桥梁伸缩缝施工工法
2015-02-09
作者：
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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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 | ||
- 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 | 台 | 1 | 具有发电，储水，搅拌设备及储料功能 |
| 2 | 小型装载机 | 台 | 1 | 负责现场混凝土倒运 |
| 3 | 切割机 | 台 | 1 | |
| 4 | 电焊机 | 台 | 2 | 分别负责定位和焊接 |
| 5 | 钢筋加工设备 | 套 | 1 | |
| 6 | 风镐 | 台 | 2 | 清除沥青混凝土 |
| 7 | 振捣棒 | 台 | 2 | |
| 8 | 装载汽车 | 台 | 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。
- 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。
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