桥梁伸缩缝C50聚丙烯腈纤维水泥混凝土配合比设计及D80型桥梁伸缩缝施工技术浅析
王芝松
（辽宁省高等级公路建设局，沈阳110005）
摘
要：以某高速公路为例，通过对桥梁伸缩缝C50聚丙烯腈纤维混凝土配合比设计、伸缩缝安装施工工艺进
对桥梁伸缩缝配合比设计及施工技术提出了改进建议。行分析总结比较，
关键词：桥梁伸缩缝;聚丙烯腈纤维水泥混凝土配合比;伸缩缝施工中图分类号：U413．31
文献标识码：B
文章编号：1673－6052（2012）12－0074－04
表1
试验项目
规范要求
为了解决因桥梁混凝土受到外界温度变化、动
荷载等一系列因素的作用，而导致桥体产生胀缩变形，从而引起的桥梁上部结构之间的位移，须在桥梁的相应位置设置伸缩缝以确保桥梁整体安全。而因混凝土配合比的设计及伸缩缝安装质量施工原因，造成桥梁伸缩缝处出现跳车和早期损坏现象，严重影响了行车的舒适和安全，因此，重视桥梁伸缩缝的混凝土配合比设计和施工过程中控制，是确保伸缩缝质量的关键因素。目前，为确保伸缩缝混凝土强
辽宁高速公路伸缩缝混凝土的设计强度全部采度，
用C50混凝土或大于C50的混凝土，加强了伸缩缝混凝土耐久性和抗破损能力，认真细致地探究C50混凝土伸缩缝混凝土配比及施工，是确保工程质量的关键。辽开高速公路路面三标，对伸缩缝C50聚丙烯腈纤维混凝土配合比设计及伸缩缝安装进行了探索，并取得了较理想的效果。1计1．1
混凝土配合比用原材料技术指标（1）水泥
大连小野田水泥责任有限公司“华日”牌P．Ⅱ
352．5级水泥，密度ρc=3068kg/m，其技术指标经试
水泥技术指标
试验结果386m2/kg
160min235min合格
试验项目抗折抗压抗折抗压
国标≥5．0≥27．0≥7．0≥52．5
试验结果5．736．68．754．9
比表面积不小于300m2/kg初凝时间不小于45min终凝时间不迟于600min安定性
沸煮合格龄期
强度（MPa）
3d28d
表2
试验项目级
配
砂技术指标
试验结果
Mx=2．51符合Ⅱ区中砂，
1．4%
含泥量（%）
表3
试验项目级配针片状含量（%）压碎值指标（%）
碎石技术指标
试验结果
掺配后符合5～20mm连续级配
7．74．6
伸缩缝C50聚丙烯腈纤维水泥混凝土配合比设
（4）水
3
当地的饮用水，密度ρw=1000kg/m。（5）外加剂
验结果为表1。
（2）细集料
其技术指标经试验结果见表2。房木砂场河砂，（3）粗集料
太平沟碎石场（石灰岩）生产的碎石，由5～10mm碎石（35%）和10～20mm碎石（65%）掺配，其技术指标经试验结果为表3。
①沈阳华瑞混凝土外加剂有限公司生产的HR
－9引气型高性能减水剂，掺量为水泥质量的1.2%。②沈阳华瑞混凝土外加剂有限公司生产的硅粉，经外委检测结果符合设计要求。③辽阳巨欣纤维有限公司生产的聚丙烯腈纤维，经外委检测结果符合设计要求。1．2
施工部位和设计要求
施工部位桥面伸缩缝，混凝土强度等级为C50
第12期王芝松：桥梁伸缩缝C50聚丙烯腈纤维水泥混凝土配合比设计及D80型桥梁伸缩缝施工技术浅析·75·
混凝土，坍落度为50～70mm。
养护条件：温度20±2℃，相对湿度＞95%。1．3
配合比计算
（1）确定混凝土的配制强度
把fcu，k=50MPa、σ=6MPa带入公式得fcu，0=fcu，k
+1．645σ=50+1．645×6．0=59．9MPa
（2）计算水灰比
把αa=0．46、αb=0．07、
fce=52．5MPa带入公式得W/C=αa×fce/（fcu，0+αaαbfce）=0．44
根据经验，水灰比取0．34。
（3）确定设计坍落度
根据JTG/TF50－2011规范和施工要求，确定混凝土的设计坍落度为50～70mm。
（4）确定每立方米混凝土的用水量
由碎石最大粒径26．5mm和坍落度50～70mm，
根据试验选取用水量为m3
w0=205kg/m
根据减水剂的减水率，计算用水量mw0=
168kg/m3。
（5）计算每立方米混凝土的水泥用量
根据每立方米混凝土用水量和水灰比计算水泥
用量为m/m3
c0=494kg。
（6）根据水泥用量计算引气型减水剂用量为mj0=5．930kg/m3。
（7）确定砂率
根据JTG/TF50－2011规范要求，由水灰比W/C=0．34和碎石最大粒径26．5mm查表得βs=34%。
（8）计算砂、石材料用量
采用混凝土假定容重法，假定混凝土容重mcp
=2450kg/m3
，计算砂（mso）、石（mgo）用量，计算公式如下：
mcp=mwo+mso+mco+mgo+mfo=2450式中：mco（水泥）=494kgmwo（水）=168kg
计算得：m3
s0（砂）=608kg/m
mg0（石）=
1180kg/m3
（9）基准配合比
mc0∶ms0∶mg0∶mw0∶mj0∶聚丙烯腈纤维∶硅粉=494∶608∶1180∶168∶5．930∶0．9∶251．4
试配与调整
坍落度的控制，是混凝土施工的难点，以前通常做法是利用罐车运输，无法保证较小坍落度，造成浮浆厚，伸缩缝顶面易破损，为确保混凝土坍落度和和易性良好，我们采用了现场拌和，收到良好效果，经试拌，实测坍落度为55mm，满足设计要求。
1．5
辅助配合比
保持用水量和砂率不变，以基准配合比0．34±0．03进行计算，试配二个辅助配合比。
（1）W/C=0．31，计算得出配合比为mc0∶ms0∶mg0∶mw0∶mj0：聚丙烯腈纤维∶硅粉=542∶592∶1148∶168∶6．504∶0．9∶25。
（2）W/C=0．37，计算得出配合比为mc0∶ms0∶mg0∶mw0∶mj0：聚丙烯腈纤维∶硅粉=454∶622∶1206∶168∶5．448∶0．9∶25。
经试验，
3组混凝土拌和物性能均能满足要求，3组混凝土各项性能指标，见表4。
表4
混凝土各项性能指标汇总
序号水灰比坍落度容重7d抗压强度（mm）（kg/m3）（MPa）10．3150247055．720．3455246552．53
0．37
65
2455
49．8
图1强度水灰比关系图
1．6配合比确定
确定配合比的依据为混凝土拌和物立方体抗压强度工作性、坍落度，通过不同水灰比试件进行综合分析，拟选用水灰比为0．34进行校正配合比，实测
容重为2465kg/m3，
容重设计值为2450kg/m3
，|ρct－ρcc|/ρcc=0．612，小于规定的2%，可对配合比
不做修正，
因此最终确定的配合比为：mc0∶ms0∶mg0∶mw0∶mj0∶聚丙烯腈纤维∶硅粉=
494∶608∶1180∶168∶5．930∶0．9∶25=1∶1．23∶2.39∶0．34∶0．012∶0．00182∶0．05062
D80型桥梁伸缩缝施工技术
2．1D80伸缩缝施工方法及工艺流程2．1．1
施工工艺
材料进场及检测→沥青混凝土切割→清理伸缩
·76·北方缝部位所有垃圾→校正预埋钢筋→安装定位横梁及伸缩缝型钢→绑扎钢筋及伸缩缝支模→进行验收→浇捣混凝土→拆模安装密封橡胶条→养生2．1．2伸缩缝的安装
（1）交通管制与安全警示为保证车辆和行人安全，在开槽前及混凝土养生结束前必须做好交通封闭及疏导，设立完备的安全警示标志。
（2）测量放样
先用全站仪在已铺筑好的桥面上，
依据施工图纸给定的伸缩缝中心桩号，准确放出伸缩缝轴线两端点，并将此两点用记号笔以虚线相连。接着再用钢尺在已画出的轴线两端点的两侧分别垂直量取二分之一设计切缝宽值的4个点，接着用记号笔分别连接每侧的亮点以实线相连，这样就在设计的伸缩缝处形成了两条切割线。
（3）槽区切割
按放样位置对沥青混凝土桥面铺装层进行切割，深度应控制在80～100mm。切缝时为防止污染路面，切割完毕后将路面清洗干净。
（4）槽区清理
将切缝范围的沥青混凝土进行清除，对伸缩缝内残留杂物进行清理，清理的沥青混凝土等杂物及时运送到预先指定的地点，
进行必要的处置。在清除时应在切缝处铺设钢板以避免槽口处路面受到损坏。如发现切割位置未达到预留宽度，应进行补切。
（5）槽区清洗
杂物清除完毕后将外露水泥混凝土表面进行凿毛处理，采用人工配合高压水枪的方法，将槽口沥青混凝土的侧面、槽区及伸缩缝清洗干净。
（6）预埋钢筋位置核查及修整
全面复核预埋钢筋的位置、数量及级别，对于未按设计要求预埋或由于施工车辆碾压造成倾倒、损伤的钢筋进行修整和补值，采用钢筋胶或环氧树脂进行钢筋补植，补植深度不小于150mm，同时检查梁端间隙量大小，如不符合设计要求，应及时报告监理人，并按监理人的指示处理。
（7）填塞伸缩缝间隙
用聚苯乙烯泡沫板严密填塞伸缩缝间隙，以防止浇注的混凝土进入伸缩缝间隙中。
（8）伸缩装置的安装与就位
①伸缩装置宜在气温为年平均气温时安装，当安装温度与年平均温度相差较大以致影响伸缩缝的正常使用时，宜在制造厂家工程师的指导下调整各
交通2012
项安装参数。
②吊起伸缩缝装置，以路面标高及双侧端缝为
基准将其点焊定位，伸缩装置表面比两侧沥青混凝土路面标高低1．5mm。
③在已清理完毕的槽上横向每3～5m距离搭
放一根3m左右、断面尺寸10cm×10cm的方木，将伸缩缝吊放其上，对应检查槽内预埋钢盘位置是否合适，并进行必要的调整，然后小龙门架葫芦吊吊装粗就位。用小线绳检查伸缩缝的中线位置（要与桥梁端间隙中心线对应）。用3m直尺检查纵向直顺度，沿缝长方向每1m应不少于两个检查点，精确检查伸缩缝顶面与两侧路面是否平顺。用木楔将伸缩缝整体支垫固定后，由监理检查、通过。
④焊接过程中，应随时用三米直尺检测伸缩装置的平整度，平整度应控制在1．5mm左右。焊接一般是先对称点焊定位，再对称焊接推进作业，伸缩缝每0．75m范围至少有一个锚固钢筋与预埋钢筋相焊接，焊接长度不少于5cm。焊接作业时，边焊接边用3m直尺检查，焊接完毕撤去支垫木楔后，再全面检查一次，保证伸缩缝型钢与桥面高差在1．5mm。焊接固定完清理焊渣经监理检查同意后，及时拆除锁定夹具，伸缩缝即进入工作状态。
（9）模板
模版的安装要牢固、
紧密，保证混凝土不会渗漏到伸缩装置预留的伸缩空间及伸缩缝间隙内，模板采用聚苯乙烯泡沫板。
（10）钢筋绑扎
将锚固钢筋与预埋钢筋焊接牢固后，在伸缩装置两侧设置钢筋网，钢筋网的孔距及钢筋等级符合设计及伸缩装置产品说明书的要求。
（11）混凝土浇注
①混凝土浇注前在槽口两侧各3m范围内盖上彩条布或其他覆盖物，以防止混凝土施工时污染沥青混凝土面层。
②混凝土浇注采用现场集中拌和，连续浇注的施工方法，每次拌和的混凝土数量要严格根据施工时间进行控制，已初凝的混凝土不得使用。混凝土坍落度控制在5～7cm，砂率不超过38%，保证和易性。③混凝土振捣采用Φ50mm插入式振捣器振
捣。振捣时振捣器垂直插入混凝土“快进慢出”，以防混凝土离析，
振捣棒抽拔时要缓慢，防止过快造成空洞，不能触及模板和钢筋，插点要求均匀，两点间距80cm左右。
④振捣时间以混凝土不再出现下沉、气泡，水泥
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浆开始上浮、表面平整为准，振捣时间尽量控制在15～30s之间。
（12）混凝土表面压光
对振捣密实的混凝土采用人工进行表面抹平和在进行表面抹平和压光时不得洒水、加水泥浆压光，
或撒干水泥，混凝土顶面标高应与边梁及沥青混凝土路面齐平。
（13）养生
混凝土浇注成型后采用土工布与塑料膜结合方
在养生期间要充分保证混凝土的式进行覆盖养生，
湿润，养生期不得少于15d，待混凝土强度达到
100%设计强度，对缝槽作最后一次清理和冲洗后，用料布或苫布铺盖槽两侧混凝土路面，以防止施工中混凝土污染路面或流入缝口和控制箱内，待嵌入伸缩缝的密封胶带后方可开放交通。
2．2伸缩缝安装及混凝土施工过程中的注意事项2．2．1
施工前检验
（1）梁端缝间的杂物、混凝土碎渣、梁头松动混
原则上梁端不能顶死（如有凝土块必须清除干净，
此现象，须上报处理）。
（2）伸缩缝到场检验。强调两钢梁间的水平性，用1m直尺配合塞尺检查，超差的退回厂家。2．2．2伸缩缝的安装
（1）路基施工时，桥铺混凝土要求浇注至紧贴伸缩缝预埋筋位置，端头混凝土存在不密实现象。因此，伸缩缝开槽时：
①不拘泥于设计宽度，但必须保证不密实的桥铺混凝土凿除到位；
②开槽宽度如果宽于设计，可以增加横向配筋
（事先界定）。
（2）防止浇注混凝土时漏浆的措施：对于80型，梁端缝较窄的，先在缝内塞笨板（塞满），然后上厚2～3cm（抹密实），砂浆层低于梁板顶面抹砂浆，4～5cm，目的是把梁头破损部位让出来，下一步浇注混凝土时一并打上。伸缩缝焊接就位后，缝间塞苯板，顶到砂浆层上，苯板与砂浆层间的空隙溜上砂浆，如此便能较好地控制漏浆现象。
（3）伸缩缝安装时，特别注意钢梁顶比面层顶不能超过2mm，以1．5mm为最佳。这低1～2mm，
是保证通行顺畅的最关键因素。2．2．3
钢筋焊接
（1）伸缩缝的每个耳筋必须有竖向“生根”筋焊接相连，不能悬空。梁板的“∩”形筋如果未预埋或位置对不上，要植筋处理。
（2）如果伸缩缝钢梁需要焊接加长，焊点尽量用钢板夹焊。控制在路面标线内或非行车道位置，（3）涉及的钢筋焊接全部为满焊。2．2．4
混凝土拌和与浇注（1）混凝土现场拌和，采用小型强制拌和机。
（2）混凝土浇注时间选择在早晚，气温在30℃以内，混凝土与梁板温差不超过15℃。2．2．5
养生及其它
（1）饱水养生15d，混凝土强度达到100%，之
前杜绝任何车辆通行。混凝土最终的效果要杜绝横、纵向裂缝，否则在行车荷载作用下，随时间推移必开裂破损。
（2）密封带的安装不允许使用尖锐工具，防止造成破损。
MixProportionDesignofC50PolyacrylonitrileFiberCementConcrete
BridgeExpansionJointandBriefAnalysisofConstruction
TechnologyofD80BridgeExpansionJoint
Abstract
Takinganexpresswayasanexample，mixproportiondesignofC50polyacrylonitrilefiberconcrete
bridgeexpansionjointandinstallationandconstructiontechnologyofexpansionjointareanalyzed，summarizedandcompared，andimprovementsuggestionsofmixproportiondesignandconstructiontechnologyofbridgeexpansionjointareputforward．
Keywords
Bridgeexpansionjoint；Mixproportiondesignofpolyacrylonitrilefibercementconcrete；
Expansionjointconstruction
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