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Scientific Research

市政路桥施工中伸缩缝施工技术分析

作者

张妹

江苏雷格建设有限公司

引言

随着我国城市化进程的加速推进,市政路桥工程作为城市基础设施的重要组成部分,其建设规模与数量不断增长。伸缩缝作为市政路桥结构的关键 能够有效适应因温度变化、车辆荷载、混凝土收缩徐变等因素引起的结构变形,防止结构开裂,保证行车舒适性与安全性。然而,在实际施工过程中,伸缩缝施工质量参差不齐,常出现跳车、渗漏、破损等问题,不仅影响道路使用性能,还增加了后期维护成本。

1 伸缩缝施工技术基础理论

1.1 伸缩缝的功能与设计原理

伸缩缝在市政路桥工程中承担着多重关键功能。首要功能是适应结构的温度变形。在外界环境温度变化时,路桥结构材料会产生热胀冷缩,若没有伸缩缝提供变形空间,结构内部将产生巨大的温度应力,可能导致混凝土开裂、结构破坏。伸缩缝通过预留一定的伸缩空间,允许结构自由伸缩,从而释放温度应力。其次,伸缩缝能够缓解车辆荷载对路桥结构的冲击作用。当车辆行驶通过伸缩缝区域时,伸缩缝的弹性部件可有效吸收车辆的冲击力,减少冲击力向结构传递,保护路桥主体结构。

伸缩缝的设计原理基于力学与材料科学的基本理论。在设计时,需充分考虑路桥所处地区的温度变化范围、交通流量、车辆类型等因素。根据这些参数,计算出结构可能产生的最大伸缩量,以此为依据确定伸缩缝的宽度与构造形式。同时,选择合适的材料,确保其具备良好的弹性、耐久性与抗疲劳性能,能够在复杂的环境与荷载作用下长期稳定工作。设计过程中还需注重伸缩缝与路桥主体结构的连接方式,保证连接的牢固性与可靠性,使伸缩缝能够与结构协同工作。

1.2 伸缩缝类型与适用场景分析

目前,市政路桥工程中常用的伸缩缝类型多样,不同类型具有各自的特点与适用场景。梳齿板式伸缩缝由钢制梳齿板构成,其特点是伸缩量大,可达2000mm 以上,适用于大型桥梁、高速公路桥梁等伸缩量需求大的工程。梳齿板之间相互咬合,能够有效防止杂物嵌入,且车辆通过时平稳性较好,但该类型伸缩缝造价较高,对安装精度要求严格。

模数式伸缩缝是一种较为常见的伸缩缝类型,它由边梁、中梁、支承横梁及位移控制系统等组成,通过橡胶密封条实现密封防水。模数式伸缩缝的伸缩量可根据工程需求进行组合,一般适用于伸缩量在80-1200mm 的桥梁。其优点是结构牢固,防水性能好,耐久性强,但安装过程较为复杂;特殊的材料与构造实现伸缩功能,该类型伸缩缝适用于伸缩量较小(一般不超过50mm)的市政道路桥梁,具有行车舒适性好、外观美观等优点,且施工相对简单,成本较低,但由于其伸缩量有限,对材料的弹性与耐久性要求较高。

2 伸缩缝施工技术要点

2.1 施工前准备与技术要求

施工前的准备工作是确保伸缩缝施工质量的基础,要进行详细的技术交底。施工单位需组织技术人员、施工人员对设计图纸、施工方案进行深入学习与研究,明确伸缩缝的类型、规格、安装位置及技术要求。通过技术交底,使每一位施工人员了解施工流程、操作要点及质量标准,避免因操作不当导致施工质量问题。

伸缩缝材料的质量直接影响其使用性能与寿命。对于钢材,需检查其材质证明、力学性能检测报告,确保钢材的强度、韧性等指标符合设计要求。橡胶材料应检查其硬度、拉伸强度、老化性能等指标,防止使用不合格的橡胶制品。在材料进场后,还需按照规范要求进行抽样复检,合格后方可使用。

施工场地准备工作也不容忽视,要清理伸缩缝安装部位的杂物、灰尘,保证安装基面平整、干净。对于混凝土基面,需检查其强度是否达到设计要求,若强度不足,应进行处理。合理规划施工区域,设置警示标志,确保施工安全与交通疏导。此外,还需配备齐全的施工设备,如电焊机、切割机、振捣棒等,并对设备进行调试与维护,保证其在施工过程中正常运行。

2.2 核心施工工艺流程解析

伸缩缝的核心施工工艺流程主要包括开槽、预埋锚固钢筋、安装伸缩缝装置、浇筑混凝土等环节。开槽是施工的第一步,需严格按照设计要求的位置与尺寸进行。使用切割机沿伸缩缝两侧切割路面,切割时要保证切口垂直、平整,避免出现啃边、掉角等现象。切割完成后,采用风镐或铣刨机等设备将槽内的沥青混凝土及松动的混凝土凿除,清理干净槽内杂物,确保槽底与侧面平整、坚实。

预埋锚固钢筋是保证伸缩缝与主体结构牢固连接的关键步骤,在开槽完成后,按照设计要求的间距与规格,在槽内植入锚固钢筋。锚固钢筋应与主体结构中的钢筋进行可靠连接,可采用焊接或绑扎的方式。焊接时要保证焊缝长度、宽度及焊接质量符合规范要求,绑扎时要确保绑扎牢固,避免出现松动。

安装伸缩缝装置是整个施工流程的核心环节,将预制好的伸缩缝装置运至现场,按照设计要求进行安装。对于模数式伸缩缝,要先安装边梁,调整好边梁的位置与高程,使其与道路中心线平行,顶面与路面标高一致。然后安装中梁、支承横梁及位移控制系统,各部件之间的连接要牢固可靠,螺栓要拧紧,销钉要安装到位,安装过程中要注意检查伸缩缝的伸缩量是否符合设计要求。

浇筑混凝土是伸缩缝施工的最后一道关键工序,在伸缩缝装置安装完成并经检查合格后,及时浇筑混凝土。混凝土应采用高强度、高流动性的补偿收缩混凝土,其配合比要严格按照设计要求进行配制。浇筑前,要对槽内进行湿润处理,防止混凝土失水过快。浇筑时,要采用振捣棒进行振捣,确保混凝土密实,避免出现蜂窝、麻面等质量问题。振捣过程中要注意不要振捣伸缩缝装置,防止其移位。

3 伸缩缝施工质量控制与优化

3.1 施工质量影响因素分析

市政路桥伸缩缝施工质量受多种因素影响,材料因素是首要影响因素。若伸缩缝材料本身质量不合格,如钢材强度不足、橡胶老化速度快,将直接导致伸缩缝在使用过程中出现破损、变形等问题。施工工艺因素对质量影响显著,在施工过程中,若开槽尺寸不准确、锚固钢筋预埋不规范、伸缩缝装置安装偏差过大,都会降低伸缩缝的使用性能。例如,开槽宽度不足会限制伸缩缝的伸缩空间,导致结构产生过大应力;锚固钢筋预埋深度不够或连接不牢固,会使伸缩缝在车辆荷载作用下出现松动、脱落现象。

施工人员因素也是重要影响因素之一,施工人员的技术水平与责任心直接关系到施工质量。若施工人员对施工工艺不熟悉,操作不规范,容易出现各种质量问题。环境因素同样不可忽视,施工过程中,温度、湿度等环境条件会影响混凝土的凝结与硬化。在高温干燥环境下,混凝土失水过快,容易产生收缩裂缝;在低温环境下,混凝土的强度增长缓慢,甚至可能出现冻害。恶劣的天气条件如大风、暴雨等,会影响施工的正常进行,增加施工难度,对施工质量产生不利影响。

3.2 关键质量控制技术措施

针对上述影响因素,需采取一系列关键质量控制技术措施,在材料质量控制方面,要严格执行材料进场检验制度。除了检查材料的质量证明文件与抽样复检外,还需对材料的存储条件进行管理。钢材应存放在干燥、通风的场地,避免生锈;橡胶材料要避免阳光直射与接触油污,防止老化。同时,建立材料追溯体系,一旦发现质量问题,能够及时追溯到材料来源与使用部位。

施工工艺质量控制是保证伸缩缝施工质量的关键。在开槽环节,要使用高精度的测量仪器进行定位与放线,确保开槽尺寸准确。采用先进的切割设备与工艺,保证切口质量。在锚固钢筋预埋过程中,要加强过程检查,对钢筋的间距、深度、连接方式进行逐一验收。安装伸缩缝装置时,要使用专业的测量工具与设备,严格控制其位置、高程与伸缩量,确保安装精度。在浇筑混凝土时,要严格控制混凝土的配合比与浇筑速度,加强振捣与养护管理,保证混凝土强度与密实度。

加强施工人员管理也是重要的质量控制措施, 工单位要定期组织施工人员进行技术培训,提高其操作技能与质量意识。在施工过程中,加强 员对施工全过程进行巡查,及时发现与纠正施工中的质量问题。对于 在高温天气施工时,可选择在早晚温度较低的时段进行混凝土浇筑 止混凝土失水过快;在低温天气施工时,要对混凝土进行加热搅拌,采用保温措施对浇筑后的混 行养护,如覆盖保温棉被、搭设暖棚等,确保混凝土在适宜的温度条件下凝结硬化。

3.3 施工技术优化方向探讨

随着科技的不断发展,市政路桥伸缩缝施工技术也有诸多优化方向。在材料方面,可研发新型高性能材料,例如,开发具有更高弹性、更强耐久性且抗老化性能优异的橡胶材料,或采用新型复合材料制作伸缩缝部件,提高伸缩缝的整体性能与使用寿命。同时,探索新型混凝土材料,如自愈合混凝土,用于伸缩缝混凝土浇筑,使其在出现微裂缝时能够自动愈合,提高混凝土的耐久性。

在施工工艺方面,引入智能化施工技术是重要的优化方向。利用BIM 技术进行施工模拟,提前发现施工过程中可能出现的问题,优化施工方案。采用自动化设备进行开槽、钢筋预埋、伸缩缝装置安装等作业,提高施工精度与效率,例如,使用自动化切割机进行开槽,能够精确控制切口位置与尺寸;利用智能机器人进行钢筋焊接,可保证焊接质量的稳定性。

在施工管理方面,构建信息化管理平台,实现对施工全过程的实时监控与管理。通过传感器等设备采集施工过程中的数据,如混凝土强度、伸缩缝位移量等,将数据上传至管理平台进行分析处理。管理人员可通过平台及时了解施工进度与质量状况,发现问题及时采取措施进行处理,同时,利用大数据分析技术,对历史施工数据进行分析,总结经验教训,为后续施工提供参考。

结语

综上所述,本文系统分析了伸缩缝的功能、设计原理、类型及适用场景,详细阐述了施工技术要点、质量控制措施与优化方向。通过合理选择伸缩缝类型、严格把控施工过程质量、采取有效的质量控制措施及探索技术优化路径,能够显著提升伸缩缝施工质量,减少伸缩缝病害的发生,保障市政路桥工程的安全与正常使用。未来需进一步加强新型材料与智能化施工技术的研发,不断完善施工质量控制体系,提高施工管理水平,以适应市政路桥工程高质量发展的需求。

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