摘要：伸缩缝是高速铁路桥梁构造中的重要组成部分，其施工质量的优劣直接影响到桥梁使用的耐久性和线路运营的安全性。近年来，随着科技的进步与发展，各种新型材料应运而生，本文提及的铁路混凝土桥梁弹性体伸缩缝所采用的高弹聚氨酯材料正是其中之一。现以济青高速铁路为例，浅谈高速铁路弹性体伸缩缝的施工工艺与质量控制。
关键词：高速铁路；伸缩缝；高弹聚氨酯；施工工艺
1 引言
新建济青高速铁路长度307.9km，是中国“四纵四横”太青客运通道重要组成部分，其中济青8标桥梁总长度16234.45米，设制梁场1处，总制运架箱梁472孔，桥梁伸缩缝施工480道。弹性体伸缩缝在该标段伸缩缝施工中得到了较好应用，本文对高速铁路弹性体伸缩缝的施工工艺与质量控制要点进行介绍、总结。
2 传统桥梁伸缩缝的种类与其优缺点
桥梁伸缩缝种类较多，近年来适用较多的是耐候钢加橡胶止水带伸缩缝，该类伸缩缝由于橡胶材料的密实性和吸震性，使得其防水性能和降噪性能较好，同时由于其施工工艺简单、伸缩量可以满足一般大桥的需要，得到了广泛的应用。但这种伸缩缝经过一段时间的使用，容易出现以下问题：
①耐久性不好：橡胶止水带会随使用年限增加出现脱落而丧失防水功能；
②需要日常维护：止水带U型槽内容易堆积杂物，造成排水孔堵塞；冬天积水结冰易造成止水带开裂，丧失防水功能；
③可修复性差：已损坏的橡胶止水带无法修复。
3 新型弹性体伸缩缝的优点
①施工便捷、连接牢固、防水密封；
②与混凝土梁端连接方式为粘结，整体结构简单牢固；
③主要部分现场浇注成型，具有良好的形状适应性，安装维护及更换的工艺简便快捷；
④产品表面光滑平整与混凝土梁面最低点平行；
⑤弹性体材料具有低模量（常温下不大于0.3mpa）、高强度（标准条件下不小于3.0mpa）高伸长率（标准条件下不小于900%）、与混凝土粘结力强（不小于1.5mpa）等良好的力学性能和耐低温性能（零下30°c弯折无裂纹）；
⑥弹性体具有自流平特性，流动性好，可以实现轨道板及道砟下梁间接缝的防水密封及密封修复；
⑦弹性体材料耐疲劳、抗老化、经化学老化、热老化及紫外线老化等处理后，主要性能指标保持率均在90%以上；
⑧弹性体材料无毒环保，与其他材料相容性良好。
4 桥梁弹性体伸缩缝的施工工艺
4.1 桥梁弹性体伸缩缝的组成
弹性体伸缩缝由底涂、弹性体伸缩缝本体、面涂三部分组成，施工时为浇注成型需安装底衬进行支撑、成型。
底衬为弹性体伸缩缝施工过程中的一种辅助浇注成型的模具，起定位成型的作用。底衬位于弹性体伸缩缝底部。底涂料为涂装在梁端混凝土表面，改善弹性体与混凝土基体界面粘结性能的一种材料。面涂料为涂装在弹性体伸缩缝表面，提高弹性体耐候性的一种材料。
4.2 弹性体伸缩缝施工前准备
①熟悉图纸、安装操作规程，并对施工人员进行安全培训和施工操作规程培训。
②考察现场，对需施工弹性体伸缩缝的桥梁、伸缩缝状况逐条进行顺直度、平整度、扭向及间距的检验工作。
③考察现场施工的通行条件，制定详细、可行的工程车通行、停靠浇注点方案。
④根据工程数量，安排弹性体伸缩缝的原材料采购、成品生产、机具准备。
⑤弹性体伸缩缝施工前，要求精心组织、统筹安排，明确责任、职责分明，严格按照施工规范进行控制。
4.3桥梁弹性体伸缩缝施工过程及方法
4.3.1基层处理
混凝土表面的油污、脱模剂等污物使用物理方法清除。表面的浮渣、浮土以及空鼓、松动、蜂窝麻面用人工或机械方式打磨，直至露出新鲜混凝土表面，并清除表面的尘土和杂物。
4.3.2衬垫安装：
根据接缝宽度选择底衬，并定位安装，安装误差应控制在±5mm，必要时增加底兜，提高底衬支撑力，防止弹性体固化前塌陷。
底兜安装用冲击钻沿向下倾斜方向在梁缝合适位置进行双面对称打孔，打孔位置离挡水台上表面4～5cm，沿梁缝方向确定打孔位置，整体保持水平，打孔深度控制膨胀螺丝填入后漏出紧固部分，在打孔处用榔头等工具将膨胀螺丝装入，将不锈钢条装入膨胀螺丝处，并用螺帽进行紧固固定，将不锈钢矩形棍装入不锈钢条兜子处，用扎丝与不锈钢条进行固定。
底衬要求在弹性体材料浇注过程中底衬不下沉、不漏液，侧衬不漏液、不变形，底衬弹性体成形面平顺。底衬施工完成后，应保证弹性体成形面平顺、清洁、干燥。弹性体最小厚度取实际梁缝宽度的20%～30%。
4.3.3 底涂料施工
底涂料应严格按产品说明进行配制。底涂料在喷、刷前应搅拌均匀，对处理后的混凝土基面进行底涂料施工，应喷、刷均匀、不露底面，不堆积，喷、刷面外轮廓应至少大于底涂料与弹性体接触边界，每平米用量>0.4kg。
4.3.4 弹性体材料浇注
弹性体A、B 组分严格按产品说明进行配制，配制前应将A、B组分的重量配比进行标定，配合比例误差不得大于1%。采用机械混合，将A、B 组份分别加入浇注机料罐，混合A、B 组份（应根据环境温度通过现场试验调节催化剂用量），要求混合均匀、不产生气泡。根据施工条件，采用人工或机械方法进行浇注，出料时注意控制出料的温度和粘稠度，浇注过程中应避免夹带入空气；配制好的弹性体应在30 分钟内用完，随配随用。浇注后，必须检查浇注表面是否有气泡浮出，如有气泡浮出胶面，必须进行表面除泡。严禁在负温和大风、雨、雪天气进行浇注施工。待弹性体伸缩缝表干后，挡水凸台可二次浇注成形。
4.3.5 面涂料施工
弹性体材料浇注表干后，且胶面不粘手时，即可进行面涂料施工。严禁在负温、大风、雨、雪天气进行面涂。
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4.3.6 养护
面涂料施工完成后应继续养护，实干前避免落入水、杂物以及机械损伤。弹性体伸缩缝为弹性高分子材料，应注意保护，避免尖锐物体机械损伤、高温、火烤等。
5 桥梁弹性体伸缩缝的质量控制
5.1 基层处理质量控制
①打磨深度应大于缝宽的百分之六十，打磨后需达到混凝土挡水台的水泥面新鲜、密实、清洁、干燥；
②打磨前对旁边的电缆线进行保护，打磨时切勿伤到电缆线。
5.2 衬垫安装质量控制
①底衬最高面离桥面高度为缝宽的0.2～0.3倍，且最小厚度不应小于15mm；
②保证底衬与水泥面接触密实，且上表面平整均匀；
④底衬要求整体水平。
5.3 底涂料施工质量控制
①底涂料至少在施工后20分钟以上且不粘手方可进行弹性体浇注作业，浇注前保证底涂料施工面平整、清洁、干燥。严禁在负温、大风、雨、雪天气进行底涂料施工。
②底涂均匀、不堆积，不允许露出水泥面；
③底涂喷、刷完毕后需在24h内完成浇注，超过24小时需重新打磨喷、刷；
⑤底涂干燥后如有起泡，需将泡刺破后重新喷、刷底涂。
5.4 弹性体材料浇注质量控制
①弹性体最小厚度取实际梁缝宽度的20%～30%，且不小于15mm。
②表面光滑平整，不应有开裂、缺胶等影响使用的缺陷，与混凝土粘接处不应有开裂、剥离等缺陷。气泡、杂质等缺陷每米数量不超过10个，且每处直径应不大于2mm，深度应不大于1mm。
③弹性体表干前遇雨、雪等破坏后，如缺陷较小可进行清理对缺陷进行修补，如缺陷很大则需拆除整条伸缩缝进行重新施工。
5.5实验检测控制
桥梁弹性体伸缩缝施工完成后，进行外观检查，表面无开裂、气泡等缺陷。养护一周实干后进行闭水试验和静载试验，来检测弹性体伸缩缝是否达到施工要求。
5.5.1闭水试验
5.5.1.1试验条件
进行闭水试验前，应保证弹性体伸缩缝已完全固化，表面无损伤，粘结处无开裂，周围混凝土完好无损伤。
5.5.1.2试验器具
使用薄钢板焊接成的直径为500mm，高700mm的无底有盖、箱盖可打开的水箱。
5.5.1.3试验步骤
①将水箱跨过已经完全固化的弹性体伸缩缝的两个粘结面，使用密封胶将水箱与桥体间的缝隙全部密封，确保水箱与桥体、弹性体之间的缝隙无渗水、漏水现象。
②在水箱内注入清水，深度500mm，并于水箱内壁标注水位。
③24h后观察箱内水位变化以及试验处梁间是否有渗漏现象。
④为尽量减少水分蒸发损失，水箱必须加盖。高温或大风天气，应以试验处梁间是否有渗漏为主要判断依据；在负温天气，应采取防冻措施。
5.5.1.4检验频次
每100条伸缩缝抽取1条。
5.5.2静载试验
5.5.2.1试验条件
进行静载试验前，应保证弹性体伸缩缝已完全固化，表面无损伤，粘结处无开裂。
5.5.2.2试验器具
①加载架：加载架由压头、托盘、定位杆和支架4部分组成。压头、托盘和定位杆均由金属制成，组合成一整体，尺寸如下图所示，支架起定位平衡作用，不承载。
②祛码：由金属制成，单重20 kg，中间开孔，尺寸为380 mm×100 mm×70 mm。
5.5.2.3试验步骤
①待选定待测弹性体伸缩缝完全固化后，沿伸缩缝长度方向，按2m士0.5 m的间隔划定测量点，每条缝不少于3个测点。
②将祛码放置于加载托盘上，不足的重量可使用其他重物补齐，要求压头、托盘、定位杆、珐码和其他重物的总重为80 kg。
③安置支架，保证整个加载系统竖直加载。
④持荷1h，观察弹性体和粘结部位是否破坏。
5.5.2.4检验频次
每100条伸缩缝抽取1条。
6 结束语
近年来，我国高铁建设不断展开，新工艺新材料的不断应用，满足了更高的时速需求，高弹聚氨酯弹性伸缩缝运用高分子材料，在桥梁的两个端面形成防水隔离层，解决了因桥梁端面渗水造成桥梁支座主体腐蚀的病害，为时速更高，要求更为严格的高铁线路提供了更好的选择。
参考文献：
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[2] 铁总科技[2013]163号 TJ/GW120-2013铁路混凝土桥梁弹性体伸缩缝暂行技术条件
[3] 王安东.关于桥梁工程中伸缩缝的施工工艺和质量控制探讨[J].价值工程，2016
[4] 王文雷． 铁路桥梁梁端间弹性体伸缩缝基层粘结性能探讨［J］ 铁道建筑，2016（11）
论文作者:梁丽霞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/11
标签：伸缩缝论文; 弹性体论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 涂料论文; 表面论文; 质量控制论文; 《基层建设》2018年第14期论文;