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橋梁伸縮縫施工工法時間:2015-02-09
沈陽高等級公路建設總公司
張久軍 張偉  叢培研 朱俊敏  張云飛



  1. 前言
1985年沈大高速開始興建,至2012年底我國高速公路通車總里程達9.6萬公里,成為通車總里程世界第二的國家,成就矚目,而橋梁作為人類的空中通道,早已成為人類社會生活中不可缺少的組成部分,更是高速公路建設中的重要部分。隨著時代的變遷,高科技的日益興起,橋梁逐漸成為一門專業的學科,其設計,施工的技術更是發展迅速,橋梁伸縮縫作為橋梁與路面平穩連接的伸縮裝置,其作用更是不言而喻。本工法意在為伸縮縫施工提供參考資料,規范施工,提高伸縮縫的工程質量,使通車后的橋梁與路面更加平順、合適。
  1. 工法特點
2.1成本低廉,設備簡單。
2.2操作方便,便于質量控制。
2.3引入移動式混凝土攪拌車,施工進度快。在相距較遠的兩個施工現場可以流水作業。
2.4提高混凝土質量,減少混凝土浪費。
  1. 適用范圍
本工法適用于各類現澆混凝土的橋梁伸縮縫施工。
  1. 工藝原理
利用伸縮縫施工混凝土用量較小的特點,采用移動式混凝土攪拌車(根據施工需要組合而成)進行現場攪拌;所用原材按配合比稱重分袋,嚴控配合比保證混凝土質量;利用扣棚加覆蓋灑水的組合養生方式來保證混凝土的7天養生期,以保證水泥混凝土強度;通過施工過程質量控制保證平整度。
5.施工工藝流程及操作要點
5.1工藝流程
伸縮縫施工主要工藝如圖1所示。


5.2施工主要過程
5.2.1施工準備
(1)編制伸縮縫施工方案,研究討論后上報各相關部門審批。
(2)根據編制的施工方案,安排專業施工隊伍進駐現場,對隊伍進行關于伸縮縫施工的安全和施工技術的交底。
(3)確定混凝土的目標配合比,生產配合比后,試驗室要對生產配合比進行反復驗證,并給出適合施工生產的配合比,以保證施工過程中的混凝土強度控制。
(4)在路面施工前,要對橋面預留的伸縮縫位置進行標注,便于后期施工需要。
(5)路面攤鋪前對預留槽采用沙袋、碎石黃泥土或低標號砂漿填平,確保瀝青混凝土施工時的壓實度等質量要求。
5.2.2.伸縮縫的檢測與現場擺放
(1)伸縮縫進場檢測
a .伸縮縫的定位尺寸檢測
 b.伸縮縫的順直度、角度、各部分鋼筋尺寸及焊接位置焊接質量等
(2)伸縮縫的吊裝,運輸過程要平穩,防止因碰撞、傾斜而扭曲引起伸縮縫的變形,定位尺寸發生變化。
(3)伸縮縫臨時放置預留槽附近時,下面要用橡膠墊、枕木等彈性材料支撐,防止存放過程中因自然重力引起變形。
5.2.3.交通封閉
  伸縮縫施工作業區應實行交通封閉,避免非施工車輛進入作業區。伸縮縫施工過程應進行“硬”封閉,嚴禁任何車輛通行。以保證封閉區內施工人員安全,保證施工中的伸縮縫質量。
5.2.4.切縫
在切割伸縮縫之前對瀝青路面平整度進行檢測,如果平整度滿足要求,就根據施工圖紙要求確定開槽寬度,根據準備階段標注的伸縮縫位置,準確放樣,打上線,用切割機割縫,鋸縫線以外的瀝青混凝土路面貼膠帶紙或加蓋塑料布進行保護,以防止鋸縫時污染路面。切割機切割時要做到“準確,平穩,連續,順直,無損傷”,切縫結束后應立即采用高壓水槍對切縫過程中產生的污水進行清洗,防止污染路面。

5.2.5開槽
  切縫完成后,用風鎬開槽,開槽深度必須滿足設計要求18.5cm(其他項目應根據本身特點確定開槽深度)。伸縮縫開槽后應立即將槽內所有雜物清除干凈,將開槽產生的廢棄物統一放在彩條布或鋼板或直接采用機械拉走,并采用高壓水槍沖洗殘留物,整個過程注意防止污染路面,如有污染及時清理。
5.2.6清縫
由于伸縮縫預埋鋼筋較多,構造復雜。為保證清理干凈,必須自制一些工具,用于保證清理干凈;清理時采用風鎬鑿除橋面鋪裝時溢出的鋪裝混凝土,以保證混凝土澆筑時能更好的與橋面結合;清理結束后應采用專用鑿毛錘,對露出來的混凝土部分進行鑿毛(鑿毛面積要達到95%以上),以保證后期混凝土澆筑時與橋面充分結合。在整個清理過程中注意保護切割好的瀝青混凝土邊緣,防止損壞,以保證水泥混凝土與瀝青混凝土的結合與平整度;清縫結束自檢合格后,經監理轉序,將梁板間的空隙用苯板塞滿,用低標號砂漿將苯板填塞部分抹平,防止鋼筋焊接過程將填塞苯板破壞,混凝土施工時混凝土進入梁板的間隙內。

5.2.7定位
清理完成后的伸縮縫內鋼筋進行校正調整,使預埋鋼筋調整到整齊對應的位置,便于伸縮縫的定位安裝,將伸縮縫用專用吊裝設備吊裝到位后,采用小型龍門架進行調整對其進行調整定位,定位的原則采用“先縱向,再橫向,最后確定高和低”的方法。采用橫向的定位支撐,豎向的定位支撐等焊接臨時支撐。為確保質量,要求在整個伸縮縫安裝過程中經常用3m直尺檢查平整度,伸縮縫頂面應低于路面,并控制在2mm以內(或采用檢驗評定標準3mm)。以便于后期混凝土施工時的“找平”。


伸縮縫安裝溫度對應的型鋼間隙與梁端參考值
類型 安裝溫度 35℃ 30℃ 25℃ 20℃ 15℃ 10℃
80型 間隙(mm) 8.75 12.5 16.25 20 23.75 27.5
160型 17.5 25 32.5 40 47.5 55

5.2.8焊接
型鋼定位后采用分段焊接加固的方法,以免型鋼局部過熱產生變形。為保證焊接質量,焊接過程一律采用J506型焊條,不能降低標準;焊接原則采用 “先下后上,先內后外,先側后平”。對與預埋筋不夠高的情況,對應實際情況采用現場加工U型鋼筋,對預埋筋與伸縮縫耳筋進行連接,以保證伸縮縫與橋面結合的整體性;對預埋筋缺失的情況,應采取現場鉆眼,高壓氣管清理,灌膠,加工對應鋼筋并進行植筋焊接。焊接結束后對焊接點的焊渣進行鑿除,切除伸縮縫的定位卡。對整個焊接過程中如出現需要交叉通過伸縮縫時,應該采用浮橋通過伸縮縫。
在完成焊接后,經自檢合格上報監理,經監理轉序,對焊接好的伸縮縫進行填塞苯板,并用膠帶封閉,防止水泥漿滲入伸縮縫間,使伸縮縫出現失去作用的問題。
a.現場植筋主要流程
  高壓氣管清理鉆眼產生的殘渣——飽滿灌膠——焊接種植筋
5.2.9混凝土施工
伸縮縫混凝土必須嚴格按照生產配合比進行攪拌,施工溫度不高于35℃(夏季施工時間最好選擇在下午16時后施工)。嚴格控制現場混凝土的水灰比,坍落度(5-7cm),必須采用流動性強的強制拌合車(防止路途過遠造成混凝土初凝)現場攪拌。混凝土振搗結束后,對伸縮縫內混凝土抹面,收光;并將伸縮縫混凝土控制在低于路面0-2mm之內。在混凝土澆筑過程中要做對應的坍落度實驗,制作同步試塊,便于后期對混凝土強度的監控。
 


混凝土施工過程中注意事項:
(1)澆筑混凝土前,應清除伸縮縫預留槽內的雜物。表面干燥的預留槽內應灑水濕潤,灑水后不得留有積水。
(2)混凝土澆筑應保證混凝土的均勻性和密實性。
(3)混凝土澆筑過程應滿足振搗要求,要做到振搗充分無空隙。
(4)摻早強型減水外加劑、早強劑的混凝土以及有特殊要求的混凝土,應根據設計及施工要求,通過試驗確定允許時間。
5.2. 10養生
   在混凝土澆筑結束對現場進行清理,封閉交通,防止外界車輛進入現場,損壞混凝土。在混凝土初凝前對混凝土進行抹平收光,混凝土初凝后應在其表面灑水,并覆蓋土工布,其上再進行覆蓋薄膜和架設暖棚等方式進行養護,養護時間應不小于15晝夜,養生過程中同步進行試塊養生。
5.2.11安裝橡膠條
  伸縮縫經過15晝夜養生、C50水泥混凝土達到設計強度以后,方可安裝橡膠條。安裝橡膠條前對焊接結束時填塞的苯板進行清理,橡膠止水條安裝應平整,長度適當,并做到整潔,外表美觀,順暢。為了方便安裝橡膠止水條,最好選擇在每日最低氣溫時段安裝。最好采用自制的安裝工具,對止水條進行安裝,并注意不要將止水條破壞。
安裝結束后,對平整度及鋼筋保護層厚度進行竣工驗收檢測 ,最好聘請第三方進行檢測 。保證檢測的公正性,與可信性,確保做到“有視覺,無感覺”。
5.3勞動組織

橋梁伸縮縫施工現場施工勞動組織
序號 工種 人數 作業內容
1 現場指揮 2 施工組織與管理
2 技術人員 1 技術方案制定,技術交底、指導,做各項施工記錄
3 質檢員 1 施工過程控制、工程質量檢驗
4 測量工 2 測量放線,準確確定切縫位置
5 試驗員 3 試驗檢測
6 安全調度員 3 施工現場安全調度
7 機械操作員 2 施工現場機械操作
8 振搗工 2 混凝土振搗
9 雜工 10 運輸拌合用原材料,及混凝土
合計 26

  1. 材料與設備
6.1材料
本工法未涉及到特殊材料,使用的主要材料為碎石,水泥,減水劑等。
6.2設備
機具設備見下表所示

機具設備表
序號 設備名稱 單位 數量 備注
1 移動時混凝土攪拌車 1 具有發電,儲水,攪拌設備及儲料功能
2 小型裝載機 1 負責現場混凝土倒運
3 切割機 1
4 電焊機 2 分別負責定位和焊接
5 鋼筋加工設備 1
6 風鎬 2 清除瀝青混凝土
7 振搗棒 2
8 裝載汽車 2 負責向現場運輸原材料,及現場使用器具的倒運
注:另有一些小型使用工具根據現場實際情況制作。

  1. 質量控制
7.1工程質量檢驗嚴格按照《公路工程質量檢驗評定標準》第一冊 土建工程(JTG F80/1-2004)控制。
7.2質量保證措施
  7.2.1在項目建立的質量保證體系的前提下,建立健全關于針對伸縮縫施工的質量保證體系和全面質量管理體系,嚴格按獎罰制度對伸縮縫施工進行管理。
  7.2.2項目要對伸縮縫施工強化技術管理、加強施工前準備工作,從配合比,混凝土質量等方面出發,優化施工方案。
  7.2.3加強施工過程質量監控,嚴格三檢制度,把好材料進場關、檢驗關、使用關,把好工序質量關。
  7.2.4嚴格控制伸縮縫定位。伸縮縫定位嚴格控制在低于瀝青路面1-3mm之內。
  7.2.5嚴格控制預埋鋼筋焊接和鋼筋補植。保證伸縮縫與橋梁的充分結合,使之與橋梁之間形成整體性。
  7.2.6嚴格控制混凝土質量。現場攪拌混凝土,嚴格按照配合比進行上料,控制攪拌時間,控制好混凝土的均勻性和塌落度,保證混凝土的質量 。
  7.2.7當現場施工需要跨越已施工或正在施工的伸縮縫時,一定通過剛性橋板不得接觸伸縮縫。
8.安全措施
  施工中應樹立“安全第一”的思想,增強員工的安全意識。
8.1施工現場的機械及電力設備應有專人負責看管,現場的電機、電線應放置在無人、無畜、無車通行的地方。
8.2使用有毒、易燃、粉塵類材料時,必須按有關規定采取防毒、防火、防塵的措施。
8.3施工現場倒車時應鳴笛倒退,并有人指揮和查看車后;如有夜間施工,機械設備和現場應有照明標志.
8.4在進行放線及開槽工作時,現場應設立明顯的引導、警示標志,提示過往車輛提前減速,慢行通過,防止事故發生。
8.5配合管理部門封閉交通,按交通管理部門標準,設置規范的交通安全設施及齊全的標志標牌。設標志標牌的地段要派專人24小時進行值班;若發現標志標牌倒塌或被風吹倒的情況,立即扶正并加固穩定。
8.6使用振動器前應檢查電源電壓,必須經過二級漏電保護,電源線不得有接頭,振動器移動時不能硬拉電線;更不能在鋼筋及其他銳利物上拖拽,防止割破拉斷電線而造成觸電事故;對燈具金屬外殼,碘鎢燈殼,要進行保護接地,嚴格禁止將絕緣導線捆繞在一起。   

9.環保措施
  環境保護是我國的一項基本國策,做好環境保護和水土保持工作與國家可持續發展密切相關,按照環保局和經理部文件的有關要求做好施工環境,水土保持和文明施工,具體措施如下:
  9.1建立健全關于伸縮縫施工的環保、水土保持、文明施工管理體系,完善管理制度。
  9.2伸縮縫施工現場所使用的工具,材料和機械等,做到整齊擺放,嚴格貫徹關于文明施工的規定,現場文明施工考核與各作業班組管理人員獎金分配掛鉤。
  9.3伸縮縫施工的每道工序結束后,必須采取相應措施,清理因本道工序施工對路面及周邊環境所產生的污染。
  9.4項目部每月對伸縮縫的施工進行一次施工環保、水土保持和文明施工檢查,針對檢查中發現的問題限期整改。
  9.5施工所使用的原材料,做好水泥沙石進場,保持現場條理化,,工具及材料堆放整齊。
  9.6施工現場內開槽產生的廢料集中堆放處理,由汽車及時拉走,做到文明施工,場地整潔有序。
10.資源節約
10.1利用移動式混凝土攪拌車的施工方法,便于根據現場的實際混凝土用量進行控制,減少了混凝土浪費。
10.2利用移動式混凝土攪拌車現場拌合,充分利用人力資源,使混凝土攪拌與現場施工形成流水作業,提高工作效率。
10.3混凝土澆筑與其他工序施工均在施工現場進行,減少檢測及技術人員投入。
11.效益分析
11.1通過移動式混凝土攪拌車的引入,使伸縮縫整個施工工序之間形成了流水作業,可提高功效20%-25%,縮短施工工期。
11.2通過移動式混凝土攪拌車的引入,使得伸縮縫混凝土施工部分的混凝土質量大大提高,避免因混凝土質量問題造成后期伸縮縫的大面積維修工作。此方法施工的伸縮縫質量可達到5年不損壞,而其他方法施工質量只能達到2年左右,可以減少2次維護費用。經濟效益可觀。
11.3現場混凝土攪拌對混凝土用量的控制大大提高,減少混凝土剩余浪費,節約能源,減少環境污染。
11.4莊蓋高速80型伸縮縫采用此法施工,施工費用(不包括伸縮縫)為700元/m,而同類伸縮縫的后期維修費用達到1758元/m。
12.應用實例
 12.1 莊河至蓋州高速公路路面工程第一合同段伸縮縫,均采用了此工法進行施工,竣工驗收合格率達到100%。
莊河至蓋州高速公路路面項目第一合同段,樁號范圍K0+000-K32+600,全長32.6公里,有立交三處,分別為莊河立交(K0+000-K2+700),光明山立交(K9+100-K10+300),長嶺立交(K26+860-K28+000),有隧道一處為雙喜嶺隧道。莊蓋高速路面一合同段共有80型伸縮縫966米/80道,160型伸縮縫89米/8道。
用于伸縮縫施工的橡膠、鋼材、鋼筋等均符合設計文件和技術規范的要求。伸縮縫的澆注均采用C50水泥砼。控制其坍落度滿足混凝土罐車運輸的最小要求,并適當摻入膨脹劑、微硅粉、短纖維,減小水灰比,減少混凝土收縮。
本施工工藝在莊蓋高速公路的應用,不僅提高了施工工效、保證了施工質量,也大量減少了后期維護費用,得到了監理、業主的一致好評,也為我們企業積累了高速公路伸縮縫施工的寶貴經驗。
  12.2 彰武至阿爾鄉(遼蒙段)高速公路路面工程第二合同段伸縮縫,采用此工法進行施工,竣工驗收合格率達到100%。
   彰武至通遼高速公路第二合同段,設計樁號范圍為K113+500—K144+059,斷鏈一處,路線全長30300.616米,章古臺互通立交一處。共有80型伸縮縫201米/21道,采用此方法施工,節約施工時間,提高了混凝土質量,施工效果良好。