芻議高速公路橋梁橋面鋪裝病害及對(duì)策
2015-12-03
引言
橋面鋪裝是橋梁結(jié)構(gòu)很重要的組成部分，橋面鋪裝暴露在外，直接影響整個(gè)橋梁的外地人觀質(zhì)量，它是車(chē)輛直接接觸受力的部分，直接影響行車(chē)安全和舒適性。另外，橋面鋪裝的作用還在于保護(hù)橋面，防止車(chē)輛直接磨損行業(yè)道板，保護(hù)主梁免受雨水侵蝕，并分布橋面荷載，參與結(jié)構(gòu)受力，為此，橋面鋪裝要求有一定強(qiáng)度，并能滿足抗裂，抗沖擊，具有耐磨性等各項(xiàng)要求。
一、混凝土橋面鋪裝病害及產(chǎn)生原因
1.1設(shè)計(jì)不佳。為了減輕恒載，設(shè)計(jì)人試圖用增加鋼筋用量或采用高強(qiáng)度鋼筋來(lái)減薄橋面板的厚度(如某些頂板偏薄的箱梁結(jié)構(gòu))，這種橋面板由于剛度不夠，在重荷載的作用下引起較大的變形。隨著車(chē)輛的不斷沖擊震動(dòng)，容易使橋面板及鋪裝層較快地出現(xiàn)疲勞裂縫且易迅速發(fā)展。連續(xù)梁橋、拱橋及懸臂梁橋等由于荷載的作用而產(chǎn)生負(fù)彎矩，上部受拉，使橋面鋪裝層受到拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂縫，從而產(chǎn)生橋面鋪裝病害。
1.2厚度不足。由于梁場(chǎng)預(yù)制和支架現(xiàn)澆、掛藍(lán)懸澆橋梁空心板及箱梁上部構(gòu)造時(shí)，梁板的預(yù)拱度、支架的沉降及預(yù)應(yīng)力反拱均無(wú)法準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)，如果再加上施工控制不到位，施工中要達(dá)到主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計(jì)值相符是相當(dāng)困難的。況且設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力梁起拱高度時(shí)，也未考慮到對(duì)橋面厚度的影響，尤其大跨徑梁起拱高度加大后，就會(huì)相應(yīng)減少橋面鋪裝層的厚度，又由于設(shè)計(jì)橋面鋪裝厚度普遍較小，一般為8～12 cm，施工自下部構(gòu)造的標(biāo)高累計(jì)正誤差和梁板施工正誤差必然會(huì)使橋面鋪裝厚度減小。在梁板施工過(guò)程中，若各環(huán)節(jié)驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán)，會(huì)造成成型的梁板尺寸過(guò)高；支座的標(biāo)高控制不嚴(yán)，高于設(shè)計(jì)高程；梁板的傾斜度過(guò)大，或者由于調(diào)整橋面縱橫坡等因素均可能造成梁板頂面高程高出設(shè)計(jì)值，而使得橋面鋪裝層厚度局部過(guò)薄，削弱了橋面鋪裝層的剛度和承載力。
1.3強(qiáng)度不夠。配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)或者施工控制不嚴(yán)，鋼筋網(wǎng)墊高位置不對(duì)，無(wú)法發(fā)揮鋼筋網(wǎng)的抗裂作用，引起強(qiáng)度不夠；新澆砼時(shí)有橋面積水、遭到雨淋和表層浮漿未進(jìn)行處理的，使砼性能受到影響或厚度不足而引起強(qiáng)度不夠；混凝土橋面鋪裝較薄，振搗不密實(shí)或養(yǎng)生不良引起強(qiáng)度不夠；冬季施工，防凍劑使用不當(dāng)，混凝土受凍，導(dǎo)致強(qiáng)度不夠。在車(chē)輛荷載的作用下，使得橋面鋪裝較快地出現(xiàn)泛砂、開(kāi)裂、松散和破碎等病害。
1.4粘結(jié)不牢。在橋面鋪裝施工前，沒(méi)有將梁頂面的松散砂石、泥污等清除干凈，主梁表面未鑿毛或鑿毛的密度和深度不夠。有的主梁頂面由于在組織施工中作為堆料場(chǎng)利用或臨時(shí)通車(chē)造成污染，在施工中清理工作執(zhí)行不力，只是采用高壓水沖洗，沒(méi)有用鋼絲刷刷洗，無(wú)法保證徹底清理，加上鑿毛效果差，澆筑時(shí)不先灑水潤(rùn)濕梁頂，澆筑后出現(xiàn)空鼓等，這些都大大降低了橋面鋪裝層與梁面之間的結(jié)合力，破壞了水泥混凝土層的整體性，通車(chē)后車(chē)輪的劇烈沖擊和荷載的作用使橋面出現(xiàn)起皮、裂縫、剝落等現(xiàn)象。
二、橋面鋪裝層損壞的病害分析
由于過(guò)分追求平整度，而忽視壓實(shí)度,使路面強(qiáng)度低下、滲水，引起早期損壞。同時(shí)，預(yù)拱度的差異和路基上三層瀝青面層攤鋪厚度的調(diào)整不當(dāng)，都可能使該層路面厚度不足而引起橋面鋪裝早期損壞。層間結(jié)合不良使橋面鋪裝發(fā)揮不了整體作用。由于下面層被污染、使用的粘層材料質(zhì)量較差、灑布不均勻、灑布后行車(chē)作用把粘層帶起等原因都會(huì)造成粘接不良。橋面的雨水由于有護(hù)欄阻擋無(wú)法橫向排出，只能沿護(hù)欄墻縱向排至泄水孔，部分滲入路面中的雨水，在高溫和高壓作用下，就易于使瀝青膜剝離，導(dǎo)致路面產(chǎn)生早期損壞。
三、處置病害應(yīng)采取的對(duì)策
3.1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?chē)龀墒掌拢ＷC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。
3.2保證橋面砼的厚度。1)橋面鋪裝施工前，應(yīng)認(rèn)真檢查梁板頂面的高程，以免出現(xiàn)橋面鋪裝層厚度不一致，造成過(guò)薄或厚薄交界處成為薄弱斷面，在混凝土收縮時(shí)，難以承受拉應(yīng)力而開(kāi)裂；特別應(yīng)注意齒塊混凝土的高度，不能影響橋面砼厚度。梁板頂面的高程必須滿足橋面鋪裝的厚度要求，對(duì)超高的部分、負(fù)彎矩張拉齒塊處多余的混凝土、不密實(shí)的混凝土必須提前進(jìn)行鑿除處理。要嚴(yán)格控制梁頂面平整度，抹面時(shí)應(yīng)用腳手板搭于兩側(cè)滑道上，木板數(shù)量、剛度要足夠，工人站在木板上進(jìn)行抹面，邊抹邊用3 m直尺，縱向、橫向校核平整度，保證橋面鋪裝具有良好的大面平整度，嚴(yán)禁出現(xiàn)坑洼積水現(xiàn)象。防止梁頂面不平整而增加其與混凝土界面的摩擦阻力，致使薄弱橋面開(kāi)裂。2)嚴(yán)格控制混凝土的施工質(zhì)量及梁板的幾何尺寸，特別是梁高。要保障同跨梁板的上拱度基本相同，從而保證橋面鋪裝層厚度基本一致。
3.3確保橋面砼的強(qiáng)度。1)嚴(yán)格控制混凝土配合比，使用級(jí)配良好、各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均達(dá)標(biāo)的砂石材料，嚴(yán)把水泥檢驗(yàn)關(guān)，確保砼的強(qiáng)度合格。橋面混凝土冬、夏季施工應(yīng)有相應(yīng)的質(zhì)量保證措施，橋面如有積水應(yīng)清除后再澆筑混凝土，混凝土應(yīng)有良好的和易性，坍落度應(yīng)控制在3--5 cm。使用泵送砼時(shí)，應(yīng)摻加減水劑，坍落度在滿足施工機(jī)具和規(guī)范要求的同時(shí)應(yīng)盡量減小到下限?；炷翍?yīng)振搗密實(shí)，大橋宜使用三輥軸提漿機(jī)組、振搗棒、平板振搗器，并盡量配合使用真空吸水，抹面機(jī)抹平；中小橋可使用振搗梁振搗，使用滾杠配合整平，振搗時(shí)發(fā)現(xiàn)低洼處應(yīng)及時(shí)用混凝土找平，嚴(yán)禁事后用水泥砂漿找補(bǔ)。2)正確的鋼筋網(wǎng)定位能增強(qiáng)橋面的抗裂性能，提高砼的整體強(qiáng)度。橋面鋪裝的鋼筋網(wǎng)過(guò)去常用混凝土墊塊定位，因墊塊強(qiáng)度低而造成質(zhì)量隱患。采用短鋼筋支撐定位法可克服這一缺點(diǎn)。鋼筋長(zhǎng)度為鋪裝層厚的80％左右，雙向間距均約50cm。定位筋一端與鋼筋網(wǎng)焊接，另一端豎立支撐在梁面之上，對(duì)鋼筋網(wǎng)實(shí)行多點(diǎn)支撐。鋼筋綁扎完畢經(jīng)檢驗(yàn)合格后，應(yīng)盡快進(jìn)行橋面混凝土的澆筑，澆筑混凝土前，禁止一切車(chē)輛和閑雜人員在綁扎好的鋼筋上通行，以避免鋼筋扭曲變形和移位。
3.4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。
四、結(jié)論：
公路橋梁橋面的施工質(zhì)量，是保證橋梁安全和平穩(wěn)的前提條件。橋面鋪裝層雖然在整個(gè)橋梁工程中所占的體積并不大，但它對(duì)交通影響是非常大的。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，所以在施工時(shí)一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面采取綜合措施，努力把橋梁橋面工程的施工質(zhì)量搞好。
