路面“小衛(wèi)士”:脹縫傳力桿套管的神奇作用
路面“小衛(wèi)士”:脹縫傳力桿套管的神奇作用
認識脹縫傳力桿
在水泥混凝土路面的大家庭里,脹縫傳力桿可是個關(guān)鍵角色。想象一下,一條條寬闊平整的水泥混凝土道路,每天承載著川流不息的車輛。當車輛行駛在路面上,車輪與路面接觸的瞬間,會產(chǎn)生巨大的壓力。而脹縫傳力桿,就像是路面的 “小衛(wèi)士”,默默守護著道路的平穩(wěn)與安全。
脹縫傳力桿通常沿水泥混凝土路面板橫縫,每隔一定距離在板厚中央布置 ,它一般采用光圓鋼筋制成,直徑多在 19 - 25 毫米之間,長度在 400 - 700 毫米范圍。傳力桿一端牢牢固定在混凝土內(nèi),如同扎根在土壤中的大樹,堅不可摧;另一端則進行特殊處理,先涂上瀝青,然后套上內(nèi)徑較傳力桿直徑約大 5 毫米的金屬或硬質(zhì)塑料套管,就像給它穿上了一件特殊的 “外套”,使其能夠自由滑動。
脹縫傳力桿套管長啥樣
脹縫傳力桿套管,是套在傳力桿一端的重要部件,別看它個頭不大,作用可不容小覷。從外觀上看,它通常是細長的管狀,就像給傳力桿量身定制的 “保護管”。
脹縫傳力桿套管的材質(zhì)豐富多樣,常見的有硬聚氯乙烯、金屬、不銹鋼、鍍鋅、塑料等。硬聚氯乙烯(PVC-U)套管,憑借良好的耐腐蝕性、抗老化性能和輕質(zhì)易安裝的特點,在一些環(huán)境相對溫和、對防腐要求較高的場合大顯身手 。比如城市小區(qū)內(nèi)部道路,車輛荷載相對較小,環(huán)境較為穩(wěn)定,選用硬聚氯乙烯套管就十分合適,既經(jīng)濟又耐用。
金屬套筒,一般由鋼材(如 Q235、Q345 等)制成,承載能力和抗拉強度高,適用于承載較大荷載的橋梁結(jié)構(gòu)。像大型公路橋梁,每天要承受大量重型車輛的碾壓,金屬套筒就能很好地應(yīng)對這種高強度的使用環(huán)境 。為增強它在潮濕環(huán)境或鹽霧環(huán)境下的耐腐蝕能力,還會通過熱浸鍍鋅、噴塑等方式進行防腐處理。
不銹鋼套筒以優(yōu)良的耐腐蝕性和高強度著稱,特別適合沿海、潮濕、酸堿性環(huán)境較重的地區(qū)。在海邊的道路,海風(fēng)帶有鹽分,對金屬腐蝕性強,不銹鋼套筒就能長期保持穩(wěn)定性能,有效避免因腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失效問題,極大延長道路設(shè)施的使用壽命。
鍍鋅套筒是金屬套筒經(jīng)過熱鍍鋅處理后的產(chǎn)品,鍍鋅層可以提供卓越的防腐蝕保護,廣泛應(yīng)用于各種橋梁和道路工程中,尤其是在戶外暴露環(huán)境下,其良好的耐候性和防腐性能可以有效保障傳力桿不受腐蝕侵害,確保結(jié)構(gòu)的長期安全運行。
塑料套筒除了硬聚氯乙烯,其他如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等塑料材質(zhì)也可用于制作。這類套筒在輕量化、低成本、易于安裝等方面具有優(yōu)勢,尤其適用于中小型橋梁和對預(yù)算有一定要求的工程項目。
脹縫傳力桿為啥要設(shè)置套管
脹縫傳力桿設(shè)置套管,是為了保障傳力順暢、適應(yīng)路面熱脹冷縮、防止傳力桿腐蝕,進而保證道路的質(zhì)量和使用壽命。
保障傳力順暢
當車輛行駛在路面上時,車輪與路面接觸的瞬間會產(chǎn)生巨大壓力,這些壓力如果不能有效分散,集中在某一板塊,就容易導(dǎo)致該板塊局部受力過大,出現(xiàn)裂縫、斷裂或錯臺等病害 。而脹縫傳力桿通過套管,能在相鄰的混凝土板塊之間搭建起一座 “力的橋梁”,讓荷載得以均勻傳遞。
就像北京長安街這樣的交通繁忙路段,每天車流量極大,有眾多重型卡車、公交車等大型車輛往來,它們的軸重較大,對路面壓力可觀。若沒有傳力桿及其套管的作用,路面板塊很容易因承受不住頻繁重壓而損壞。有了傳力桿套管,當車輛輪壓施荷于某一板邊時,傳力桿固定端所在的板塊首先受到壓力,由于傳力桿與該板塊緊密相連,壓力會通過傳力桿傳遞到另一端可滑動的部分,這一端位于相鄰的板塊內(nèi),在套管的作用下,傳力桿能夠自由滑動,將荷載迅速傳遞至相鄰一邊的路面上,使得相鄰的板塊能夠共同承受荷載,大大減輕了單個板塊的壓力負擔(dān),有效保障了路面的平整度和整體性,延長了道路的使用壽命。
適應(yīng)路面熱脹冷縮
在不同季節(jié),路面會因溫度變化而產(chǎn)生伸縮。夏季氣溫高,混凝土路面受熱膨脹;冬季氣溫低,路面又會遇冷收縮。脹縫傳力桿一端固定在混凝土內(nèi),另一端套上套管,能讓傳力桿在套管內(nèi)自由滑動,從而適應(yīng)混凝土路面因溫度變化產(chǎn)生的伸縮。
以我國北方地區(qū)的道路為例,冬季最低氣溫可達零下十幾甚至幾十攝氏度,夏季最高氣溫能達到三十多攝氏度,溫差極大。在這樣的環(huán)境下,路面的伸縮變化明顯。如果傳力桿沒有設(shè)置套管,當路面膨脹時,傳力桿無法自由滑動,就會對混凝土產(chǎn)生約束,導(dǎo)致路面因溫度應(yīng)力而破壞,出現(xiàn)裂縫、拱起等問題;而當路面收縮時,又可能因傳力桿的阻礙,使路面被拉裂。有了套管,傳力桿能自由伸縮,有效緩解了溫度變化對路面的影響,防止路面因溫度應(yīng)力而遭到破壞,確保道路的正常使用。
防止傳力桿腐蝕
道路長期暴露在自然環(huán)境中,傳力桿如果直接接觸外界環(huán)境,很容易受到雨水、濕氣、腐蝕性氣體等的侵蝕,從而發(fā)生腐蝕。一旦傳力桿被腐蝕,其強度會降低,影響傳力效果,縮短使用壽命。
脹縫傳力桿套管就像給傳力桿穿上了一層 “防護服”,將傳力桿與外界環(huán)境隔離開來,起到保護作用。在海邊的道路,由于海風(fēng)帶有鹽分,對金屬腐蝕性強,若傳力桿沒有套管保護,可能短短幾年就會被嚴重腐蝕,無法正常工作。而有了套管,就能大大降低傳力桿被腐蝕的風(fēng)險,延長其使用壽命,保障道路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性 。
不設(shè)置套管會怎樣
在實際工程中,脹縫傳力桿不設(shè)置套管會導(dǎo)致嚴重的路面病害,以某城市的一條交通主干道為例,這條道路在建設(shè)時,由于施工人員對脹縫傳力桿套管的作用認識不足,部分路段的脹縫傳力桿未設(shè)置套管。通車后不久,隨著車輛荷載的反復(fù)作用以及溫度變化的影響,路面就出現(xiàn)了諸多問題。
路面出現(xiàn)了大量裂縫。在夏季高溫時,混凝土路面受熱膨脹,由于傳力桿沒有套管,無法自由伸縮,對混凝土產(chǎn)生了強大的約束應(yīng)力。當這種應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時,路面就被拉裂,形成了一條條縱橫交錯的裂縫 。這些裂縫不僅影響了路面的美觀,還降低了路面的承載能力,使得車輛行駛時顛簸感加劇。
路面出現(xiàn)錯臺現(xiàn)象。車輛行駛時,荷載不能通過傳力桿均勻傳遞到相鄰板塊,導(dǎo)致相鄰板塊受力不均。在長期的車輛荷載作用下,板塊之間出現(xiàn)了豎向的相對位移,形成錯臺。錯臺會使車輛行駛時產(chǎn)生跳車現(xiàn)象,不僅影響行車舒適性,還會對車輛的懸掛系統(tǒng)和輪胎造成額外的磨損,同時也加速了路面病害的發(fā)展。
路面板塊擠碎問題也較為嚴重。在脹縫處,由于傳力桿沒有套管的保護,無法正常發(fā)揮傳力作用,當混凝土路面膨脹時,板塊間的擠壓力集中在局部區(qū)域,使得脹縫兩側(cè)的混凝土板塊被擠碎,形成了破碎的小塊。這些破碎的板塊不僅影響路面的平整度,還容易導(dǎo)致車輛爆胎等安全事故。
這些病害的出現(xiàn),不僅給道路使用者帶來了不便,也增加了道路后期維護的成本和難度。據(jù)統(tǒng)計,該路段由于脹縫傳力桿未設(shè)置套管,在通車后的前兩年內(nèi),維修費用就比正常設(shè)置套管的路段高出了 30%。因此,脹縫傳力桿設(shè)置套管對于保障路面的正常使用和延長道路使用壽命至關(guān)重要。
如何正確安裝脹縫傳力桿套管
安裝脹縫傳力桿套管時,施工要點需嚴格把控,才能確保其發(fā)揮應(yīng)有作用。在施工前,要依據(jù)設(shè)計要求,在路面基層上精準測量并標記出脹縫的位置。比如在一段即將鋪設(shè)水泥混凝土路面的道路上,施工人員會使用專業(yè)的測量儀器,按照設(shè)計圖紙中規(guī)定的間距,每隔一定距離確定脹縫的位置,并用白灰或其他標記材料做出明顯標識,為后續(xù)施工提供準確的位置依據(jù)。
傳力桿的定位是關(guān)鍵。在混凝土澆筑前,要通過鋼筋支架或端頭木模等方式將傳力桿固定在準確位置。對于鋼筋支架固定法,先根據(jù)傳力桿的間距和位置,制作合適的鋼筋支架,將傳力桿放置在支架上,并確保傳力桿與路面中心線平行,與脹縫垂直。例如在一條城市主干道的施工中,施工人員采用鋼筋支架固定傳力桿,在安裝過程中,使用水平儀和經(jīng)緯儀等測量工具,反復(fù)測量傳力桿的位置和角度,保證其偏差在允許范圍內(nèi)。
端頭木模固定法則適用于混凝土板不連續(xù)澆筑時設(shè)置的脹縫。先在端模板外側(cè)增設(shè)一塊定位模板,按照傳力桿的間距及桿徑在兩塊模板上鉆孔,將傳力桿穿過端模板孔眼并直至外側(cè)定位模板孔眼,兩模板之間用與傳力桿一半長度的橫木固定。當混凝土板連續(xù)澆筑時設(shè)置脹縫傳力桿,一般在嵌縫板上預(yù)留圓孔以便傳力桿穿過,嵌縫板上面設(shè)木制或鐵制壓縫板條,其旁再放一塊脹縫模板,按傳力桿位置和間距,在脹縫板下部挖成 U 形槽,使傳力桿由此通過。
套管與傳力桿的間隙設(shè)置也有講究,套管內(nèi)徑應(yīng)比傳力桿直徑大 5 - 10 毫米,這樣既能保證傳力桿在套管內(nèi)自由滑動,又不會因間隙過大導(dǎo)致傳力桿晃動。套管與傳力桿端應(yīng)留 3cm 的空隙,內(nèi)可填塞瀝青麻絮或紗頭,起到緩沖和密封的作用 。
套管端部的封閉同樣重要,必須確保嚴密,防止混凝土或稀漿進入。在實際操作中,可使用膠帶、密封膠等材料對套管端部進行密封處理。在某高速公路的脹縫傳力桿套管安裝中,施工人員使用優(yōu)質(zhì)的密封膠帶,將套管端部緊緊纏繞,確保密封效果,有效避免了雜物進入套管,保證了傳力桿的正常工作。
總結(jié)
脹縫傳力桿套管雖小,卻在道路建設(shè)中發(fā)揮著保障傳力順暢、適應(yīng)路面熱脹冷縮、防止傳力桿腐蝕等重要作用。它是確保水泥混凝土路面質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵部件。在道路建設(shè)中,我們應(yīng)充分認識到脹縫傳力桿套管的重要性,嚴格按照規(guī)范要求進行設(shè)計、選材和施工,讓道路更加堅固耐用,為人們的出行提供安全、舒適的保障。
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