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        高速公路橋梁單板受力病害治理措施探究

        2014-04-15 19:32:30周炳清
        交通運輸研究 2014年7期
        關鍵詞:鉸縫梁板裝層

        周炳清

        (河北省高速公路京滬管理處,河北 滄州 061000)

        近年來,隨著高速公路通車數(shù)量的增多及重車、超限車的不斷增加,多條高速公路出現(xiàn)了橋梁單板受力這種嚴重的病害。一方面,縱向裂縫的出現(xiàn)嚴重削弱了各板之間的橫向連接,使各板受力不均,有的梁板由于單板受力,破壞極為嚴重,以至影響橋梁的正常使用和行車安全。另一方面,橋面鋪裝層裂縫對結(jié)構(gòu)的耐久性影響很大,降水沿鉸縫下滲,使板邊鋼筋腐蝕,如不及時養(yǎng)護,將導致病害的進一步發(fā)展。本文針對單板受力病害的特征及治理措施進行了研究。

        1 單板受力病害特征

        (1)重型車輛通過單板受力梁板時,產(chǎn)生明顯彈性下?lián)希c相鄰梁板產(chǎn)生上下錯動,形成臺階。重車通過后,這種錯臺會自動消失恢復原狀。如果相鄰梁板鉸縫較小,在荷載作用下會產(chǎn)生板邊混凝土剝落。

        (2) 病害如未得到及時治理,在荷載的長期作用下,梁板的過大彈性下?lián)蠈o法恢復,形成塑性變形,造成病害梁板與相鄰梁板之間形成永久性臺階。

        (3)發(fā)生病害的梁板,鉸縫混凝土發(fā)生剪切破壞。首先,板底勾縫脫落,鉸縫混凝土逐步松散而脫落。

        (4)橋梁鋪裝產(chǎn)生裂縫,降水沿裂縫下滲,在板底和墩臺帽上留下明顯的滲水痕跡,產(chǎn)生堿蝕破壞。

        (5)發(fā)生病害的橋梁,由于荷載的反復作用,橋面鋪裝混凝土面層普遍出現(xiàn)車轍、網(wǎng)裂或縱向裂縫,其病害分布在梁板鉸縫上方,嚴重時形成一條破碎帶。

        2 單板受力病害的治理措施

        對單板受力的治理加固,采用橋面補強加固法,此法施工簡單、經(jīng)濟有效,施工操作主要程序如下。

        (1)鑿除舊橋面鋪裝層及鉸縫混凝土

        瀝青混凝土橋面鋪裝采用銑刨機挖除。鑿除水泥混凝土橋面的鋪裝工具采用小型風鎬。在鑿除前,要將負彎矩錨頭部位必須明確標出。鑿除過程中,鑿除原有橋面鋪裝時應避免振動,并不得損傷梁體,否則應用環(huán)氧砂漿進行修補。鑿除過程中注意保護梁頂預埋鋼筋。

        (2)埋植錨固鋼筋

        在梁板頂增設板頂植筋,在原橋面板接縫中間處,每隔1m打眼埋植長度為10cm的Φ12錨固鋼筋,并用環(huán)氧樹脂膠進行植筋粘結(jié)后與新做橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)焊接,以增強橋面鋪裝層與梁頂面連接的整體性,使橋面鋪裝層更好地參與受力,起到加強橫向聯(lián)系的作用。

        (3)結(jié)合面表面處理

        對結(jié)合面進行適當處理,采取清掃沖洗等措施,并對病害進行處理。鑿除橋面鋪裝后,若主梁的頂板存在程度較小的損壞,則應將損壞處的混凝土鑿出新茬,對鋼筋進行除銹后再澆筑橋面防水混凝土;若主梁頂存在孔洞,先將孔洞周圍松散的混凝土鑿除直至露出新茬,并對鋼筋除銹后,采取吊模的方法將孔洞修補后再澆筑防水混凝土。

        (4)澆筑水泥混凝土鋪裝層

        橋面混凝土澆筑采用階梯跟進作業(yè),在全寬范圍內(nèi)鋪設三條軌道控制橋面標高,軌道宜采用壁厚不小于4mm的方鋼或加木楔的槽鋼,以保證剛度和減少軌道處的浮漿。已經(jīng)變形的槽鋼或方鋼嚴禁使用。軌道拆除與周轉(zhuǎn)應在初凝前完成,并及時對軌道處混凝土面進行修整。在混凝土澆筑過程中要將C50泵送混凝土坍落度嚴格控制在14cm以內(nèi),對不符合要求的混凝土予以清除。

        (5)養(yǎng)生至設計強度后攤鋪瀝青混凝土面層,開放交通

        混凝土收漿后盡快予以覆蓋和養(yǎng)生。當氣溫低于5℃時,應覆蓋保濕,不得向混凝土面上灑水?;炷翉姸冗_到2.5MPa前,不得使其承受人、模板、腳手架等荷載?;炷帘砻鎽軐?、平整、棱角整齊;不得有蜂窩、麻面、露筋、脫皮、掉角和裂縫等現(xiàn)象;觀感質(zhì)量線條分明、顏色一致。

        3 施工注意事項

        橋面補強加固能否達到預期效果,關鍵取決于新舊混凝土能否牢固地形成一個整體,以及共同受力的可靠性與耐久性,因此在施工中應注意如下幾個問題。

        (1)鑿除橋面鋪裝和鉸縫混凝土時,注意保留原橋伸縮縫裝置、預留鋼筋和鉸縫橫向聯(lián)系構(gòu)造。對舊橋面進行鑿毛除理,使表面粗糙,成齒條狀。

        (2)所有鋼筋應準確安設,當澆筑混凝土時,用支承將鋼筋牢固地固定。鋼筋需可靠地系緊在一起,不允許在澆混凝土澆筑中,安設或插入鋼筋。橋面板鋼筋的所有交叉點均應綁扎,以避免在澆筑混凝土時鋼筋發(fā)生移位。

        (3)在植筋時,先用鋼筋探測器探測鋼筋混凝土保護層厚度和鋼筋位置,避免鉆孔時損壞梁的主筋。鉆孔直徑比鋼筋直徑大4mm以上,鉆完后用毛涮清理孔壁上的浮皮,然后用壓縮空氣吹凈孔內(nèi)的灰塵和混凝土碎屑,并保持孔內(nèi)干燥,采用專用植筋膠從孔的底部開始注射直至填滿孔的2/3,將鋼筋緩緩插入孔中,在固化前不可對鋼筋施加任何荷載。

        (4)混凝土的運輸能力應適應混凝土凝結(jié)速度和澆筑速度的需要,使?jié)仓ぷ鞑婚g斷并使混凝土運到澆筑地點時仍保持均勻性和規(guī)定的坍落度。

        4 案例分析

        2012年5月份河北省高速公路京滬管理處對G3K266+330橋單板受力病害進行了治理。該橋通車運營13年,出現(xiàn)橋面坑槽、縱向裂縫、板底堿蝕等病害,經(jīng)鑒定該橋病害為單板受力。對該橋采取了鑿除橋面鋪裝和鉸縫混凝土、重新澆筑C40防水混凝土的方案,鋪筑厚度為21.5cm,并對板底裂縫進行了封縫處理。該工程工期為3個月,施工后已運行1年時間,無相關病害發(fā)生,運行良好,證明該方案起到了病害治理的效果。

        [1] JTG F30—2003,水泥混凝土施工技術規(guī)范[S].

        [2] JTG H11—2004,公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范[S].

        [3] 宋莉.公路病害分析與防治[M].北京:人民交通出版社,2012.

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