祁 金 明
(山西交通控股集團有限公司晉中高速公路分公司,山西 太谷 030800)
該橋在后續(xù)運營中發(fā)現(xiàn),有橋面瀝青混凝土局部鼓起現(xiàn)象,病害位置主要發(fā)生在瀝青混凝土和伸縮縫處,經(jīng)破損檢測,主要是由于橋面滲水結(jié)冰造成。排水盲溝是在橋面結(jié)構(gòu)設(shè)計中,為防止水分沿結(jié)構(gòu)接觸面滲透設(shè)置的防排水系統(tǒng)。但在冬季溫差變化較大時,經(jīng)常因為橋面線性關(guān)系,伸縮縫樣式等因素,導致局部匯水受凍膨脹,造成橋面病害,見圖1。
橋面泄水管設(shè)置一般有L型和垂直型兩種,該橋在設(shè)計中采用的是垂直型泄水管。施工方法采用預留孔洞,在主梁吊裝完成后瀝青混凝土鋪裝前進行安裝。特點是工藝簡單,安裝迅速。缺點是,因為出水口距離主梁腹板距離較短,在冬季雪水融化過程中,受風力影響,極易在附近主梁腹板上形成結(jié)冰病害。特別是在冬季撒布融雪劑除雪的時候,帶有鹽分的雪水腐蝕主梁混凝土,造成主梁混凝土腐蝕性剝落,影響主梁質(zhì)量,見圖2,圖3。
此外,因為泄水管出口距離橋面系外沿較近,在雨季排水過程中,大量的雨水外泄直接沖刷橋梁下部防護設(shè)施。為防止此類事件的發(fā)生,維護時大多采用堵塞泄水孔的方式,又會造成橋面局部排水不暢,形成更大的行車安全隱患。
伸縮縫的設(shè)計樣式有很多種,在該橋的伸縮縫設(shè)置為毛勒伸縮縫,橡膠類別為常溫型氯丁橡膠。結(jié)構(gòu)防排水特點主要體現(xiàn)在其兩個端頭按14∶1比例向上彎曲,高度10 cm。在雨雪工程中,有效的防止了流水沿伸縮縫端口浸入混凝土結(jié)構(gòu)。缺點是因為要求伸縮縫端頭深入橋梁防撞護欄內(nèi)部,在工藝安排不當時,經(jīng)常用鑿除部分防撞護欄混凝土的形式減少施工環(huán)節(jié),造成防撞護欄混凝土局部破損,難以修復。
在橋梁設(shè)計施工過程中,往往只注重排水的順暢,忽略雨雪災害對橋梁腐蝕危害。特別是在冬季除雪過程中,大量含有融雪劑的冰雪被堆積在防撞護欄附近。雪水融化后帶有腐蝕性的雪水直接附在混凝土表面,冰凍和腐蝕混凝土表面,造成大面積的混凝土腐蝕剝落。
如圖4,圖5所示,在彎坡橋上,受橋面縱坡、橫坡、超高等因素影響,靠近伸縮縫的泄水孔到伸縮縫一段距離內(nèi),排水盲溝有可能產(chǎn)生排水不暢甚至積水。遇冬季雨雪天氣,盲溝內(nèi)的積水無法及時排出,在氣溫變化的情況下,極易損壞原有路面結(jié)構(gòu)。在施工時,應(yīng)視橋面坡度變化,采取封閉該段盲溝或優(yōu)化該段盲溝設(shè)計。
施工流程:交通安全管制→施工放樣→切割機開槽→盲溝處理→橋面鋪裝層澆筑→覆蓋養(yǎng)生→防水層施工→瀝青混凝土澆筑→交工驗收→開放交通。
注意事項:
1)施工交通管制應(yīng)選擇車流量相對較小的時間段,或選擇一年中,氣溫相對平均的溫度條件下組織施工,并嚴格按照公路施工交通安全控制規(guī)范組織。
2)施工放樣應(yīng)查詢原始施工圖紙或交工驗收圖紙,對照放樣,避免放樣距離差值太大。太小對后續(xù)清理工作不利,太大會增加施工成本,且對新舊施工材料的銜接不利。
3)橋面鋪裝層澆筑:鋪裝混凝土應(yīng)選擇和原始設(shè)計同標號混凝土,如條件允許,應(yīng)選擇和原鋪裝混凝土水灰比等指標相近的配合比設(shè)計,避免新舊混凝土因收縮度不同產(chǎn)生間隙或擠壓破損。
4)覆蓋養(yǎng)生時間不應(yīng)低于7 d。
5)瀝青混凝土施工前,應(yīng)按瀝青路面坑槽修復工藝,對澆筑地周邊松散結(jié)構(gòu)進行徹底清理,避免在切割過程中產(chǎn)生的灰塵、振動裂紋影響修復質(zhì)量。
此外,在該橋設(shè)計中,位于橋面橫向下坡與防撞護欄處,在橋面鋪裝上瀝青混凝土面層下,設(shè)計了高度為4 cm,寬度為15 cm,沿橋面縱向布置的排水盲溝,在實際應(yīng)用中,特別是在北方氣溫偏冷地域,其危害性大于實用性,施工時可對此項工程優(yōu)化或取消。原因在于,隨著橋梁實用年限的延長,各部位之間的施工接縫難免產(chǎn)生不同程度的滲水現(xiàn)象,如果氣溫偏暖,排水盲溝有助于滲水及時排出。但一旦氣溫突變,低于結(jié)冰溫度,盲溝中的滲水也有可能因膨脹破壞橋梁路面結(jié)構(gòu)。
在泄水孔、泄水管的設(shè)置上,應(yīng)盡量避免垂直方向設(shè)置,采用方形L型排水管(如圖6所示)。它的特點是既能解決排水時沖刷主梁的病害,還能滿足橋面各項技術(shù)指標的要求,并能解決橋梁在運營階段泄水孔清理、丟失等問題。
工藝流程:在防撞護欄澆筑時預留泄水管安裝位置→泄水管安裝→泡沫膠封閉→后續(xù)工作。
施工注意事項主要為泡沫膠封閉,因為L型泄水管在安裝前需要在防撞護欄上進行孔道預留,難免出現(xiàn)孔道大或小的情況,為防止在熱脹冷縮的情況下水流沿防撞護欄混凝土、泄水管管體等位置滲流沿泄水管外壁流出,應(yīng)對預留孔道周邊及泄水管本身進行防滲漏封閉處理。泄水管具體尺寸可視橋面結(jié)構(gòu)層厚度進行調(diào)整。
橋梁防撞護欄腐蝕是一個通病,因受冬季除雪影響,大部分防撞護欄底部都不同程度的受到融雪劑等的腐蝕侵蝕。一旦防撞護欄侵蝕程度影響到內(nèi)部鋼筋,無論是對橋梁本身,還是行車安全都會造成極大安全隱患。筆者的建議是,在路面和防撞護欄接觸點,用瀝青混凝土澆筑一個三角形防護,既可以起到防排水作用,同時可在很大程度上避免雨雪對防撞護欄混凝土的侵蝕,見圖7。
該項施工措施宜在路面瀝青混凝土澆筑過程中同步完成,也可在路面結(jié)構(gòu)施工完成后補充。路面結(jié)構(gòu)完成后補充施工的工藝流程:清理→涂抹粘層瀝青→物料敷設(shè)→人工(或?qū)S脵C具)定型。
施工注意事項:1)該防水措施類似瀝青混凝土攔水帶,為保證防排水質(zhì)量,結(jié)構(gòu)外露面應(yīng)盡量保持光滑;2)具體尺寸為底寬不大于5 cm,高10 cm,為保證美觀,具體尺寸可根據(jù)現(xiàn)場防撞護欄線性、橋面標高等進行調(diào)整;3)該結(jié)構(gòu)敷設(shè)完成后,應(yīng)根據(jù)橋面防撞護欄上的縮縫、漲縫、伸縮縫進行切割處置,以保證結(jié)構(gòu)在使用過程中的整體質(zhì)量;4)該結(jié)構(gòu)無需全橋設(shè)置,可視橋面橫坡、超高、彎道積水等情況進行單側(cè)布置,以節(jié)約施工成本。
公路橋梁橋面防排水系統(tǒng)的施工是一項較為復雜且系統(tǒng)的工作,為確保橋梁運行的安全和穩(wěn)定,應(yīng)當了解并掌握相應(yīng)的施工技術(shù)要點,并將之合理運用到各個工序當中。同時,還應(yīng)采取合理可行的控制措施對關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量進行控制,只有這樣,才能保證工程質(zhì)量,遏制安全隱患。