高速公路橋梁病害的處治技術(shù)分析
2015-09-07
隨著交通量和重型車輛的增加,橋梁?jiǎn)栴}普遍出現(xiàn)。這不僅妨礙了正常交通,影響了橋面的美觀,更易造成交通事故,也給維修工作帶來(lái)了很大困難。近年來(lái),人們對(duì)于因橋面鋪裝問(wèn)題造成的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失給予了足夠的重視。橋面鋪裝的早期損壞已成為影響高速公路使用功能的發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的一大病害。常見(jiàn)的橋面病害有：伸縮縫病害，主要有伸縮縫處混凝土破損、伸縮縫松動(dòng)、翹起。鋪裝層病害，主要有縱向、橫向裂紋、龜裂、碎裂、坑槽、積水等。
一、橋梁病害的原因分析
1、設(shè)計(jì)方面
伸縮縫設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。一是采用較簡(jiǎn)陋的伸縮裝置，如Ｕ形鋁鋅鐵皮伸縮縫、ＴＳＴ伸縮縫、板式橡膠伸縮縫等；二是伸縮縫處橋面混凝土板端部不作加厚設(shè)計(jì)處理，如果預(yù)留槽設(shè)計(jì)過(guò)深橋面板底面混凝土則易產(chǎn)生局部橫向裂縫，如果預(yù)留槽設(shè)計(jì)得很淺，則現(xiàn)澆伸縮縫處混凝土將會(huì)很薄，混凝土易被壓碎；三是伸縮縫處鋼筋預(yù)埋件太少，錨固不夠牢固，在車輛沖擊力作用下，很容易引起伸縮縫松動(dòng)、翹起。
支座設(shè)計(jì)不周密。支座設(shè)計(jì)簡(jiǎn)陋或在縱坡、超高較大時(shí)，支座上下支承面脫空或不緊貼，同一塊梁板底面的支座不能均勻、平衡受力，使梁板成了“翹翹板”，導(dǎo)致橋面鋪裝層出現(xiàn)開(kāi)裂，特別量出現(xiàn)沿鉸縫處的縱向裂縫；另一方面，由于支座上下支承面未進(jìn)行合理的縱向坡設(shè)計(jì)，使梁板的上下面不能形成平順的縱橫坡，而是出現(xiàn)臺(tái)階形的上下面，使得橋面鋪裝厚度不均一，受力差異大，引起橋面開(kāi)裂。
突出例子是在縱坡較大彎道較小的匝道上，支座仍采用普通設(shè)計(jì)，不能有效解決橫向超高和縱向縱坡的關(guān)系。
絞縫設(shè)計(jì)不合理。良好的鉸縫可使單塊的梁板連接成具有一定強(qiáng)度和剛度的整體，對(duì)橋面荷載起到橫向傳遞分散作用。但在設(shè)計(jì)過(guò)程中卻往往將其淡化、簡(jiǎn)單化，使鉸縫的強(qiáng)度和剛度不足，導(dǎo)致橋面開(kāi)裂問(wèn)題增多。如大多數(shù)雙芯空心板的設(shè)計(jì)，均采用小鉸縫形式，梁板側(cè)面無(wú)門形腰筋，頂面也不設(shè)橫向門形鉸縫拉結(jié)鋼筋，就是一個(gè)典型的例子。
2、施工方面
1）伸縮縫施工粗心大意。一是施工單位不在梁板預(yù)制時(shí)或橋臺(tái)椅子背施工時(shí)按設(shè)計(jì)圖要求埋設(shè)錨固鋼筋，事后用打膨脹螺栓或采用打孔加環(huán)氧樹(shù)脂再插鋼筋的補(bǔ)救方法替代錨固鋼筋?？招牧喊屙敯寤炷烈话阒挥惺嗬迕缀?，很容易打穿，膨脹螺栓的錨固能力怎能與錨固鋼筋相提并論。二是錨固鋼筋頂端標(biāo)高控制不準(zhǔn)。鋼筋露出過(guò)高，則錨固長(zhǎng)度太短，鋼筋露出太低，則又無(wú)法鑿出，與伸縮縫相焊接的錨固鋼筋就減少了，伸縮縫無(wú)法在梁板中牢固地“生根”。三是不保護(hù)好伸縮縫處的混凝土和預(yù)埋錨固鋼筋。
2、支座上下支承面施工不符合要求。不重視蓋梁墊石標(biāo)高、幾何尺寸及表面平整度的事先計(jì)算和施工測(cè)量校核，造成蓋梁墊石的施工標(biāo)高不準(zhǔn)、幾何尺寸偏離、表面平整度差等通病。使得梁板安裝時(shí)不得不采用加鋼板及抹砂漿等方法進(jìn)行調(diào)高或調(diào)平，使支座的密貼性及梁板的上下面平順度大大降低。而采用的鋼板又未進(jìn)行防銹處理，日久銹蝕脫落，造成支座脫空。
3、鉸縫施工粗糙。由于鉸縫較窄，振搗器很難插入振搗，又不采用釬插輔助搗實(shí)，加上吊模漏漿等因素存在，造成鉸縫填灌不到底，填灌不密實(shí)，使鉸縫應(yīng)有的強(qiáng)度和剛度得不到保證。
4、預(yù)應(yīng)力梁板施工誤差?？刂撇涣σ鸬纳瞎岸绕蠡蛳噜徚喊迳瞎岸炔町愝^大及存梁時(shí)間超過(guò)三個(gè)月，使上拱度不斷增大，造成橋面鋪裝層厚薄不均變化較大，從而給橋面病害帶來(lái)嚴(yán)重的隱患。
5、橋面鋪裝誤差。鋪裝層鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)位置嚴(yán)重偏底，未起到應(yīng)有的抗裂作用。
6、泄水孔施工誤差。泄水孔施工馬虎設(shè)置過(guò)高，造成橋面表面及內(nèi)部積水，誘發(fā)橋面破損。
二、處治病害應(yīng)采取的措施
1、改善橋面系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
梁體頂層應(yīng)設(shè)計(jì)與橋面牢固結(jié)合的預(yù)留鋼筋；預(yù)應(yīng)力梁跨中起拱高度設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮對(duì)橋面厚度的影響，施工時(shí)一般按墩臺(tái)、支座設(shè)計(jì)高度進(jìn)行控制；適當(dāng)增加橋面混凝土厚度和鋼筋網(wǎng)密度，加大鋼筋直徑及等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；伸縮縫處瀝青路面破損可能出現(xiàn)坑槽，因此伸縮縫在設(shè)計(jì)上除在梁端留有足夠的錨固鋼筋外，還應(yīng)設(shè)計(jì)不低于C40級(jí)的鋼纖維混凝土。為保證其平整度，應(yīng)在瀝青混凝土鋪裝完成后再進(jìn)行伸縮縫施工；泄水孔收水口底部標(biāo)高的設(shè)計(jì)低于水泥砼橋面頂至少lcm，收水口周圍做成收坡，保證滲入瀝青混凝土路面的水能通過(guò)泄水孔排走；橋面瀝青混凝土宜設(shè)計(jì)兩層，不但提高平整度，而且對(duì)其耐久性也有保證作用。
2、提高橋面混凝土與大梁頂面混凝土的粘接能力
對(duì)預(yù)制梁體項(xiàng)面進(jìn)行刷毛處理，露出石子；梁之間如設(shè)計(jì)了絞縫混凝土，澆注時(shí)加強(qiáng)橋面混凝土與梁的結(jié)合；橋面鋼筋綁扎前必須對(duì)梁頂徹底清掃，鑿除浮渣，必要時(shí)用氣泵或高壓水沖洗。澆注混凝土攤鋪前灑水濕潤(rùn)梁頂，但不得有積水；橋面全寬施工時(shí)應(yīng)一次完成。當(dāng)橋面太寬分兩幅施工時(shí)先澆注橫坡較低的一幅，避免養(yǎng)生水二次污染。第二幅澆注混凝土前對(duì)粉塵雜物還必須進(jìn)行清除，特別對(duì)接縫處更應(yīng)細(xì)致清除。
3、確保橋面混凝土有足夠的整體強(qiáng)度
混凝土拌和料要級(jí)配合理，具有良好的和易性。橋面如有積水應(yīng)清除后再攤鋪混凝土，用人工拉平板振動(dòng)器振搗與振動(dòng)梁振搗，然后用滾杠、刮杠人工抹面壓實(shí)找平；及時(shí)養(yǎng)生，防止水分蒸發(fā)過(guò)快造成裂紋，降低混凝土強(qiáng)度；嚴(yán)禁橋面混凝土冬季施工。橋面混凝土一般厚10cm左右，又暴露在高空，極易受凍，特別是氣溫突變的初冬更應(yīng)引起高度重視；保證強(qiáng)橋面鋼筋網(wǎng)與梁頂必須有一定的保護(hù)層。澆注混凝土采用吊車提升或泵送為宜。禁止混凝土運(yùn)輸車直接碾壓鋼筋；橋面鋪裝分幅施工時(shí)，應(yīng)對(duì)縱橫向工作縫進(jìn)行防滲水處理。
4、保證橋面混凝土與瀝青混凝土有較好結(jié)合面
混凝土初凝時(shí)拉毛或壓毛是橋面混凝土傳統(tǒng)的制毛工藝，表層平整美觀大方，但表層存有浮漿，與瀝青混凝土結(jié)合不理想。加之長(zhǎng)期在超載車輛碾壓下，橋面混凝土浮漿便“未老先衰”，從而引起瀝青混凝土的損壞。刷毛工藝用普通的鋼絲刷人工操作，重點(diǎn)是掌握刷毛時(shí)間，一般掌握在初凝后以不沾刷子最好。第一遍縱向刷，第二遍橫向刷，深度以露出石子2～3mm即可。
5、橋面瀝青混凝土的鋪裝
在鋪筑瀝青混凝土之前，對(duì)水泥混凝上平整度、粗糙度進(jìn)行檢查。對(duì)伸縮縫處混凝土預(yù)留槽要臨時(shí)覆蓋并與兩側(cè)橋面混凝土平整，保持水泥混凝土面層清潔干燥。粘層油宜采用快裂灑布乳化瀝青。乳化瀝青待破乳水分蒸發(fā)完后方可鋪筑瀝青混凝土，當(dāng)氣溫低于10℃或水泥混凝土潮濕時(shí)不得噴灑粘層油。鋪筑瀝青混凝土要采用機(jī)械攤鋪并在較短時(shí)間內(nèi)一次鋪筑完成，前后兩臺(tái)攤鋪機(jī)盡量縮短距離，減輕縱向接縫。鋪筑橋面瀝青混凝土應(yīng)選晴天，注意保溫防塵。攤鋪機(jī)不得停頓或改變速度。攤鋪后盡快碾壓，施工車輛和機(jī)械不準(zhǔn)停留在新鋪筑的橋面上，也不準(zhǔn)柴油之類的油料滴漏在橋面上，以免引起軟化擁包造成瀝青混凝土返工或修補(bǔ)。
結(jié)束語(yǔ)
總之，橋面鋪裝質(zhì)量的好壞是保證高速公路運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)鍵之一,必須引起足夠的重視，應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面采取綜合措施，同時(shí),加強(qiáng)對(duì)各鋪裝層材料的材料性能指標(biāo)和測(cè)試技術(shù)的研究,開(kāi)發(fā)適應(yīng)橋面破壞機(jī)理的新材料；另外,還要改進(jìn)鋪裝技術(shù)及提高施工質(zhì)量,保證設(shè)計(jì)模型的準(zhǔn)確性,從根本上解決橋面鋪裝損壞問(wèn)題，確保橋面鋪裝質(zhì)量。
