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【摘要】通过京秦高速公路迁安支线工程施工后,发现水泥混凝土桥面铺装易出现混凝土裂缝、平整度差、积水等病害,严重影响后续施工及桥面系防水,主要从设计和施工的角度对水泥混凝土桥面铺装病害处治进行分析。
【关键字】桥面铺装;处治措施
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
近年来,随着高等级公路的快速发展,桥梁的数量增多,许多桥建成通车之后不久就出现了问题,给车辆的运行和桥梁的维修带来诸多不便。个别路段桥面铺装不断出现较大面积的早期破坏,病害主要表现为局部坑槽、角隅破坏、纵横缝两侧啃边、纵向裂缝等。本文就与此有关的问题进行分析与探讨。
混凝土桥面铺装层病害的原因比较复杂,影响的因素很多,根据上述分析,笔者认为应从设计和施工两方面采取以下预防措施:
1、设计方面
⑴铺装层必须具有足够的厚度,以适应行车速度高、载重量大和车流量大的需要。因为厚度大,则刚度大,车辆局部集中荷载作用下所产生的桥面铺装局部拉应力亦相应减少,铺装层就越难发生拉伸破坏。根据车速、载重量、车流量情况,可加大铺装层厚度约为12㎝-18㎝。
⑵铺装层钢筋不应单纯按构造钢筋配置,而应更多地考虑按受力筋配置。必须具有足够的含筋率,大桥和特大桥考虑配置上下层纵横方向的钢筋,以承受铺装层因局部集中荷载作用下所产生的拉应力。可采用双层钢筋网,钢筋直径8㎜~10㎜,上层网距15㎝×15㎝,下层间距20㎝×20㎝,纵横向尽可能保证连续。
⑶由于桥面铺装层中,任何缝隙都会激发更严重的应力集中,因此这些缝隙便成了桥面的薄弱环节,是桥面铺装混凝土破坏的"起点"。因此,在满足功能要求的前提下,尽可能减少各种缝隙,在铺装层钢筋网间距较密的情况下,可大大减少各种假缝数量,纵向工作缝应设置在车道分界线及车道之外,以减少荷载对缝隙的作用次数。
⑷目前,桥梁上部结构设计,多采用空心板梁,虽然结构整体能满足强度要求,但由于梁体刚度较小,产生的挠度较大,在车辆荷载作用下,梁体的反复挠曲变形加上反复的局部弯沉变形,必然会加快桥面铺装层的破坏。
⑸梁体必须设置足够的预埋钢筋,并与桥面铺装层钢筋焊接相连接,确保梁体与桥面铺装紧密结合,连成一体,共同作用。
2、施工方面
2.1增强桥面砼与梁顶面的层间结合力
1)桥面钢筋绑扎前必须对梁顶彻底清理,凿除表面的水泥砂浆、松软层、浮渣和浮浆,清除梁板顶面的松散混凝土、油污、张拉槽内的杂物等,对梁体顶面进行凿毛处理,露出石子,清扫后用气泵或高压水冲洗干净。凿毛采用抛丸处理工艺,效果较好:抛丸处理工艺能够一次将混凝土表面的浮浆、杂质清理和清除干净,最重要的是同时能对混凝土表面进行打毛处理,使其表面均匀粗糙,大大提高了混凝土层面间的粘结强度。而且在此过程中,抛丸处理工艺还能充分暴露混凝土的裂纹等病害,以便提前采取补救措施。
2)浇筑混凝土前应洒水湿润梁顶,但不得有积水;桥面全宽施工时应一次完成。当桥面太宽分两幅施工时先浇筑横坡较低的一幅,避免养生水二次污染。第二幅浇筑混凝土前对粉尘杂物还必须进行清除,特别对接缝处更应细致。
3)检查各种梁间接缝是否符合设计要求,桥面连续处梁端预留钢筋或预埋钢板的位置与数量是否符合设计规定;凿除缝内杂物,按照设计要求做好桥面连续处的处理工作。另外用水准仪普遍测量梁面高程,将梁面超高部分的混凝土用人工全部凿去,并用水冲洗干净。
4)桥面混凝土的中间施工缝必须是垂直立面的竖接缝,并在下次浇筑混凝土前凿毛处理合格。桥面铺装若分幅施工,应对纵横向工作缝进行防渗水处理。桥面铺装浇筑混凝土时单幅宜全幅或应分两幅浇筑,纵缝的位置要避开轮迹带,宜留在梁的中心线上或标线位置处。浇筑混凝土时应顺桥向推进。施工横缝禁止留在负弯矩区内,在施工横缝处桥面纵向钢筋不得断开。混凝土开始浇筑前要对桥面再次清理和洒水湿润,使梁板顶混凝土充分湿润,保证能与新浇筑的混凝土充分粘接。上料应使用泵车或吊车,禁止料斗车、罐车等直接在钢筋上行走,防止破坏桥面铺装的钢筋网。当第二条混凝土铺装浇筑时,两条混凝土中间的纵接缝处要按照施工缝进行处理,必须清除砂浆、杂物,凿成垂直面,凿毛,洒水充分湿润。当浇好混凝土后,接缝处要二次抹面,二次收浆,精心施工,此处桥面横向钢筋不断开,以加强两次浇筑混凝土的有效结合。桥面铺装层浇筑好后若发现有空鼓现象的,必须查明原因,进行返工处理。
2.2保证桥面砼的厚度
1)桥面铺装施工前,应认真检查梁板顶面的高程,以免出现桥面铺装层厚度不一致,造成过薄或厚薄交界处成为薄弱断面,在混凝土收缩时,难以承受拉应力而开裂;特别应注意齿块混凝土的高度,不能影响桥面砼厚度。梁板顶面的高程必须满足桥面铺装的厚度要求,对超高的部分、负弯矩张拉齿块处多余的混凝土、不密实的混凝土必须提前进行凿除处理。
2)严格控制混凝土的施工质量及梁板的几何尺寸,特别是梁高。要保障同跨梁板的上拱度基本相同,从而保证桥面铺装层厚度基本一致。
2.3确保桥面砼的强度
1)严格控制混凝土配合比,使用级配良好、各项质量指标均达标的砂石材料,严把水泥检验关,确保砼的强度合格。桥面混凝土冬、夏季施工应有相应的质量保证措施,桥面如有积水应清除后再浇筑混凝土,混凝土应有良好的和易性,坍落度应控制在3--5 cm。使用泵送砼时,应掺加减水剂,坍落度在满足施工机具和规范要求的同时应尽量减小到下限。
2)正确的钢筋网定位能增强桥面的抗裂性能,提高砼的整体强度。桥面铺装的钢筋网过去常用混凝土垫块定位,因垫块强度低而造成质量隐患。采用短钢筋支撑定位法可克服这一缺点。钢筋长度为铺装层厚的80%左右,双向间距均约50cm。
2.4做好养生工作,减少砼的干缩和温缩裂缝
1)桥面铺装浇筑后,应加强养生。一是要确保养生期足够,避免过早通车受力;二是要确保全湿养生,要保证达到混凝土设计强度之前,始终处于饱和水养生状态。
2)要控制好施工时间,错开大风、阴雨天气,夏季时错开中午炎热时间。在收浆抹面完成后,待表面混凝土已基本失去塑性达到一定强度后进行刷毛处理,刷毛要将表面浮浆全部刷去,露出小石子尖为宜,边刷毛,边清扫,用塑料薄膜或透水土工织物全覆盖,并及时洒水养生,防止水分蒸發过快,砼产生干缩和温缩裂缝,降低混凝土强度。在施工期7 d内要做到覆盖保湿养生,若采用自动喷淋养生技术,则效果更好。
2.5加强交通管制。做好成品保护工作
1)应加强交通管制,尊重科学,不能人为地提前开放交通。混凝土未达到设计强度以前,禁止任何施工机械在上面作业或通行,同时,还应对超载车辆进行严格的控制。
2)应对桥梁各结构部位进行定期检查,发现病害及时处理,病害发现得越早、处理起来就越容易。发现裂缝后应采用凿v形槽环氧砂浆或沥青等化学补强剂嵌补法、钢筋网混凝土补强加固法、钢纤维混凝土桥面补强法、混凝土粘结剂或环氧树脂表面封涂修补或浇筑涂层修补法等尽早处理,保证施工质量。
3 结束语
桥面铺装层是车轮直接作用的部分,其作用是防止车轮直接磨耗行车道板,保护主梁免受雨水侵蚀,并对车辆轴载起分布作用;桥面铺装的这种特殊作用,要求它必须具有一定的厚度和强度,并能满足抗裂、抗冲击、耐磨性能等要求。桥面铺装层的质量如何,关系到桥梁整体的寿命和使用年限、行车安全及舒适性。只有不断创新铺装施工工艺,采用新材料、新技术、新工艺,从设计、施工、养护等方面采取综合措施,才能更好地消除桥面铺装的病害,保证桥面铺装的质量。
参考文献
[1]中交规划设计院.JTG D60—2004公路桥涵设计通用规范[s].北京:人民交通出版社,2004.
[2]刘国杰.特大桥梁沥青铺装层层间稳定性试验研究[J].公路交通科技,2007(6):6~9
【关键字】桥面铺装;处治措施
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
近年来,随着高等级公路的快速发展,桥梁的数量增多,许多桥建成通车之后不久就出现了问题,给车辆的运行和桥梁的维修带来诸多不便。个别路段桥面铺装不断出现较大面积的早期破坏,病害主要表现为局部坑槽、角隅破坏、纵横缝两侧啃边、纵向裂缝等。本文就与此有关的问题进行分析与探讨。
混凝土桥面铺装层病害的原因比较复杂,影响的因素很多,根据上述分析,笔者认为应从设计和施工两方面采取以下预防措施:
1、设计方面
⑴铺装层必须具有足够的厚度,以适应行车速度高、载重量大和车流量大的需要。因为厚度大,则刚度大,车辆局部集中荷载作用下所产生的桥面铺装局部拉应力亦相应减少,铺装层就越难发生拉伸破坏。根据车速、载重量、车流量情况,可加大铺装层厚度约为12㎝-18㎝。
⑵铺装层钢筋不应单纯按构造钢筋配置,而应更多地考虑按受力筋配置。必须具有足够的含筋率,大桥和特大桥考虑配置上下层纵横方向的钢筋,以承受铺装层因局部集中荷载作用下所产生的拉应力。可采用双层钢筋网,钢筋直径8㎜~10㎜,上层网距15㎝×15㎝,下层间距20㎝×20㎝,纵横向尽可能保证连续。
⑶由于桥面铺装层中,任何缝隙都会激发更严重的应力集中,因此这些缝隙便成了桥面的薄弱环节,是桥面铺装混凝土破坏的"起点"。因此,在满足功能要求的前提下,尽可能减少各种缝隙,在铺装层钢筋网间距较密的情况下,可大大减少各种假缝数量,纵向工作缝应设置在车道分界线及车道之外,以减少荷载对缝隙的作用次数。
⑷目前,桥梁上部结构设计,多采用空心板梁,虽然结构整体能满足强度要求,但由于梁体刚度较小,产生的挠度较大,在车辆荷载作用下,梁体的反复挠曲变形加上反复的局部弯沉变形,必然会加快桥面铺装层的破坏。
⑸梁体必须设置足够的预埋钢筋,并与桥面铺装层钢筋焊接相连接,确保梁体与桥面铺装紧密结合,连成一体,共同作用。
2、施工方面
2.1增强桥面砼与梁顶面的层间结合力
1)桥面钢筋绑扎前必须对梁顶彻底清理,凿除表面的水泥砂浆、松软层、浮渣和浮浆,清除梁板顶面的松散混凝土、油污、张拉槽内的杂物等,对梁体顶面进行凿毛处理,露出石子,清扫后用气泵或高压水冲洗干净。凿毛采用抛丸处理工艺,效果较好:抛丸处理工艺能够一次将混凝土表面的浮浆、杂质清理和清除干净,最重要的是同时能对混凝土表面进行打毛处理,使其表面均匀粗糙,大大提高了混凝土层面间的粘结强度。而且在此过程中,抛丸处理工艺还能充分暴露混凝土的裂纹等病害,以便提前采取补救措施。
2)浇筑混凝土前应洒水湿润梁顶,但不得有积水;桥面全宽施工时应一次完成。当桥面太宽分两幅施工时先浇筑横坡较低的一幅,避免养生水二次污染。第二幅浇筑混凝土前对粉尘杂物还必须进行清除,特别对接缝处更应细致。
3)检查各种梁间接缝是否符合设计要求,桥面连续处梁端预留钢筋或预埋钢板的位置与数量是否符合设计规定;凿除缝内杂物,按照设计要求做好桥面连续处的处理工作。另外用水准仪普遍测量梁面高程,将梁面超高部分的混凝土用人工全部凿去,并用水冲洗干净。
4)桥面混凝土的中间施工缝必须是垂直立面的竖接缝,并在下次浇筑混凝土前凿毛处理合格。桥面铺装若分幅施工,应对纵横向工作缝进行防渗水处理。桥面铺装浇筑混凝土时单幅宜全幅或应分两幅浇筑,纵缝的位置要避开轮迹带,宜留在梁的中心线上或标线位置处。浇筑混凝土时应顺桥向推进。施工横缝禁止留在负弯矩区内,在施工横缝处桥面纵向钢筋不得断开。混凝土开始浇筑前要对桥面再次清理和洒水湿润,使梁板顶混凝土充分湿润,保证能与新浇筑的混凝土充分粘接。上料应使用泵车或吊车,禁止料斗车、罐车等直接在钢筋上行走,防止破坏桥面铺装的钢筋网。当第二条混凝土铺装浇筑时,两条混凝土中间的纵接缝处要按照施工缝进行处理,必须清除砂浆、杂物,凿成垂直面,凿毛,洒水充分湿润。当浇好混凝土后,接缝处要二次抹面,二次收浆,精心施工,此处桥面横向钢筋不断开,以加强两次浇筑混凝土的有效结合。桥面铺装层浇筑好后若发现有空鼓现象的,必须查明原因,进行返工处理。
2.2保证桥面砼的厚度
1)桥面铺装施工前,应认真检查梁板顶面的高程,以免出现桥面铺装层厚度不一致,造成过薄或厚薄交界处成为薄弱断面,在混凝土收缩时,难以承受拉应力而开裂;特别应注意齿块混凝土的高度,不能影响桥面砼厚度。梁板顶面的高程必须满足桥面铺装的厚度要求,对超高的部分、负弯矩张拉齿块处多余的混凝土、不密实的混凝土必须提前进行凿除处理。
2)严格控制混凝土的施工质量及梁板的几何尺寸,特别是梁高。要保障同跨梁板的上拱度基本相同,从而保证桥面铺装层厚度基本一致。
2.3确保桥面砼的强度
1)严格控制混凝土配合比,使用级配良好、各项质量指标均达标的砂石材料,严把水泥检验关,确保砼的强度合格。桥面混凝土冬、夏季施工应有相应的质量保证措施,桥面如有积水应清除后再浇筑混凝土,混凝土应有良好的和易性,坍落度应控制在3--5 cm。使用泵送砼时,应掺加减水剂,坍落度在满足施工机具和规范要求的同时应尽量减小到下限。
2)正确的钢筋网定位能增强桥面的抗裂性能,提高砼的整体强度。桥面铺装的钢筋网过去常用混凝土垫块定位,因垫块强度低而造成质量隐患。采用短钢筋支撑定位法可克服这一缺点。钢筋长度为铺装层厚的80%左右,双向间距均约50cm。
2.4做好养生工作,减少砼的干缩和温缩裂缝
1)桥面铺装浇筑后,应加强养生。一是要确保养生期足够,避免过早通车受力;二是要确保全湿养生,要保证达到混凝土设计强度之前,始终处于饱和水养生状态。
2)要控制好施工时间,错开大风、阴雨天气,夏季时错开中午炎热时间。在收浆抹面完成后,待表面混凝土已基本失去塑性达到一定强度后进行刷毛处理,刷毛要将表面浮浆全部刷去,露出小石子尖为宜,边刷毛,边清扫,用塑料薄膜或透水土工织物全覆盖,并及时洒水养生,防止水分蒸發过快,砼产生干缩和温缩裂缝,降低混凝土强度。在施工期7 d内要做到覆盖保湿养生,若采用自动喷淋养生技术,则效果更好。
2.5加强交通管制。做好成品保护工作
1)应加强交通管制,尊重科学,不能人为地提前开放交通。混凝土未达到设计强度以前,禁止任何施工机械在上面作业或通行,同时,还应对超载车辆进行严格的控制。
2)应对桥梁各结构部位进行定期检查,发现病害及时处理,病害发现得越早、处理起来就越容易。发现裂缝后应采用凿v形槽环氧砂浆或沥青等化学补强剂嵌补法、钢筋网混凝土补强加固法、钢纤维混凝土桥面补强法、混凝土粘结剂或环氧树脂表面封涂修补或浇筑涂层修补法等尽早处理,保证施工质量。
3 结束语
桥面铺装层是车轮直接作用的部分,其作用是防止车轮直接磨耗行车道板,保护主梁免受雨水侵蚀,并对车辆轴载起分布作用;桥面铺装的这种特殊作用,要求它必须具有一定的厚度和强度,并能满足抗裂、抗冲击、耐磨性能等要求。桥面铺装层的质量如何,关系到桥梁整体的寿命和使用年限、行车安全及舒适性。只有不断创新铺装施工工艺,采用新材料、新技术、新工艺,从设计、施工、养护等方面采取综合措施,才能更好地消除桥面铺装的病害,保证桥面铺装的质量。
参考文献
[1]中交规划设计院.JTG D60—2004公路桥涵设计通用规范[s].北京:人民交通出版社,2004.
[2]刘国杰.特大桥梁沥青铺装层层间稳定性试验研究[J].公路交通科技,2007(6):6~9