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桥梁伸缩缝施工工法时间:2015-02-09
沈阳高等级公路建设总公司
张久军 张伟  丛培研 朱俊敏  张云飞



  1. 前言
1985年沈大高速开始兴建,至2012年底我国高速公路通车总里程达9.6万公里,成为通车总里程世界第二的国家,成就瞩目,而桥梁作为人类的空中通道,早已成为人类社会生活中不可缺少的组成部分,更是高速公路建设中的重要部分。随着时代的变迁,高科技的日益兴起,桥梁逐渐成为一门专业的学科,其设计,施工的技术更是发展迅速,桥梁伸缩缝作为桥梁与路面平稳连接的伸缩装置,其作用更是不言而喻。本工法意在为伸缩缝施工提供参考资料,规范施工,提高伸缩缝的工程质量,使通车后的桥梁与路面更加平顺、合适。
  1. 工法特点
2.1成本低廉,设备简单。
2.2操作方便,便于质量控制。
2.3引入移动式混凝土搅拌车,施工进度快。在相距较远的两个施工现场可以流水作业。
2.4提高混凝土质量,减少混凝土浪费。
  1. 适用范围
本工法适用于各类现浇混凝土的桥梁伸缩缝施工。
  1. 工艺原理
利用伸缩缝施工混凝土用量较小的特点,采用移动式混凝土搅拌车(根据施工需要组合而成)进行现场搅拌;所用原材按配合比称重分袋,严控配合比保证混凝土质量;利用扣棚加覆盖洒水的组合养生方式来保证混凝土的7天养生期,以保证水泥混凝土强度;通过施工过程质量控制保证平整度。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
伸缩缝施工主要工艺如图1所示。


5.2施工主要过程
5.2.1施工准备
(1)编制伸缩缝施工方案,研究讨论后上报各相关部门审批。
(2)根据编制的施工方案,安排专业施工队伍进驻现场,对队伍进行关于伸缩缝施工的安全和施工技术的交底。
(3)确定混凝土的目标配合比,生产配合比后,试验室要对生产配合比进行反复验证,并给出适合施工生产的配合比,以保证施工过程中的混凝土强度控制。
(4)在路面施工前,要对桥面预留的伸缩缝位置进行标注,便于后期施工需要。
(5)路面摊铺前对预留槽采用沙袋、碎石黄泥土或低标号砂浆填平,确保沥青混凝土施工时的压实度等质量要求。
5.2.2.伸缩缝的检测与现场摆放
(1)伸缩缝进场检测
a .伸缩缝的定位尺寸检测
 b.伸缩缝的顺直度、角度、各部分钢筋尺寸及焊接位置焊接质量等
(2)伸缩缝的吊装,运输过程要平稳,防止因碰撞、倾斜而扭曲引起伸缩缝的变形,定位尺寸发生变化。
(3)伸缩缝临时放置预留槽附近时,下面要用橡胶垫、枕木等弹性材料支撑,防止存放过程中因自然重力引起变形。
5.2.3.交通封闭
  伸缩缝施工作业区应实行交通封闭,避免非施工车辆进入作业区。伸缩缝施工过程应进行“硬”封闭,严禁任何车辆通行。以保证封闭区内施工人员安全,保证施工中的伸缩缝质量。
5.2.4.切缝
在切割伸缩缝之前对沥青路面平整度进行检测,如果平整度满足要求,就根据施工图纸要求确定开槽宽度,根据准备阶段标注的伸缩缝位置,准确放样,打上线,用切割机割缝,锯缝线以外的沥青混凝土路面贴胶带纸或加盖塑料布进行保护,以防止锯缝时污染路面。切割机切割时要做到“准确,平稳,连续,顺直,无损伤”,切缝结束后应立即采用高压水枪对切缝过程中产生的污水进行清洗,防止污染路面。

5.2.5开槽
  切缝完成后,用风镐开槽,开槽深度必须满足设计要求18.5cm(其他项目应根据本身特点确定开槽深度)。伸缩缝开槽后应立即将槽内所有杂物清除干净,将开槽产生的废弃物统一放在彩条布或钢板或直接采用机械拉走,并采用高压水枪冲洗残留物,整个过程注意防止污染路面,如有污染及时清理。
5.2.6清缝
由于伸缩缝预埋钢筋较多,构造复杂。为保证清理干净,必须自制一些工具,用于保证清理干净;清理时采用风镐凿除桥面铺装时溢出的铺装混凝土,以保证混凝土浇筑时能更好的与桥面结合;清理结束后应采用专用凿毛锤,对露出来的混凝土部分进行凿毛(凿毛面积要达到95%以上),以保证后期混凝土浇筑时与桥面充分结合。在整个清理过程中注意保护切割好的沥青混凝土边缘,防止损坏,以保证水泥混凝土与沥青混凝土的结合与平整度;清缝结束自检合格后,经监理转序,将梁板间的空隙用苯板塞满,用低标号砂浆将苯板填塞部分抹平,防止钢筋焊接过程将填塞苯板破坏,混凝土施工时混凝土进入梁板的间隙内。

5.2.7定位
清理完成后的伸缩缝内钢筋进行校正调整,使预埋钢筋调整到整齐对应的位置,便于伸缩缝的定位安装,将伸缩缝用专用吊装设备吊装到位后,采用小型龙门架进行调整对其进行调整定位,定位的原则采用“先纵向,再横向,最后确定高和低”的方法。采用横向的定位支撑,竖向的定位支撑等焊接临时支撑。为确保质量,要求在整个伸缩缝安装过程中经常用3m直尺检查平整度,伸缩缝顶面应低于路面,并控制在2mm以内(或采用检验评定标准3mm)。以便于后期混凝土施工时的“找平”。


伸缩缝安装温度对应的型钢间隙与梁端参考值
类型 安装温度 35℃ 30℃ 25℃ 20℃ 15℃ 10℃
80型 间隙(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
型钢定位后采用分段焊接加固的方法,以免型钢局部过热产生变形。为保证焊接质量,焊接过程一律采用J506型焊条,不能降低标准;焊接原则采用 “先下后上,先内后外,先侧后平”。对与预埋筋不够高的情况,对应实际情况采用现场加工U型钢筋,对预埋筋与伸缩缝耳筋进行连接,以保证伸缩缝与桥面结合的整体性;对预埋筋缺失的情况,应采取现场钻眼,高压气管清理,灌胶,加工对应钢筋并进行植筋焊接。焊接结束后对焊接点的焊渣进行凿除,切除伸缩缝的定位卡。对整个焊接过程中如出现需要交叉通过伸缩缝时,应该采用浮桥通过伸缩缝。
在完成焊接后,经自检合格上报监理,经监理转序,对焊接好的伸缩缝进行填塞苯板,并用胶带封闭,防止水泥浆渗入伸缩缝间,使伸缩缝出现失去作用的问题。
a.现场植筋主要流程
  高压气管清理钻眼产生的残渣——饱满灌胶——焊接种植筋
5.2.9混凝土施工
伸缩缝混凝土必须严格按照生产配合比进行搅拌,施工温度不高于35℃(夏季施工时间最好选择在下午16时后施工)。严格控制现场混凝土的水灰比,坍落度(5-7cm),必须采用流动性强的强制拌合车(防止路途过远造成混凝土初凝)现场搅拌。混凝土振捣结束后,对伸缩缝内混凝土抹面,收光;并将伸缩缝混凝土控制在低于路面0-2mm之内。在混凝土浇筑过程中要做对应的坍落度实验,制作同步试块,便于后期对混凝土强度的监控。
 


混凝土施工过程中注意事项:
(1)浇筑混凝土前,应清除伸缩缝预留槽内的杂物。表面干燥的预留槽内应洒水湿润,洒水后不得留有积水。
(2)混凝土浇筑应保证混凝土的均匀性和密实性。
(3)混凝土浇筑过程应满足振捣要求,要做到振捣充分无空隙。
(4)掺早强型减水外加剂、早强剂的混凝土以及有特殊要求的混凝土,应根据设计及施工要求,通过试验确定允许时间。
5.2. 10养生
   在混凝土浇筑结束对现场进行清理,封闭交通,防止外界车辆进入现场,损坏混凝土。在混凝土初凝前对混凝土进行抹平收光,混凝土初凝后应在其表面洒水,并覆盖土工布,其上再进行覆盖薄膜和架设暖棚等方式进行养护,养护时间应不小于15昼夜,养生过程中同步进行试块养生。
5.2.11安装橡胶条
  伸缩缝经过15昼夜养生、C50水泥混凝土达到设计强度以后,方可安装橡胶条。安装橡胶条前对焊接结束时填塞的苯板进行清理,橡胶止水条安装应平整,长度适当,并做到整洁,外表美观,顺畅。为了方便安装橡胶止水条,最好选择在每日最低气温时段安装。最好采用自制的安装工具,对止水条进行安装,并注意不要将止水条破坏。
安装结束后,对平整度及钢筋保护层厚度进行竣工验收检测 ,最好聘请第三方进行检测 。保证检测的公正性,与可信性,确保做到“有视觉,无感觉”。
5.3劳动组织

桥梁伸缩缝施工现场施工劳动组织
序号 工种 人数 作业内容
1 现场指挥 2 施工组织与管理
2 技术人员 1 技术方案制定,技术交底、指导,做各项施工记录
3 质检员 1 施工过程控制、工程质量检验
4 测量工 2 测量放线,准确确定切缝位置
5 试验员 3 试验检测
6 安全调度员 3 施工现场安全调度
7 机械操作员 2 施工现场机械操作
8 振捣工 2 混凝土振捣
9 杂工 10 运输拌合用原材料,及混凝土
合计 26

  1. 材料与设备
6.1材料
本工法未涉及到特殊材料,使用的主要材料为碎石,水泥,减水剂等。
6.2设备
机具设备见下表所示

机具设备表
序号 设备名称 单位 数量 备注
1 移动时混凝土搅拌车 1 具有发电,储水,搅拌设备及储料功能
2 小型装载机 1 负责现场混凝土倒运
3 切割机 1
4 电焊机 2 分别负责定位和焊接
5 钢筋加工设备 1
6 风镐 2 清除沥青混凝土
7 振捣棒 2
8 装载汽车 2 负责向现场运输原材料,及现场使用器具的倒运
注:另有一些小型使用工具根据现场实际情况制作。

  1. 质量控制
7.1工程质量检验严格按照《公路工程质量检验评定标准》第一册 土建工程(JTG F80/1-2004)控制。
7.2质量保证措施
  7.2.1在项目建立的质量保证体系的前提下,建立健全关于针对伸缩缝施工的质量保证体系和全面质量管理体系,严格按奖罚制度对伸缩缝施工进行管理。
  7.2.2项目要对伸缩缝施工强化技术管理、加强施工前准备工作,从配合比,混凝土质量等方面出发,优化施工方案。
  7.2.3加强施工过程质量监控,严格三检制度,把好材料进场关、检验关、使用关,把好工序质量关。
  7.2.4严格控制伸缩缝定位。伸缩缝定位严格控制在低于沥青路面1-3mm之内。
  7.2.5严格控制预埋钢筋焊接和钢筋补植。保证伸缩缝与桥梁的充分结合,使之与桥梁之间形成整体性。
  7.2.6严格控制混凝土质量。现场搅拌混凝土,严格按照配合比进行上料,控制搅拌时间,控制好混凝土的均匀性和塌落度,保证混凝土的质量 。
  7.2.7当现场施工需要跨越已施工或正在施工的伸缩缝时,一定通过刚性桥板不得接触伸缩缝。
8.安全措施
  施工中应树立“安全第一”的思想,增强员工的安全意识。
8.1施工现场的机械及电力设备应有专人负责看管,现场的电机、电线应放置在无人、无畜、无车通行的地方。
8.2使用有毒、易燃、粉尘类材料时,必须按有关规定采取防毒、防火、防尘的措施。
8.3施工现场倒车时应鸣笛倒退,并有人指挥和查看车后;如有夜间施工,机械设备和现场应有照明标志.
8.4在进行放线及开槽工作时,现场应设立明显的引导、警示标志,提示过往车辆提前减速,慢行通过,防止事故发生。
8.5配合管理部门封闭交通,按交通管理部门标准,设置规范的交通安全设施及齐全的标志标牌。设标志标牌的地段要派专人24小时进行值班;若发现标志标牌倒塌或被风吹倒的情况,立即扶正并加固稳定。
8.6使用振动器前应检查电源电压,必须经过二级漏电保护,电源线不得有接头,振动器移动时不能硬拉电线;更不能在钢筋及其他锐利物上拖拽,防止割破拉断电线而造成触电事故;对灯具金属外壳,碘钨灯壳,要进行保护接地,严格禁止将绝缘导线捆绕在一起。   

9.环保措施
  环境保护是我国的一项基本国策,做好环境保护和水土保持工作与国家可持续发展密切相关,按照环保局和经理部文件的有关要求做好施工环境,水土保持和文明施工,具体措施如下:
  9.1建立健全关于伸缩缝施工的环保、水土保持、文明施工管理体系,完善管理制度。
  9.2伸缩缝施工现场所使用的工具,材料和机械等,做到整齐摆放,严格贯彻关于文明施工的规定,现场文明施工考核与各作业班组管理人员奖金分配挂钩。
  9.3伸缩缝施工的每道工序结束后,必须采取相应措施,清理因本道工序施工对路面及周边环境所产生的污染。
  9.4项目部每月对伸缩缝的施工进行一次施工环保、水土保持和文明施工检查,针对检查中发现的问题限期整改。
  9.5施工所使用的原材料,做好水泥沙石进场,保持现场条理化,,工具及材料堆放整齐。
  9.6施工现场内开槽产生的废料集中堆放处理,由汽车及时拉走,做到文明施工,场地整洁有序。
10.资源节约
10.1利用移动式混凝土搅拌车的施工方法,便于根据现场的实际混凝土用量进行控制,减少了混凝土浪费。
10.2利用移动式混凝土搅拌车现场拌合,充分利用人力资源,使混凝土搅拌与现场施工形成流水作业,提高工作效率。
10.3混凝土浇筑与其他工序施工均在施工现场进行,减少检测及技术人员投入。
11.效益分析
11.1通过移动式混凝土搅拌车的引入,使伸缩缝整个施工工序之间形成了流水作业,可提高功效20%-25%,缩短施工工期。
11.2通过移动式混凝土搅拌车的引入,使得伸缩缝混凝土施工部分的混凝土质量大大提高,避免因混凝土质量问题造成后期伸缩缝的大面积维修工作。此方法施工的伸缩缝质量可达到5年不损坏,而其他方法施工质量只能达到2年左右,可以减少2次维护费用。经济效益可观。
11.3现场混凝土搅拌对混凝土用量的控制大大提高,减少混凝土剩余浪费,节约能源,减少环境污染。
11.4庄盖高速80型伸缩缝采用此法施工,施工费用(不包括伸缩缝)为700元/m,而同类伸缩缝的后期维修费用达到1758元/m。
12.应用实例
 12.1 庄河至盖州高速公路路面工程第一合同段伸缩缝,均采用了此工法进行施工,竣工验收合格率达到100%。
庄河至盖州高速公路路面项目第一合同段,桩号范围K0+000-K32+600,全长32.6公里,有立交三处,分别为庄河立交(K0+000-K2+700),光明山立交(K9+100-K10+300),长岭立交(K26+860-K28+000),有隧道一处为双喜岭隧道。庄盖高速路面一合同段共有80型伸缩缝966米/80道,160型伸缩缝89米/8道。
用于伸缩缝施工的橡胶、钢材、钢筋等均符合设计文件和技术规范的要求。伸缩缝的浇注均采用C50水泥砼。控制其坍落度满足混凝土罐车运输的最小要求,并适当掺入膨胀剂、微硅粉、短纤维,减小水灰比,减少混凝土收缩。
本施工工艺在庄盖高速公路的应用,不仅提高了施工工效、保证了施工质量,也大量减少了后期维护费用,得到了监理、业主的一致好评,也为我们企业积累了高速公路伸缩缝施工的宝贵经验。
  12.2 彰武至阿尔乡(辽蒙段)高速公路路面工程第二合同段伸缩缝,采用此工法进行施工,竣工验收合格率达到100%。
   彰武至通辽高速公路第二合同段,设计桩号范围为K113+500—K144+059,断链一处,路线全长30300.616米,章古台互通立交一处。共有80型伸缩缝201米/21道,采用此方法施工,节约施工时间,提高了混凝土质量,施工效果良好。