橋面鋪裝病害檢測與加固

徐紅玲　蔣蘭蘭

摘要:以某高速公路橋梁橋面鋪裝出現(xiàn)的病害情況為依據(jù),論述橋面鋪裝病害的檢測方法并分析病害產(chǎn)生原因,提出維修加固設(shè)計方案及施工工藝和方法。

關(guān)鍵詞:橋面鋪裝病害檢測加固

1 概述

橋面鋪裝層與面板、伸縮縫一起,都直接承受車輪荷載的作用,應(yīng)力集中顯著。但常常會因為施工不當(dāng)、混凝土本身老化等方面的原因,致使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的病害,如開裂,剝離等,由于橋面鋪裝層的破損,會引起橋面平整度差,車輛通行時,使橋梁產(chǎn)生震動,對橋梁產(chǎn)生不利影響。

2 病害標(biāo)準(zhǔn):《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》JTJ/23-92;《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)

程》CECS02:88。

2.1 檢測目的與內(nèi)容

使用鉆孔取芯機、數(shù)顯回彈儀、超聲波測試儀等設(shè)備,對該橋梁橋面鋪裝和空心板頂板進行混凝土質(zhì)量檢測,評價其質(zhì)量狀況,提出修補及加固設(shè)計。根據(jù)病害程度不同對上述橋梁橋面鋪裝和空心板進行,具體內(nèi)容如下:

確定檢測斷面及測區(qū);對橋面鋪裝鉆孔取芯進行強度檢測,并判斷鋪裝與梁板間是否存在結(jié)合面;用超聲儀和回彈儀檢測橋面鋪裝層和空心板頂板強度;采用超聲回彈綜合法對點位間鋪裝混凝土整體進行測試;用超聲儀檢測空心板頂板的厚度。

2.2 檢測原理

回彈法測定混凝土強度的大原理;回彈法是用一個彈簧驅(qū)動的重錘,通過彈擊桿,彈擊混凝土表面,測出重錘被反彈回來的距離,以回彈值作為與強度相關(guān)的指標(biāo),來推定混凝土強度的一種方法?；貜椫低ㄟ^重錘在彈擊混凝土前后的能量變化,反映混凝土的彈性性能和塑性性能?；貜椃y區(qū)混凝土換算值可采用測區(qū)平均回彈值及平均炭化深度值查表取得,超聲回彈綜合法是指采用回彈儀測取測區(qū)混凝土回彈值和用超聲儀測取混凝土聲速值,采用經(jīng)驗公式推定混凝土的強度值。

2.3 超聲法測定混凝土強度的原理

應(yīng)用超聲儀檢測混凝土,采用能量轉(zhuǎn)換的方法,即將電能通過壓電換能器轉(zhuǎn)換為超聲能量,產(chǎn)生出超聲波,當(dāng)超聲波在混凝土中傳播后,為了度量超聲波的各個聲學(xué)參數(shù),又將超聲能量通過換能器轉(zhuǎn)化為容易測量的電量,然后以放大處理,對電信號進行量測,利用脈沖波在技術(shù)條件相同(即原材料、配合比、齡期和測試距離一致)的混凝土中傳播的時間(或速度)、接受波的振幅和頻率等聲學(xué)參數(shù)的相對變化,來判斷混凝土的缺陷。超聲脈沖波傳播速度的快慢與混凝土的密實程度有關(guān),對于原材料、配合比、齡期和測試距離一定的混凝土來說,聲速高則混凝土密實,相反則不密實。

3 病害產(chǎn)生原因分析

通過測試,可以得出橋面鋪裝和空心板頂板發(fā)生病害的主要原因有以下幾種。

部分混凝土強度施工中未達到要求;施工工藝不合理,澆筑鋪裝層混凝土前對空心板板頂面鑿毛及清理做得不好,使鋪裝層與梁板之間未能緊密結(jié)合成整體,形成“兩張皮”,在行車振動作用下發(fā)生破壞;空心板在預(yù)制過程中,由于操作不規(guī)范,致使空心板內(nèi)模因過度振動而上浮,導(dǎo)致空心板頂板過薄,頂板鋼筋保護層達不到應(yīng)有厚度; 在鋪裝層施工過程中,由于振搗過度,造成粗集料沉在下層,砂漿浮在表層。在行車碾壓及雨、雪水滲入腐蝕作用下將其表層壓碎,從而造成坑槽和翻漿;因鋪裝層防水性能較差,冬季雨雪滲入空心板內(nèi),熱脹冷縮而導(dǎo)致空心板頂板的破壞和底板裂縫的形成。

4 橋面鋪裝加固設(shè)計

根據(jù)檢測結(jié)果及原因分析,確定應(yīng)將橋梁進行全幅處理,鑿除原瀝青混凝土和水泥混凝土鋪裝層以及空心板頂板厚度小于6cm的空心板,加強度空心板頂板和橋面鋪裝強度,重新布設(shè)鋼筋網(wǎng),加密加粗鋼筋,橋面鋪采用40號防水混凝土,加強防排水設(shè)計。具體如下:

4 1 橋面鋪加固施工步驟

鑿除瀝青面層及水泥混凝土橋面鋪裝,并清理干凈;在空心板肋板上按20cm間距鉆孔,孔深30cm,孔徑16cm;用高壓氣泵將孔清理干凈;嚴(yán)格按配方調(diào)配環(huán)氧樹脂膠液,并做到隨用隨調(diào);灌入調(diào)配好的環(huán)氧樹脂膠液并植入直徑12mm鋼筋;用高壓氣泵或水槍將板頂浮土清理干凈,以利于新舊混凝土良好結(jié)合;采用直徑16mm鋼筋布設(shè)鈍角加強鋼筋;重新采用直徑12mm鋼筋布設(shè)橋面鋪裝鋼筋網(wǎng);將植入的直徑12mm鋼筋與橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)牢固焊接;澆筑聚丙烯纖維混凝土,混凝土須采用低收縮配方,以減少收縮開裂。

4.2 空心板頂板厚度小于6cm的空心板頂板混凝土加固方案:

對于頂板厚度小于6cm的空心板應(yīng)將頂板混凝土鑿除,然后重新澆筑頂板混凝土。施工說明如下。

鑿除空心板的頂板,一直鑿到混凝土露出新茬,而且鋼筋未銹蝕處;

鑿除完畢后,對鋼筋進行除銹處理。對銹蝕嚴(yán)重,已達不到設(shè)計要求的鋼筋,應(yīng)切除并按原鋼筋直徑進行焊接。鋼筋焊接時,若采用雙面焊方法,焊縫長度要大于5倍鋼筋直徑;若采用單面焊方法,焊縫長度要大于10倍鋼筋直徑。

在空心板內(nèi)重新埋設(shè)內(nèi)模,待澆筑鋪裝層凝土?xí)r一起澆筑空心板頂板。

4.3 如橋面漏水,全橋應(yīng)加設(shè)排水

在重新澆筑的橋面鋪裝混凝土之上,鋪設(shè)耐高溫的140℃以上的防水卷材,然后再鋪筑瀝青混凝土面層。

在板底漏水處鉆孔,排除空心板內(nèi)積水,具體位置在施工過程中視實際情況而定。

此外,空心板底裂縫可使用SikaWrapHex-230C型纖維布進行加固。

5 主要施工工藝

在高速公路上進行施工,具有工程技術(shù)等級高,施工不斷交等特點,因此可將料場、鋼筋加工、混凝土拌制現(xiàn)場進行,舊橋橋面鋼筋混凝土、瀝青混凝土均采用人工鑿除并清理干凈,空洞內(nèi)的廢料及冰塊清除干凈,橋底鉆孔放凈存水,施工時為保證車輛順利通行,采用半側(cè)施工。如先封閉超車道和行車道,利用緊急停車帶通車,待超車道和行車道施工完畢、混凝土達到設(shè)計強度后,開放超車道和行車道,在封閉緊急停車帶車進行施工。

橋面鋪裝鑿除后,清洗干凈,把鑿除的瀝青混凝土全部運出場外,對有空洞的空心板及頂板過薄的空心板,均鑿出新茬,對鋼筋銹蝕嚴(yán)重部分進行更換,再接原設(shè)計斷面重新放置芯模,與橋面混凝土一并澆注,對于空心板內(nèi)存水,在底板跨中距板端1m處用探測儀進行觀測定位后,再鉆孔放水,并清理干凈。為保證橋面盡快通車,配制聚丙烯纖維混凝土,摻和加劑;減水劑、流化劑、膨脹劑,嚴(yán)格按照設(shè)計和施工規(guī)范進行摻和,適當(dāng)延長攪拌時間,便纖維在混凝土中充分均勻。采用人工運輸,人工攤平粗整平,振搗棒配合平板振搗器振搗密實,利用滾壓痕?；炷猎嚰F(xiàn)場同步養(yǎng)生,待強度達到設(shè)計要求方可進行下道工序。瀝青混凝土采用人工攤鋪,機械碾壓,做到平整密實。

碳纖維布施工時首先用鋼刷對裂縫處混凝土進行打磨,清除強度較低的混凝土浮皮、碎渣、使混凝土露出新茬,用環(huán)氧砂漿將裂縫抹平,并將粘貼碳纖維布處的混凝土緊密貼合,在施工及養(yǎng)生時間內(nèi)限制行車速度。