芻議高速公路橋梁橋面鋪裝病害及對策
2015-12-03
引言
橋面鋪裝是橋梁結構很重要的組成部分，橋面鋪裝暴露在外，直接影響整個橋梁的外地人觀質量，它是車輛直接接觸受力的部分，直接影響行車安全和舒適性。另外，橋面鋪裝的作用還在于保護橋面，防止車輛直接磨損行業(yè)道板，保護主梁免受雨水侵蝕，并分布橋面荷載，參與結構受力，為此，橋面鋪裝要求有一定強度，并能滿足抗裂，抗沖擊，具有耐磨性等各項要求。
一、混凝土橋面鋪裝病害及產生原因
1.1設計不佳。為了減輕恒載，設計人試圖用增加鋼筋用量或采用高強度鋼筋來減薄橋面板的厚度(如某些頂板偏薄的箱梁結構)，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。隨著車輛的不斷沖擊震動，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生負彎矩，上部受拉，使橋面鋪裝層受到拉應力的作用而產生裂縫，從而產生橋面鋪裝病害。
1.2厚度不足。由于梁場預制和支架現(xiàn)澆、掛藍懸澆橋梁空心板及箱梁上部構造時，梁板的預拱度、支架的沉降及預應力反拱均無法準確地預測，如果再加上施工控制不到位，施工中要達到主梁頂面標高與設計值相符是相當困難的。況且設計預應力梁起拱高度時，也未考慮到對橋面厚度的影響，尤其大跨徑梁起拱高度加大后，就會相應減少橋面鋪裝層的厚度，又由于設計橋面鋪裝厚度普遍較小，一般為8～12 cm，施工自下部構造的標高累計正誤差和梁板施工正誤差必然會使橋面鋪裝厚度減小。在梁板施工過程中，若各環(huán)節(jié)驗收把關不嚴，會造成成型的梁板尺寸過高；支座的標高控制不嚴，高于設計高程；梁板的傾斜度過大，或者由于調整橋面縱橫坡等因素均可能造成梁板頂面高程高出設計值，而使得橋面鋪裝層厚度局部過薄，削弱了橋面鋪裝層的剛度和承載力。
1.3強度不夠。配合比設計不當或者施工控制不嚴，鋼筋網墊高位置不對，無法發(fā)揮鋼筋網的抗裂作用，引起強度不夠；新澆砼時有橋面積水、遭到雨淋和表層浮漿未進行處理的，使砼性能受到影響或厚度不足而引起強度不夠；混凝土橋面鋪裝較薄，振搗不密實或養(yǎng)生不良引起強度不夠；冬季施工，防凍劑使用不當，混凝土受凍，導致強度不夠。在車輛荷載的作用下，使得橋面鋪裝較快地出現(xiàn)泛砂、開裂、松散和破碎等病害。
1.4粘結不牢。在橋面鋪裝施工前，沒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利用或臨時通車造成污染，在施工中清理工作執(zhí)行不力，只是采用高壓水沖洗，沒有用鋼絲刷刷洗，無法保證徹底清理，加上鑿毛效果差，澆筑時不先灑水潤濕梁頂，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合力，破壞了水泥混凝土層的整體性，通車后車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
由于過分追求平整度，而忽視壓實度,使路面強度低下、滲水，引起早期損壞。同時，預拱度的差異和路基上三層瀝青面層攤鋪厚度的調整不當，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、使用的粘層材料質量較差、灑布不均勻、灑布后行車作用把粘層帶起等原因都會造成粘接不良。橋面的雨水由于有護欄阻擋無法橫向排出，只能沿護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，導致路面產生早期損壞。
三、處置病害應采取的對策
3.1改善橋面系的結構設計。梁體頂層應設計與橋面牢固結合的預留鋼筋；預應力梁跨中起拱高度設計時要充分考慮對橋面厚度的影響，施工時一般按墩臺、支座設計高度進行控制；適當增加橋面混凝土厚度和鋼筋網密度，加大鋼筋直徑及等級標準；伸縮縫處瀝青路面破損可能出現(xiàn)坑槽，因此伸縮縫在設計上除在梁端留有足夠的錨固鋼筋外，還應設計不低于C40級的鋼纖維混凝土。為保證其平整度，應在瀝青混凝土鋪裝完成后再進行伸縮縫施工；泄水孔收水口底部標高的設計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泄水孔排走；橋面瀝青混凝土宜設計兩層，不但提高平整度，而且對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，應認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，造成過薄或厚薄交界處成為薄弱斷面，在混凝土收縮時，難以承受拉應力而開裂；特別應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，對超高的部分、負彎矩張拉齒塊處多余的混凝土、不密實的混凝土必須提前進行鑿除處理。要嚴格控制梁頂面平整度，抹面時應用腳手板搭于兩側滑道上，木板數(shù)量、剛度要足夠，工人站在木板上進行抹面，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，致使薄弱橋面開裂。2)嚴格控制混凝土的施工質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確保橋面砼的強度。1)嚴格控制混凝土配合比，使用級配良好、各項質量指標均達標的砂石材料，嚴把水泥檢驗關，確保砼的強度合格。橋面混凝土冬、夏季施工應有相應的質量保證措施，橋面如有積水應清除后再澆筑混凝土，混凝土應有良好的和易性，坍落度應控制在3--5 cm。使用泵送砼時，應摻加減水劑，坍落度在滿足施工機具和規(guī)范要求的同時應盡量減小到下限?；炷翍駬v密實，大橋宜使用三輥軸提漿機組、振搗棒、平板振搗器，并盡量配合使用真空吸水，抹面機抹平；中小橋可使用振搗梁振搗，使用滾杠配合整平，振搗時發(fā)現(xiàn)低洼處應及時用混凝土找平，嚴禁事后用水泥砂漿找補。2)正確的鋼筋網定位能增強橋面的抗裂性能，提高砼的整體強度。橋面鋪裝的鋼筋網過去常用混凝土墊塊定位，因墊塊強度低而造成質量隱患。采用短鋼筋支撐定位法可克服這一缺點。鋼筋長度為鋪裝層厚的80％左右，雙向間距均約50cm。定位筋一端與鋼筋網焊接，另一端豎立支撐在梁面之上，對鋼筋網實行多點支撐。鋼筋綁扎完畢經檢驗合格后，應盡快進行橋面混凝土的澆筑，澆筑混凝土前，禁止一切車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。對預制梁體項面進行刷毛處理，露出石子；梁之間如設計了絞縫混凝土，澆注時加強橋面混凝土與梁的結合；橋面鋼筋綁扎前必須對梁頂徹底清掃，鑿除浮渣，必要時用氣泵或高壓水沖洗。澆注混凝土攤鋪前灑水濕潤梁頂，但不得有積水；橋面全寬施工時應一次完成。當橋面太寬分兩幅施工時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粉塵雜物還必須進行清除，特別對接縫處更應細致清除。
四、結論：
公路橋梁橋面的施工質量，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橋梁工程中所占的體積并不大，但它對交通影響是非常大的。橋面鋪裝質量的好壞是保證高速公路運行質量的關鍵之一，所以在施工時一定要嚴格按照設計要求進行，從設計、施工、養(yǎng)護等方面采取綜合措施，努力把橋梁橋面工程的施工質量搞好。
