桥梁工程桥面铺装通病成因及对策
摘要桥面铺装裂缝是水泥混凝土桥面铺装的主要病害,直接影响到行车道板的使用寿命。以下对桥面的铺装裂缝成因探讨,并提出处理对策。
关键词桥梁工程;桥面铺装;通病成因;对策
近年来我国公路桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不做专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装问题普遍。这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观容易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难。近年来,人们对于因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视。桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。通过庐山环南山高速公路施工后,发现水泥混凝土桥面铺装易出现混凝土裂缝等病害。就此,作者主要从施工的角度对引起水泥混凝土桥面铺装病害原因进行分析,采取对策后桥面施工质量有了明显改善。
1桥面铺装层裂缝产生的机理
桥面铺装层在构造上属于刚性结构,其结构破坏的原因受材料、温度及施工工艺的影响。
1)水泥干缩裂缝。在构成桥面铺装的水泥混凝土中,水在水泥石中以结合水、骨料层间水、吸附水和毛吸水的形式存在,当桥面铺装层达到一定强度用以作为水泥硬化所需的水分便会逐渐失去水泥混凝土就会产生收缩现象。当收缩均匀时,一搬不会产生裂缝,当
水泥混凝土不均匀收缩时,桥面铺装便会有裂缝产生。
桥面铺装层的不均匀收缩主要产生于两方面原因,一是构成水泥浆的集料对浆体的约柬作用使水泥浆体的收缩受到限制,内部处于干缩裂缝应力状态。另一方面是由于预制板及桥面的约束作用,限制了混凝土的收缩变形迫使混凝土内部产生抵抗这种约束的应力,从而产生干缩裂缝。
2)温度裂缝。水泥混凝土具有热胀冷缩性能,桥面铺装层的热胀冷缩是在相邻的部分或整体性限制条件下产生的。由于混凝土的材料的抗折强度远较其抗压强度小因而当铺装层中产生拉伸变形时,混凝土很容易引起开裂变形。
3)疲劳裂缝.桥面铺装经常承受冲击及振动荷载,会在混凝土内部产生材料疲劳现像,引发局部引力集中而使材料出现裂纹。在外荷载达到材料直力破坏上限时,材料内抵御应力的能力不断减弱最终出现材料破坏从而不断减少应力作用的有效面积裂缝不断扩大是混凝土出现疲劳裂缝。
2水泥混凝土桥面铺装
1)在水泥混凝土桥面铺装的使用和养护过程中最常出现的问题是铺装层的龟裂、破碎和漏筋,主要有以下几个方面的原因:①原材料质量不合格。石料压碎值指标不符合要求细集料中杂质含量过高,粗骨料粒径不合格等均可影响到混凝土的整体强度使其达不到设计强度,难以满足使用要求从而发生龟裂破碎现象。②水泥混凝土铺装与桥梁行车道板未能很好地连接成整体,有“空鼓”现象,另外桥面钢筋网下沉,上保护层过大钢筋网未能起到防裂作用,这样桥面不能适应反复荷载引起的振动而发生破坏。③铺装层厚度不够。由于在桥梁下部结构或预制梁施工时未能控制好标高,安装后致使梁顶标高偏高,为了保
证路线总标高不变而减少了桥面铺装厚度,使得钢筋网上下保护层不够强度严重不足而发生破损严重时出现漏筋现象。④未按规定要求进行养生及交通管制,桥面车道铺筑完成后养生不及时,在混凝土尚未达到设计强度时即开放交通,允许车辆通行从而造成了铺装的早期破坏。
2)通过上面的分析可知,影响桥面混疆土铺装质量的因素很多,如不注意就会缩短铺装层的使用寿命,过早地发生破损,不仅妨碍交通,亦会造成不必要的损失。因此震想预防上述情况的发生必须着重从以下几方面人手,严格按照规范的要求进行施工:①严把原材料质量关,各类粗细骨料,须分批检验各项指标合格后方可使用混凝土,配料时砂子应过筛,石料也应认真进行筛分试验,拌合时各种衡器应保持准确,以保证混凝土质量。②为使桥面铺装混凝土与行车道板紧密结合成整体,在进行梁板预制时其顶面必须拉毛,一般应垂直跨径方向划槽,槽深0.5~1.0cm,横贯全宽,每延米10~15道,在绑扎桥面钢筋网之前必须用钢丝刷清除粱顶结合面上的浮浆用空压机吹净冲洗干净以保证梁板与桥面铺装的结合。在浇筑桥面混凝土之前必须严格格按设计重新布设钢筋网,以保证钢筋网上下保护层从而减少裂缝。③在进行桥、粱上、下部结构施工时要严格控制标高,以保证桥面铺装层的厚度。如果标高有问题,按原设计部门不能保证铺装层厚度,要通过设计部门适当提高路线标高以确保铺装的厚度。在浇筑桥面混凝土时振捣要充分,保证密实,初凝前要按规范拉毛,以保证桥面摩擦系数。④水泥混凝土桥面铺装施工完成后必须及时覆盖和养生,必须在混凝土达到设计强度之后才能开放交通。
3裂缝解决方法
1)确保桥面铺装层厚度。施工中,由于梁体的拱度深顶面并不是—个理想的平面,致使桥面铺装层混凝土厚度不均,因此设计时,应考虑满足规范要求的结构最小厚度,在施工时严格控制预应力粱的存放时间超出规范要求,存放时间应采取预压措施,从而保证梁
体拱度的均匀性,减少铺装层厚度的差异。
2)施工中的几项措施。桥面铺装层能否铺好,最为关键的是新老混凝土面能否粘结好,在进行桥面铺装层施工中应着重作好以下几点工作:
根据理论分析可知提高层间接触程度可以显著提高结构层的疲劳寿命,在施工中尽可能采取措施保证各层粘结良好,避免滑动,桥面铺装前应先凿除粱体表面浮浆,使表面粗糙,成齿形,且均匀。此外,还需将凿后的混凝土松散粒,沙石泥土等清除干净。有利于层间粘结牢固。原材料质量要好。粗骨料最大粒径应不大于20mm,粗骨料的含量在混凝土中的体积含量高能减少混凝土的收缩,骨料弹性模量热膨胀系数对混凝土干缩也有影响,骨料弹性模量高,使混凝土的干缩和徐变就会受阻。
适当使用外掺料。根据工程具体情况适当参与外掺料,如:①粉煤灰,可降低混凝土水化热,降低混凝土出现拉应力的起始点温度,减少混凝土降至环境温度的温差,防止温度裂缝的产生。②钢纤维,在混凝土中加入体积掺量为1.2%~2% 钢纤维,可以在混凝土中形成乱向分布的网状,结构从而控制混凝土干缩。③外加剂,适当的加入膨胀剂和引气剂,对于提高混凝土抗干缩和抗折强度,也具有一定的明显作用。
4结束语
桥面铺装结构产生了病害虽然在一定程度上不影响整体桥梁结构的安全,但却直接影响桥梁的外观质量厦验收评定和行车的安全性、舒适性在实际实施过程中应重视其设计和施工,严格控制桥面铺装质量。避免或减少病害的产生。桥面铺装结构除日常正常养护外,当出现病害时,应及时对症处治,确保桥粱安全运营延长桥粱的使用寿命。
参考文献
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