水泥混凝土橋面鋪裝病害問題分析
2015-07-20
1水泥混凝土橋面鋪裝破損的原因分析
1.1橋面鋪裝層厚度不足
在梁板施工過程中,施工單位和監(jiān)理單位的質量保證體系不完善,驗收各環(huán)節(jié)把關不嚴,造成成型的梁板尺寸過高;以及支座的高程控制不嚴,高于設計高程;或者梁板的傾斜度過大,或者由于調整橋面縱橫坡等因素均可能造成梁板頂面高程高出設計值,因此造成了橋面鋪裝層厚度局部過薄,設計一般為8 ～12 cm,且規(guī)范要求不宜小于8 cm。由于上述原因,造成橋面鋪裝局部厚度不足,其剛度、耐磨耗的功能大大降低,進而引起橋面鋪裝的早期損壞。
1.2橋面鋪裝層與主梁表面混凝土結合差,不能形成一體
在橋面鋪裝施工前,對梁板頂部的清理不徹底,梁板鑿、刷毛效果差,表層的浮漿、泥、油污、松散混凝土清理不凈,主梁表面未鑿毛或鑿毛的密度和深度不夠,這些都嚴重影響橋面鋪裝層與梁頂面混凝土之間的結合力,破壞了水泥混凝土的整體性,在車輛荷載的反復作用下,橋面鋪裝層就容易出現(xiàn)開裂、松散等情況。
1.3橋面鋪裝層鋼筋網變形、定位不準確
橋面鋪裝鋼筋網一般設計要求在3 ∶7,即處在中上部,但在實際施工過程,鋼筋定位不準確,采用的支墊措施不到位,或貼于梁頂面、或位于下部;以及在澆注水泥混凝土過程中,由于不能經受施工人員人為踩踏、運輸機具碾踏等因素的影響,導致鋼筋網嚴重變形,嚴重削弱了鋼筋網承受荷載的能力,尤其是負彎矩區(qū)的橋面鋪裝層,更容易因之而出現(xiàn)橋面裂縫等早期損壞現(xiàn)象。
1.4梁板設計斷面過小,梁板中部預拱度過大
在梁板設計過程中,為滿足經濟的要求,尤其是T梁,斷面越來越小,這樣剛度比度受影響,預拱度很大,在運營過程中撓度也很大。這樣如果按照規(guī)范要求安放梁板,在保證了支座處的鋪裝厚度的情況下,梁跨中的厚度就得不到保證;同時由于施工過程中,混凝土的離散性較大,對預應力的施加不均勻等原因的影響, 這樣同批生產的梁板, 跨中拱度不同。
1. 5防水混凝土強度過低
由于設計普遍存在的梁板強度與鋪裝防水混凝土的強度不同的情況,比如很多橋面鋪裝的混凝土強度設計等級為C30,而梁板的混凝土強度為C40、C50,在車輛荷載的作用下,橋面鋪裝混凝土受力狀態(tài)很復雜,由于強度低,也易造成破壞;同時在施工過程中,對橋面鋪裝混凝土的施工質量重視不足,采用的原材料質量低劣、砂率過大、水灰比控制不嚴、砂石料的級配控制差、抗?jié)B強度不足、混凝土拌和物和易性差以及施工過程中振搗不夠等因素造成混凝土出現(xiàn)蜂窩、氣孔過多等缺陷,造成其強度降低,耐久性不足,均破壞了鋪裝層的整體性,降低了其抗裂、抗沖擊、抗彎曲及耐磨的能力。
1. 6養(yǎng)生措施不到位,混凝土干縮影響
橋面鋪裝若趕在大風天氣施工,或施工完成后不及時進行全覆蓋、全濕潤養(yǎng)生,或剛施工完成后,認為踩踏外露鋼筋等因素,都易出現(xiàn)早期裂縫,裂縫深度多在5 ～20 mm 之間,施工質量將大受影響。目前普遍存在著忽視混凝土養(yǎng)生現(xiàn)象,這更加促使溫度收縮和干縮裂縫的發(fā)育,造成橋面的過早損壞。
1. 7施工縫處理不當
橋面鋪裝應力求少設施工縫,需設置施工縫的也應設在墩臺頂的位置。橋面不寬時以全幅一次性澆注為好,橋面寬度大的可以分隔帶為分界面。但不少施工單位在進行橋面鋪裝時隨意設置施工縫,且對施工縫的處理也不當(如不按規(guī)范鑿毛等) 。此外,澆注混凝土過程中出現(xiàn)的間歇時間太長(一般不宜超過1 h) ,又沒有按規(guī)定設置施工縫。這些都嚴重地影響混凝土的連續(xù)性和整體性。
2預防措施
2.1設計方面
2.1.1鋪裝層必須具有足夠的厚度，以適應行車速度高、載重量大和車流量大的需要。因為厚度達，則剛度大，車輛局部集中荷載作用下所產生的橋面鋪裝局部拉應力亦相應減少，鋪裝層就越難發(fā)生拉伸破壞。根據車速、載重量、車流量情況，可加大鋪裝層厚度約為12-18cm.
2.1.2鋪裝層鋼筋不應單純按構造鋼筋配置，而應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生的拉應力?？刹捎秒p層鋼筋網，鋼筋直徑8-10mm，上層網距15cm×15cm，下層間距20cm×20cm，縱橫向盡可能保證連續(xù)。
2.1.3由于橋面鋪裝層中，任何縫隙都會激發(fā)更嚴重的應力集中，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，在鋪裝層鋼筋網間距較密的情況下，可大大減少各種假縫數量，縱向工作縫應設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。
2.1.4目前橋梁上部結構設計，多采用空心板梁，雖然結構整體能滿足強度要求，但由于梁體剛度較小，產生的撓度較大，在車輛荷載作用下，梁體的反復撓曲變形加上反復的局部彎沉變形，必然會加快橋面鋪裝層的破壞。
2.2施工方面注意的問題
2.2.1在溫差較大季節(jié)及炎熱天氣，要避開中午高溫時施工，安排下午開始至夜間施工為宜。這樣可避免產生溫差拉應力而引起裂縫。
2.2.2為了確保梁體與鋪裝緊密結合，共同作用，鋪裝層鋼筋與梁體預埋鋼筋最好用搭焊方式相連，焊縫長度及質量等應滿足施工規(guī)范要求，進行鋪裝施工前，必須對梁體表面的砂漿等雜物進行鑿除、清洗，并充分鑿毛，以防止鋪裝層與梁體在車輛荷載作用下發(fā)生脫離，鋪裝層易遭破壞。
2.2.3鋪裝層縱橫鋼筋必須穿過各種縫隙，并保持每根縱橫鋼筋連續(xù)，以承受由于混凝土收縮變形或變溫作用以及車輛荷載作用下引起的拉應力，避免縫隙的過早破壞。
2.2.4混凝土坍落度控制在3—5cm.由于塑性混凝土拌和物在硬化過程中收縮，水灰比（坍落度）越大，收縮越大，水泥混凝土收縮產生的拉應力越大，橋面就越容易產生收縮裂紋。因此嚴禁使用泵送混凝土澆筑橋面，因為泵送混凝土一般坍落度較大，常達13—18cm.在使用塑性混凝土澆筑橋面時，應采取真空吸水法施工，盡可能把多余水分吸出。
送混凝土澆筑橋面，因為泵送混凝土一般坍落度較大，常達13—18cm.在使用塑性混凝土澆筑橋面時，應采取真空吸水法施工，盡可能把多余水分吸出。
2.2.5必須保證鋪裝層混凝土全面覆。覆蓋灑水養(yǎng)護，在≥7天養(yǎng)護期間內連續(xù)保持混凝土的濕潤狀態(tài)，以保證混凝土強度正常增長。
2.2.6采用外加劑應慎重，因為有些外加劑會增加混凝土收縮，有些會降低混凝土后期強度。因此，在需要使用某種外加劑時，必須查明有何副作用，并嚴格控制其用量。橋面鋪裝病害多種多樣，引起的原因是多方面的，應針對其成因，采用預防為主的原則，加強設計施工等方面的管理，確保結構安全和避免不必要的損失。
3結束語
水泥混凝土橋面鋪裝雖然在設計過程中不考慮直接參與受力的要求,但卻對荷載分布起到重要作用,因此其質量不能忽視。針對橋面鋪裝成因，應采用預防為主的原則，加強設計施工等方面的管理，確保結構安全和避免不必要的損失。
