劉艷麗
摘 要:我通過對市內(nèi)多個損壞的橋面進(jìn)行觀察分析,認(rèn)為造成水泥混凝土橋面鋪裝層過早開裂的主要原因有設(shè)計考慮不周,施工不當(dāng)及外界影響等。本文就橋面鋪裝的病害原因、處理方法及預(yù)防措施進(jìn)行了論述,若有不妥或錯誤之處,敬請指導(dǎo)教師批評糾正。
關(guān)鍵詞:橋面鋪裝;病害;預(yù)防措施
一、橋面鋪裝破壞的主要原因
(一)鋪裝層的厚度偏小
由于施工因素造成梁表面高出設(shè)計標(biāo)高,或由于整橋面縱橫坡、施工工藝控制欠佳等原因,施工中主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計值相差較大,一般在測量主梁頂面標(biāo)高后對其進(jìn)行調(diào)整以保證橋面的厚度,如果調(diào)整不好,就會造成鋪裝層和都不均,使橋面鋪裝層局部過薄,削弱了橋面鋪裝層的剛度和承載能力,這也是橋面早期損壞的原因之一。
(二)鋪裝層內(nèi)鋼筋網(wǎng)錯位
鋼筋網(wǎng)在進(jìn)行綁扎和澆注混凝土的自重壓力,導(dǎo)致其緊貼橋面板而改變原設(shè)計鋼筋網(wǎng)位置,削弱了鋼筋網(wǎng)的分布筋作用承受荷載的能力,尤其對于出現(xiàn)負(fù)彎矩的橋面鋪裝層,容易因此而出現(xiàn)橋面裂縫等損壞現(xiàn)象。
(三)混凝土的干縮作用
對于泵送混凝土工藝,為滿足坍落度的要求,除摻外加劑外,還常用加大水泥用量和適當(dāng)加大水灰比的辦法,這兩者都是影響混凝土干縮的主要因素。水泥用量大時,水化熱大,引起行車道板和橋面鋪裝的溫差而產(chǎn)生變形約束。由于混凝土硬化出的抗拉強(qiáng)度小,若干縮和冷縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度,則將導(dǎo)致混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生早期裂縫,造成橋面的過早損壞。
(四)混凝土質(zhì)量的影響
混凝土的施工質(zhì)量直接影響橋面鋪裝層的壽命?;炷恋脑牧稀⒓壟?、拌合物的和易性較差或時光能夠控制不良混凝土中蜂窩、麻面、強(qiáng)度降低等缺陷,這些缺陷破壞了鋪裝層的整體性,降低了鋪裝層抗裂、抗沖擊、抗彎曲及耐磨的能力,使鋪裝層建成后經(jīng)短期荷載作用容易發(fā)生混凝土的破壞。
二、橋面病害的處治方法
(一)裂縫鑿槽嵌補(bǔ)法
由于混凝土橋面鋪裝層局部出現(xiàn)了碎裂、脫落或洞穴等現(xiàn)象后必須進(jìn)行局部修復(fù),因此修復(fù)時先對缺陷表面鑿毛,并將破損的松散物全部鑿除。鑿毛應(yīng)盡量深一些,使骨料露出,然后再用水泥混凝土或瀝青混凝土修補(bǔ)。
(二)鋼筋網(wǎng)混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固法
橋面鋪裝層如嚴(yán)重?fù)p壞,可采用全部鑿除、重筑鋪裝層的方法,習(xí)慣上常用鋼筋混凝土澆筑修補(bǔ)。修補(bǔ)前先將舊橋面鋪裝層 鑿去并將舊橋面板鑿低數(shù)厘米(結(jié)合面要求鑿成齒形縫),然后焊接 或埋設(shè)鋼筋網(wǎng),澆筑砼后養(yǎng)生到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。
(三)混凝土粘結(jié)劑或環(huán)氧樹脂修補(bǔ)法
混凝土粘結(jié)劑可根據(jù)不同的要求拌制成凈漿(主要為礦粉)、砂漿及混凝土幾種類型,視破損程度采用表面封涂修補(bǔ)或澆筑涂層修補(bǔ)法。粘結(jié)劑修補(bǔ)的操作步驟可分為表面處理、支立模板(封涂法不用)、膠粘劑拌制和備料、缺陷封嵌或灌筑及濕治養(yǎng)護(hù)等過程。
用環(huán)氧樹脂材料修補(bǔ)破損橋面時對缺陷部位的處理是很嚴(yán)格的,要求無水跡、無油漬、無灰塵及污物、無軟弱帶,并對混凝土加以鑿毛等。修補(bǔ)前先按照需求量及配比要求配制環(huán)氧樹脂水泥砂漿或混凝土。修補(bǔ)時先將拌和均勻的環(huán)氧樹脂基液在預(yù)補(bǔ)的缺陷區(qū)表面涂刷一薄層,其厚度不應(yīng)超過1mm。待基液中的氣泡清除后(約45min),再涂抹環(huán)氧砂漿或筑環(huán)氧混凝土。涂抹環(huán)氧砂漿應(yīng)攤鋪均勻,每層厚度不宜超過1.0~1.5cm,并用鐵皮反復(fù)壓抹密實。橋面路拱度大時應(yīng)增大環(huán)氧砂漿或環(huán)氧混凝土的稠度。澆筑環(huán)氧混凝土的工藝與 普通混凝土基本相同,鋪筑時應(yīng)注意防止擾動已涂刷的環(huán)氧基液,同時要充分插搗密實并用鐵抹手工藝反復(fù)壓抹,直至補(bǔ)平為止。
(四)鋼纖維混凝土路面補(bǔ)強(qiáng)
鋼纖維混凝土系列用于橋面鋪裝層維修,能增強(qiáng)橋面抗裂性、 抗彎曲性、耐沖擊性和耐疲勞性。其常用摻量為1%~2%(每立方米混凝土摻鋼纖維78~156kg),拌和的投料次序和方法宜采用粗細(xì)骨、鋼纖維和水泥先干拌而后加水濕拌,其澆筑與常規(guī)性普通混凝土澆筑基本相同。
當(dāng)前,鋼纖維混凝土系列應(yīng)用于橋面鋪裝層的維修與加固一般有兩種:一種為部分粘結(jié)式的鋼纖維混凝土(SFRC)鋪裝層;一種為鋼纖維增強(qiáng)鋼絲網(wǎng)(或鋼筋網(wǎng))混凝土鋪裝層(復(fù)合式FRC)。復(fù)合式 SFRC與舊橋面可構(gòu)成完全粘結(jié)的形式,與行車道板一起共同受力,作為行車道板抗彎拉的部分參加復(fù)合板材的彎曲,且復(fù)合式SFRC連續(xù)橋面在支座處可承擔(dān)負(fù)彎矩,因而可提高主梁的承載力。 對簡支梁橋橋面可設(shè)置SFRC塑性鉸,取消伸縮縫裝置,形成連續(xù)橋面,以增加橋面行車的舒適性,是橋面維修加固的一項改革措施。
三、預(yù)防措施
混凝土橋面鋪裝層病害的原因比較復(fù)雜,影響的因素很多,根據(jù)上述分析,從設(shè)計和施工兩方面采取以下針對性預(yù)防措施。
在設(shè)計方面,首先,鋪裝層必須具有足夠的厚度,以適應(yīng)行車速度高、載重量大和車流量大的需要。因為厚度達(dá),則剛度大,車輛局部集中荷載作用下所產(chǎn)生的橋面鋪裝局部拉應(yīng)力亦相應(yīng)減少,鋪裝層就越難發(fā)生拉伸破壞。根據(jù)車速、載重量、車流量情況,可加大鋪裝層厚度約為12—18cm。
其次,鋪裝層鋼筋不應(yīng)單純按構(gòu)造鋼筋配置,而應(yīng)更多地考慮按受力筋配置。必須具有足夠的含筋率,大橋和特大橋考慮配置上下層縱橫方向的鋼筋,以承受鋪裝層因局部集中荷載作用下所產(chǎn)生的拉應(yīng)力??刹捎秒p層鋼筋網(wǎng),鋼筋直徑8—10mm,上層網(wǎng)距15cm×15cm,下層間距20cm×20cm,縱橫向盡可能保證連續(xù)。
再次,由于橋面鋪裝層中,任何縫隙都會激發(fā)更嚴(yán)重的應(yīng)力集中,因此這些縫隙便成了橋面的薄弱環(huán)節(jié),是橋面鋪裝混凝土破壞的“起點”。因此,在滿足功能要求的前提下,盡可能減少各種縫隙,在鋪裝層鋼筋網(wǎng)間距較密的情況下,可大大減少各種假縫數(shù)量,縱向工作縫應(yīng)設(shè)置在車道分界線及車道之外,以減少荷載對縫隙的作用次數(shù)。
第四,目前橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計,多采用空心板梁,雖然結(jié)構(gòu)整體能滿足強(qiáng)度要求,但由于梁體剛度較小,產(chǎn)生的撓度較大,在車輛荷載作用下,梁體的反復(fù)撓曲變形加上反復(fù)的局部彎沉變形,必然會加快橋面鋪裝層的破壞。