土攪拌罐車運(yùn)輸。只有少量局部混凝土修補(bǔ),才可采用在施工現(xiàn)場(chǎng)拌和混凝土。
(3) 混凝土澆筑?;炷翝沧⑶?,預(yù)先在伸縮裝置兩側(cè)橋面上鋪塑料布,防止混凝土污染瀝青路面。再次檢查縫體、錨固、縫隙等情況是否合格。檢查合格后方可下料澆筑。
混凝土振搗采用平板振搗器在兩側(cè)同步振搗的方法。特別對(duì)一些邊拐角的地方要加強(qiáng)振搗?;炷琳駬v密實(shí)后,安排人工用抹板搓出水泥漿,分4~5次抹壓、平整、收光,并隨時(shí)用直尺檢查調(diào)整各項(xiàng)指標(biāo)。
2.5 混凝土養(yǎng)生
(1) 水泥混凝土澆筑完成后,應(yīng)用土工布或麻袋覆蓋,并根據(jù)氣溫情況定時(shí)灑水養(yǎng)生,一般情況下養(yǎng)生時(shí)間不應(yīng)少于5晝夜。
(2) 養(yǎng)生期間,須進(jìn)行交通管制,特別是夜間,要做好防護(hù)措施,防止混凝土被車碾壓。
(3) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,清理施工現(xiàn)場(chǎng),然后開放交通。
因高速公路車輛通行或?qū)嶋H養(yǎng)護(hù)需要,伸縮裝置更換時(shí)一般都采用半幅通行半幅施工的方法。因此,縫體需要分段安裝對(duì)接。對(duì)接縫盡量設(shè)置在受力較小處??p體對(duì)接時(shí),要使接縫緊密靠攏。焊接時(shí)采用坡口焊接的方式,并在鋼梁外側(cè)跨焊縫處加悍厚度大于20 mm的鋼板。焊接結(jié)束后用手提砂輪機(jī)磨平鋼梁頂面焊縫。
根據(jù)工程需要,接縫處應(yīng)進(jìn)行探傷檢查,同時(shí)應(yīng)檢查鋼梁是否因焊接而出現(xiàn)了變形。若變形較大需進(jìn)行校正,消除內(nèi)應(yīng)力??p體分段安裝后,密封橡膠帶應(yīng)整體更換,以防接頭漏水。
在清理槽口后,須實(shí)地對(duì)梁端之間的縫隙寬度進(jìn)行復(fù)核測(cè)量。當(dāng)發(fā)現(xiàn)縫隙寬度不符合設(shè)計(jì)和安裝要求時(shí),一般應(yīng)采取如下處治措施:
(1) 對(duì)于縫隙寬度與設(shè)計(jì)偏差過大或橋梁結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)不符時(shí),應(yīng)委托設(shè)計(jì)單位提供專項(xiàng)處治措施,更換其他類型的伸縮裝置。
(2) 對(duì)于縫隙寬度與設(shè)計(jì)偏差在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi),在征求設(shè)計(jì)單位意見后,可調(diào)整與縫寬相匹配的伸縮裝置型號(hào)。
(3) 一般情況縫隙寬度比設(shè)計(jì)較大時(shí),在征求設(shè)計(jì)單位意見后,通??刹捎脪炀W(wǎng)澆注混凝土、增加混凝土托梁等措施來減小間隙。
伸縮裝置設(shè)計(jì)不合理、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格、材料性能差等原因都有可能導(dǎo)致高速公路橋梁模數(shù)式伸縮裝置出現(xiàn)早期破壞,針對(duì)不同的破壞原因應(yīng)采取相應(yīng)處治措施。本文側(cè)重從施工的角度,闡述了模數(shù)式伸縮裝置更換的施工過程及其控制要點(diǎn)[10]??傊岣吣?shù)式伸縮裝置使用性、耐久性,從設(shè)計(jì)、加工采購(gòu)到施工均要嚴(yán)格把關(guān)。
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2016-10-14;修改日期:2016-10-30
鄭毅強(qiáng)(1976-),男,安徽合肥人,碩士,安徽省交通控股集團(tuán)有限公司高級(jí)工程師.
U443.31
A
1673-5781(2016)06-0818-03