论文部分内容阅读
【摘 要】 结合富阳市农村公路病危桥桥梁改建工程实践，从设计、施工等方面分析了桥面铺装混凝土常见病害产生的原因，并根此提出预防病害的具体措施
【关键词】 桥面；混凝土；病害
桥面铺装是桥梁结构很重要的组成部分，桥面铺装暴露在外，直接影响整个桥梁的外观质量；它是车辆行驶直接接触受力的部分，直接影响行车安全和舒适性。另外，桥面铺装的作用还在于保护桥面，防止车辆直接磨损行车道板，保护梁板免受雨水侵蚀，并且均匀分布桥面荷载，参与结构受力。桥面铺装施工质量不好，不但影响整个桥梁的外观质量，影响桥梁工程的质量评定和验收，更重要是留下安全隐患，影响桥梁结构耐久性，容易造成桥面裂纹和破损。因此，在桥梁施工中，对桥面铺装混凝土必须引起足够的重视。现就桥面铺装混凝土施工中遇到的常见病害，分析原因并且提出防治措施。
1 常见病害及原因分析
富阳市农村公路病危桥改造工程部分改建桥梁因为地理位置特殊，原有乡道、村道无法通行沥青摊铺机，无法采用复合桥面，部分县乡公路病危桥工程中的桥梁采用水泥混凝土桥面。采用混凝土桥面的桥面铺装常见病害有不规则裂缝，或者较长并且比较规则的纵、横裂缝或裂纹，局部网状碎裂等。这些病害产生的原因有设计上的，也有施工方面的。
1.1设计方面的原因
桥梁设计时，桥面铺装一般不作受力计算，只是要求配置标准的结构钢筋，实际上，病危桥改造区域的超重、超载车辆很多，桥面铺装层直接受到超载车辆荷载作用，承受高速行车的冲击、剪切与磨耗，桥面直接受到气候的影响。
另外，在桥面结构混凝土铺装层的设计中未考虑预应力梁板的上拱度对桥面铺装厚度的影响，也是引起桥面铺装早期破损的重要原因。先张法（或后张法）预应力梁板张后其跨中预拱度一般为2-4cm，梁跨越大，其预拱度越大，而且上拱度随时间逐渐增大（根据梁场实际统计，20m先张梁板生产完成3个月后，其跨中拱度可以达到4-5cm）。目前桥面铺装混凝土厚度为15cm，由于上拱度的影响，跨中混凝土铺装厚度只有8-10cm，势必造成跨中混凝土铺装层过早破损。
还有因为乡道、村道原有道路路面宽度不足6米，造成部分超载车辆习惯性在桥梁上会车，同样也是产生的桥面病害的重要原因。
1.2施工方面的原因
⑴、混凝土质量
桥面铺装混凝土的质量对铺装层至关重要。混凝土要有足够的强度，应选择安定性良好的水泥。水灰比、砂率及碎石的性能、级配都是影响桥面铺装混凝土的重要因素。水灰比偏大，干缩性较大，会产生收缩裂纹。混凝土的养护也直接关系到混凝土的质量，特别是在夏季施工时，水分蒸发快，如果养身不及时很容易产生收缩裂纹。
⑵、施工控制不够严格
桥面铺装施工时，不按照规范要求进行桥面清理或者路面清理不到位，造成梁板顶面有浮浆和杂物遗留，造成梁板与铺装层粘接不良，有空隙等病害，很容易导致桥面铺装破损。施工中，桥面铺装钢筋网片不按照设计要求安装，钢筋网片安装后保护层厚度不足，特别是钢筋网片接缝处理等事项，造成钢筋网片起不了应有的作用，桥面铺装也是很容易破损。另外，混凝土强度不足时过早开发交通也是造成桥面铺装破损的原因之一。
⑶、铺装厚度不够
由于项目建设政策处理不及时，造成桥梁下部施工滞后，梁板预制与计划安排时间不符，预制完成后的梁板堆放时间过长，引起梁板预拱度大于设计，出现桥面铺装梁端铺装厚度符合设计要求，梁板中部铺装层小于设计厚度，桥面跨中部分铺装层容易破损。
⑷、特殊部位处理不当
桥面铺装层一些特殊位置，如施工缝、伸缩缝、横缝等位置，未作特殊工艺处理。桥面铺装纵向施工缝由施工单位根据现场施工的机械设备条件来设置。因为纵向施工缝一般不作处理，而部分桥梁车辆轮轴刚刚落在纵向施工缝附近，导致铺装层首先在施工缝二侧附近破损。伸缩缝处的混凝土直接承受车辆荷载较大的冲击，如果施工时，构件埋置过浅、伸缩缝预埋件焊接不到位，极容易造成桥面铺装破碎、损坏。
2 预防措施
2.1设计考虑
根据富阳市农村公路桥梁的具体分布情况，结合桥梁改建所在道路的等级，对于道路未进行改扩建的桥梁，桥面铺装采用其他强度、耐磨性更好的新材料，如刚纤维混凝土。
同时充分考虑预应力混凝土梁板拱度对桥面铺装混凝土厚度的影响，必须采取必要的防范措施，如有条件基本桥面采用钢筋网片加密等措施。
2.2施工考虑
桥面铺装混凝土强度应不低于主梁、板的混凝土强度，采用合理的配合比及合格的水泥、砂石料等原材料，严格按照设计配合比施工。特殊季节如冬季施工或夏季高温施工作业，要采取防护措施，保证砂石料的入模温度达到规范要求。并且采取有效保护措施，以防混凝土开裂。混凝土没有达到设计要求时，不得开放交通。
在桥面铺装施工前，彻底清理梁板顶面浮浆、碎石，清除各种油渍并且清洗干净，保证新老混凝土粘结牢固。按照规范要求仔细检查钢筋网片的放置，采取适当措施固定网片位置，确保保护层厚度。
2.3保证桥面铺装厚度
对于预应力梁板，应采取切实措施，使梁板预拱度在规范允许范围内，保证铺装层的厚度。
预应力梁板跨中总挠度为自重引起的挠度与预应力引起的上挠度的代数和，在长期荷载作用下，总挠度和梁板施工龄期等有关系，因此在梁板混凝土浇筑及桥面施工时，应采取如下措施，确保桥面铺装厚度及施工质量。
⑴对于跨径大于20m的梁板，在台座设计时，跨中必须设计2-3cmD的反拱度；
⑵对于跨中小于20m的梁板，如果跨中拱度大于2-3cm，造成桥面铺装层厚度不足时，（但不小于13cm）可采用提高桥面混凝土强度等级并且在跨中局部加密钢筋网片的办法处理。
⑶预应力梁板预制时要根据施工计划安排，及时处理实际存在个别问题（如政策处理不到位等），预应力梁板预制完成后，及时组织后续工作的开展，保证施工连续性，为保证工程质量，梁板存放时间不宜超过60天。
2.4加强特殊位置的处理
梁板与梁板横向连接钢板焊接完成后，才可以进行桥面铺装工作，但焊接钢板与桥面铺装时间不易过短，不要因钢板冷却时间过短引起混凝土涨缩，引起桥面铺装产生裂纹。
伸缩缝的安装必须正确，混凝土处理平整，上下贯通，缝中填料具有弹性，不得阻塞和变形，采用的伸缩缝装置应该保证上部结构自由伸缩，并且承受车辆荷载作用。
3 结语
农村公路病危桥改造工程的桥面铺装问题虽然不会影响整个工程的结构安全，但是直接影响整座桥梁的外观质量与行车的安全性和舒适性。笔者通过近几年农村公路病危桥改造工程实施，在项目后续回访过程中，建设单位及养护单位对工程主体均表示满意，但反映了一些涉及路面及桥面铺装的问题。虽然造成桥面铺装病害的原因是多方面的，但是处理不好同样会影响施工质量，所以在今后的病危桥改建过程中，必须严格按照规范要求，严格控制桥面铺装质量，确保桥梁结构的使用年限。
参考文献：
1、JTGTF50-2011《公路桥涵施工技术规范》
2、JTGD60-2004《公路桥涵设计通用规范》
3、苏权科、张文忠《桥梁施工违规纠正手册》北京：人民交通出版社2004
4、交通运输部公路科学研究院《公路桥梁养护人员应知应会手册》.北京：人民交通出版社2013
【关键词】 桥面；混凝土；病害
桥面铺装是桥梁结构很重要的组成部分，桥面铺装暴露在外，直接影响整个桥梁的外观质量；它是车辆行驶直接接触受力的部分，直接影响行车安全和舒适性。另外，桥面铺装的作用还在于保护桥面，防止车辆直接磨损行车道板，保护梁板免受雨水侵蚀，并且均匀分布桥面荷载，参与结构受力。桥面铺装施工质量不好，不但影响整个桥梁的外观质量，影响桥梁工程的质量评定和验收，更重要是留下安全隐患，影响桥梁结构耐久性，容易造成桥面裂纹和破损。因此，在桥梁施工中，对桥面铺装混凝土必须引起足够的重视。现就桥面铺装混凝土施工中遇到的常见病害，分析原因并且提出防治措施。
1 常见病害及原因分析
富阳市农村公路病危桥改造工程部分改建桥梁因为地理位置特殊，原有乡道、村道无法通行沥青摊铺机，无法采用复合桥面，部分县乡公路病危桥工程中的桥梁采用水泥混凝土桥面。采用混凝土桥面的桥面铺装常见病害有不规则裂缝，或者较长并且比较规则的纵、横裂缝或裂纹，局部网状碎裂等。这些病害产生的原因有设计上的，也有施工方面的。
1.1设计方面的原因
桥梁设计时，桥面铺装一般不作受力计算，只是要求配置标准的结构钢筋，实际上，病危桥改造区域的超重、超载车辆很多，桥面铺装层直接受到超载车辆荷载作用，承受高速行车的冲击、剪切与磨耗，桥面直接受到气候的影响。
另外，在桥面结构混凝土铺装层的设计中未考虑预应力梁板的上拱度对桥面铺装厚度的影响，也是引起桥面铺装早期破损的重要原因。先张法（或后张法）预应力梁板张后其跨中预拱度一般为2-4cm，梁跨越大，其预拱度越大，而且上拱度随时间逐渐增大（根据梁场实际统计，20m先张梁板生产完成3个月后，其跨中拱度可以达到4-5cm）。目前桥面铺装混凝土厚度为15cm，由于上拱度的影响，跨中混凝土铺装厚度只有8-10cm，势必造成跨中混凝土铺装层过早破损。
还有因为乡道、村道原有道路路面宽度不足6米，造成部分超载车辆习惯性在桥梁上会车，同样也是产生的桥面病害的重要原因。
1.2施工方面的原因
⑴、混凝土质量
桥面铺装混凝土的质量对铺装层至关重要。混凝土要有足够的强度，应选择安定性良好的水泥。水灰比、砂率及碎石的性能、级配都是影响桥面铺装混凝土的重要因素。水灰比偏大，干缩性较大，会产生收缩裂纹。混凝土的养护也直接关系到混凝土的质量，特别是在夏季施工时，水分蒸发快，如果养身不及时很容易产生收缩裂纹。
⑵、施工控制不够严格
桥面铺装施工时，不按照规范要求进行桥面清理或者路面清理不到位，造成梁板顶面有浮浆和杂物遗留，造成梁板与铺装层粘接不良，有空隙等病害，很容易导致桥面铺装破损。施工中，桥面铺装钢筋网片不按照设计要求安装，钢筋网片安装后保护层厚度不足，特别是钢筋网片接缝处理等事项，造成钢筋网片起不了应有的作用，桥面铺装也是很容易破损。另外，混凝土强度不足时过早开发交通也是造成桥面铺装破损的原因之一。
⑶、铺装厚度不够
由于项目建设政策处理不及时，造成桥梁下部施工滞后，梁板预制与计划安排时间不符，预制完成后的梁板堆放时间过长，引起梁板预拱度大于设计，出现桥面铺装梁端铺装厚度符合设计要求，梁板中部铺装层小于设计厚度，桥面跨中部分铺装层容易破损。
⑷、特殊部位处理不当
桥面铺装层一些特殊位置，如施工缝、伸缩缝、横缝等位置，未作特殊工艺处理。桥面铺装纵向施工缝由施工单位根据现场施工的机械设备条件来设置。因为纵向施工缝一般不作处理，而部分桥梁车辆轮轴刚刚落在纵向施工缝附近，导致铺装层首先在施工缝二侧附近破损。伸缩缝处的混凝土直接承受车辆荷载较大的冲击，如果施工时，构件埋置过浅、伸缩缝预埋件焊接不到位，极容易造成桥面铺装破碎、损坏。
2 预防措施
2.1设计考虑
根据富阳市农村公路桥梁的具体分布情况，结合桥梁改建所在道路的等级，对于道路未进行改扩建的桥梁，桥面铺装采用其他强度、耐磨性更好的新材料，如刚纤维混凝土。
同时充分考虑预应力混凝土梁板拱度对桥面铺装混凝土厚度的影响，必须采取必要的防范措施，如有条件基本桥面采用钢筋网片加密等措施。
2.2施工考虑
桥面铺装混凝土强度应不低于主梁、板的混凝土强度，采用合理的配合比及合格的水泥、砂石料等原材料，严格按照设计配合比施工。特殊季节如冬季施工或夏季高温施工作业，要采取防护措施，保证砂石料的入模温度达到规范要求。并且采取有效保护措施，以防混凝土开裂。混凝土没有达到设计要求时，不得开放交通。
在桥面铺装施工前，彻底清理梁板顶面浮浆、碎石，清除各种油渍并且清洗干净，保证新老混凝土粘结牢固。按照规范要求仔细检查钢筋网片的放置，采取适当措施固定网片位置，确保保护层厚度。
2.3保证桥面铺装厚度
对于预应力梁板，应采取切实措施，使梁板预拱度在规范允许范围内，保证铺装层的厚度。
预应力梁板跨中总挠度为自重引起的挠度与预应力引起的上挠度的代数和，在长期荷载作用下，总挠度和梁板施工龄期等有关系，因此在梁板混凝土浇筑及桥面施工时，应采取如下措施，确保桥面铺装厚度及施工质量。
⑴对于跨径大于20m的梁板，在台座设计时，跨中必须设计2-3cmD的反拱度；
⑵对于跨中小于20m的梁板，如果跨中拱度大于2-3cm，造成桥面铺装层厚度不足时，（但不小于13cm）可采用提高桥面混凝土强度等级并且在跨中局部加密钢筋网片的办法处理。
⑶预应力梁板预制时要根据施工计划安排，及时处理实际存在个别问题（如政策处理不到位等），预应力梁板预制完成后，及时组织后续工作的开展，保证施工连续性，为保证工程质量，梁板存放时间不宜超过60天。
2.4加强特殊位置的处理
梁板与梁板横向连接钢板焊接完成后，才可以进行桥面铺装工作，但焊接钢板与桥面铺装时间不易过短，不要因钢板冷却时间过短引起混凝土涨缩，引起桥面铺装产生裂纹。
伸缩缝的安装必须正确，混凝土处理平整，上下贯通，缝中填料具有弹性，不得阻塞和变形，采用的伸缩缝装置应该保证上部结构自由伸缩，并且承受车辆荷载作用。
3 结语
农村公路病危桥改造工程的桥面铺装问题虽然不会影响整个工程的结构安全，但是直接影响整座桥梁的外观质量与行车的安全性和舒适性。笔者通过近几年农村公路病危桥改造工程实施，在项目后续回访过程中，建设单位及养护单位对工程主体均表示满意，但反映了一些涉及路面及桥面铺装的问题。虽然造成桥面铺装病害的原因是多方面的，但是处理不好同样会影响施工质量，所以在今后的病危桥改建过程中，必须严格按照规范要求，严格控制桥面铺装质量，确保桥梁结构的使用年限。
参考文献：
1、JTGTF50-2011《公路桥涵施工技术规范》
2、JTGD60-2004《公路桥涵设计通用规范》
3、苏权科、张文忠《桥梁施工违规纠正手册》北京：人民交通出版社2004
4、交通运输部公路科学研究院《公路桥梁养护人员应知应会手册》.北京：人民交通出版社2013