宮銘霞, 郭浩鵬
1 鄭州市政工程質(zhì)量監(jiān)督專業(yè)站(450000) 2 鄭州市市政工程管理處(450000)
橋面鋪裝是車輪直接作用的部分,橋面鋪裝的作用在于防止車輪輪胎或履帶直接磨耗行車道板,保護主梁免受雨水侵蝕,并對車輛車輪的集中荷載起到分布作用。橋面鋪裝要求有一定的強度,并且要求滿足抗裂、抗沖擊、耐磨等各項要求。當然,考慮到分縫處板塊角易產(chǎn)生斜裂,故橋面鋪裝要具有一定的抗彎曲能力。下面對水泥混凝土橋面鋪裝過早開裂的原因作簡要分析。
1)橋面板剛度不夠。為了減輕恒載,試圖用增加鋼筋用量或采用高強度鋼筋來減輕橋面板的厚度(如某些頂板偏薄的箱梁結(jié)構(gòu))。這種橋面板由于剛度不夠,在重荷載的作用下引起較大的形變,且車輛的不斷沖擊震動,容易使橋面板出現(xiàn)裂縫,且發(fā)展較快。
2)負彎矩的影響。對于連續(xù)梁橋、拱橋及懸臂梁橋等橋型結(jié)構(gòu),由于荷載的作用產(chǎn)生負彎矩或拉力,使橋面鋪裝層受到拉力的作用產(chǎn)生裂縫,造成橋面鋪裝的損壞。
3)橋面鋪裝層與主梁混凝土粘結(jié)不夠。在橋面鋪裝前沒有將梁表面的松散砂石粒、泥污等清洗干凈,沒有在梁表面鑿毛或鑿毛的深度和密度不夠,大大的降低了橋面鋪裝層與梁面之間的粘聚力,破壞了混凝土的整體性,通車后車輪的劇烈沖擊和荷載的作用使橋面出現(xiàn)脫皮、裂縫、剝落等現(xiàn)象。
4)橋面鋪裝層厚度過薄。由于施工因素造成梁表面高出設(shè)計標高,或調(diào)整橋面縱橫坡等原因,造成橋面鋪裝局部過?。ㄒ话悴灰诵∮?cm),削弱了橋面鋪裝層的剛度和承載能力,這也是橋面早期破壞的原因之一。
5)橋面鋪裝層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)走位。鋼筋網(wǎng)在進行綁扎和澆筑混凝土?xí)r,受到施工人員、運輸機具碾踏和混凝土拌和物的自重壓力,導(dǎo)致其緊貼梁面的走位現(xiàn)象,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。
6)混凝土的干縮作用。目前,橋面鋪裝多采用泵送混凝土工藝,為滿足泵送混凝土較大坍落度的要求,除摻外加劑外,還常用增大水泥用量和適當加大水灰比的方法,這兩者都是影響混凝土干縮并成正比關(guān)系的主要因素。水泥用量大時,水化熱大,引起行車道板和橋面鋪裝的混差而產(chǎn)生變形約束。由于混凝土硬化初期的抗拉強度小,如果干縮和冷縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強度,則導(dǎo)致混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生裂縫。目前普遍存在著忽視混凝土養(yǎng)護現(xiàn)象,這更有利于溫度和干縮裂縫的發(fā)育,造成橋面的過早損壞。
7)過早通車。有些建設(shè)單位為了盡早完成合同或“獻禮”工程所需,在橋面鋪裝完成幾天后即開放通車,造成橋面的強度不高,形變未穩(wěn)定的情況下過早承受外來荷載的作用,造成橋面過早損壞。
8)混凝土質(zhì)量的影響?;炷恋氖┕べ|(zhì)量直接影響橋面鋪裝的使用壽命。原材料質(zhì)量低劣、砂率過大、水灰比控制不好、砂石級配差、混凝土拌和物和易性差及施工時漏振、模板漏漿等造成混凝土出現(xiàn)蜂窩、麻面、強度降低等缺陷,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。
9)施工縫處理不當。橋面鋪裝應(yīng)力求少設(shè)施工縫。作業(yè)的澆筑長度應(yīng)以施工縫設(shè)在墩臺頂位置來定,當橋面不寬時,以分隔帶為分界面。但不少單位在進行橋面鋪裝時任意設(shè)置施工縫,且對施工縫的處理不當(如不按規(guī)范鑿毛等),在澆筑混凝土,出現(xiàn)間歇時間太長時(一般不宜超過1.0小時),沒有按規(guī)定設(shè)置施工縫。這將嚴重地影響混凝土的連續(xù)性和整體性。
10)荷載過大及沖擊影響。高密度、重交通及超載的車輛增加,加重了橋面鋪裝層的負荷,并且在路面不平整或伸縮縫等有高差的地方,易遭到大型化的輪載帶來的沖擊破壞。
1)裂縫鑿槽嵌補法。鑿槽嵌補主要針對混凝土裂縫。沿混凝土裂縫鑿一條深糟,槽行多用V型槽,槽兩邊混凝土面必須修理平整,槽內(nèi)清洗干凈,然后在槽內(nèi)嵌補各種粘結(jié)材料,如環(huán)氧砂漿、瀝青等化學(xué)補強劑。由于混凝土橋面鋪裝層局部出現(xiàn)了破碎、脫落或坑洞等病害,先對缺陷表面鑿毛,并對破損的松散物鑿除,鑿毛應(yīng)盡量深一些,使骨料外露,再用水泥混凝土或瀝青混凝土修補。用水泥混凝土修補前,應(yīng)先將修補處潤濕,再涂刷同標號的水泥砂漿(或其他粘結(jié)材料),以加強新舊混凝土間的粘結(jié)性。用瀝青混凝土修補時較水泥混凝土易,施工期間對交通影響小,但路面改變了原有結(jié)構(gòu),局部修補時有失美觀。
2)鋼筋網(wǎng)混凝土補強加固法。橋面鋪裝若已損壞,可采用全部鑿除重做鋪裝層的方法,常用鋼筋混凝土澆筑修補。修補前,先將舊橋面鋪裝層鑿去,并將橋面板鑿低數(shù)厘米(結(jié)合面要求鑿成齒形),然后焊接或埋設(shè)鋼筋網(wǎng),澆筑混凝土后,養(yǎng)護至標準強度。
3)混凝土粘結(jié)劑或環(huán)氧樹脂材料修補法?;炷琳辰Y(jié)劑可根據(jù)不同的要求拌制成凈漿(主要為礦粉)、砂漿及混凝土幾種形式,可視破損情況采用表面封涂修補或澆筑涂層修補法,對于小面積破損可用前者,如用比克涂料;對于破損面大且深的可用后者。粘結(jié)劑修補的操作步驟可分為表面處理、支立模板(封涂法不需用)、膠粘劑拌制和備料、缺陷封嵌或灌筑及濕胎養(yǎng)護等過程。修補時,應(yīng)注意避免荷載或重力震動的干擾、避免雨水沖淋。并且,應(yīng)注意由低向高,由內(nèi)向外添抹,并保證在封涂缺陷周圍2cm粘附面,封涂層厚度以不小于2.5cm為宜。
用環(huán)氧樹脂材料修補破損路面,對缺陷部位的處理是很嚴格的,要求無水濕、無油漬、無灰塵及污物、無軟弱帶,并對混凝土加以鑿毛。修補前,先按照需求量及配比要求配置環(huán)氧樹脂水泥砂漿或混凝土,由于環(huán)氧樹脂一旦加入固化劑后凝固較快,容易出現(xiàn)散熱困難、暴聚結(jié)硬的現(xiàn)象,故配置時必須分盤拌和,隨用隨配。修補時,先將拌合均勻的環(huán)氧樹脂基液在預(yù)補的缺陷區(qū)表面涂刷一薄層,其厚度不應(yīng)超過lmm。待基液中的氣泡清除后(45min),再涂抹環(huán)氧砂漿或環(huán)氧混凝土。涂抹環(huán)氧砂漿應(yīng)攤鋪均勻,每層厚度不超過1.0~1.5cm,并用木、鐵抹子反復(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基液,同時要充分插搗密實并用鐵抹反復(fù)壓抹,直至補平為止。
修補完畢后,還應(yīng)注意做好養(yǎng)護工作。用粘結(jié)劑修補的,待初凝后即遮蓋草包、麻袋、布片等,濕水養(yǎng)護,一般需72小時以上。環(huán)氧樹脂材料修補后,視氣溫影響一般約4~24小時才能固結(jié),形成足夠的強度,在此期間,應(yīng)嚴禁汽車碾壓,2天后方可開放交通。
4)鋼纖維混凝土修補法。鋼纖維混凝土系列用于橋面鋪裝層維修,能增強橋面抗裂性、抗彎曲性、耐疲勞性。其常用摻量為1%~2%(以體積計,約相當于1m3混凝土摻鋼纖維48~156kg),拌和的投料次序和方法宜采用粗細料、鋼纖維和水泥先干拌而后加水濕拌的方法,其澆筑與常規(guī)性普通混凝土澆筑基本相同。
1)考慮負彎矩的影響。在設(shè)計時應(yīng)對外懸橋面板、連續(xù)梁等結(jié)構(gòu)的負彎矩處以及橋面分縫處各板塊角部等位置,在水泥混凝土橋面鋪裝層內(nèi)應(yīng)增設(shè)負彎矩的拉力筋,以防橋面在此開裂破壞。
2)確保有一定的鋪裝層厚度。近幾年來,隨著交通量及重型車輛的日益增加,過薄的橋面鋪裝層已不能適應(yīng)發(fā)展的需要。水泥混凝土橋面鋪裝層應(yīng)不小于8cm為好,且宜采用碾壓式鋼纖維混凝土。
3)橋面鋪裝施工中的幾個重要措施。橋面鋪裝層能否鋪好,橋面損壞部分能否修補好,最為關(guān)鍵是舊混凝土能否粘結(jié)好,這又直接與底層混凝土是否妥善處理以及澆筑修補材料質(zhì)量有關(guān)。橋面鋪裝澆筑或修補后,應(yīng)加強養(yǎng)護,避免過早通車受力。
4)加強橋梁經(jīng)常及定期檢查。目前,普遍存在有對橋梁檢查工作不夠重視的思想。橋梁在使用期間,各個結(jié)構(gòu)部位應(yīng)經(jīng)常定期檢查,發(fā)現(xiàn)病害及時處理,避免因檢查不及時、不充分造成橋梁病害隱患。病害發(fā)現(xiàn)得越早,維修工作量就越小,反之就越大。所以,勤檢查、細檢查、隨時掌握橋梁的技術(shù)狀況和安全狀態(tài),是橋梁建成后能否得到安全使用、管理及維修的關(guān)鍵所在。
[1]CJJ2-2008,城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范[S].
[2]建筑與市政工程施工質(zhì)量監(jiān)控手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社.