橋梁伸縮縫施工工法
2015-02-09
作者：
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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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 | ||
- 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 | 臺 | 1 | 具有發電，儲水，攪拌設備及儲料功能 |
| 2 | 小型裝載機 | 臺 | 1 | 負責現場混凝土倒運 |
| 3 | 切割機 | 臺 | 1 | |
| 4 | 電焊機 | 臺 | 2 | 分別負責定位和焊接 |
| 5 | 鋼筋加工設備 | 套 | 1 | |
| 6 | 風鎬 | 臺 | 2 | 清除瀝青混凝土 |
| 7 | 振搗棒 | 臺 | 2 | |
| 8 | 裝載汽車 | 臺 | 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。
- 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。
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