橋面鋪裝層是車輪直接作用的部分,其作用是防止車輪或履帶直接磨耗行車道板,保護(hù)主梁免受雨水侵蝕,并對車輛輪重的集中荷載起分布作用。橋面鋪裝層應(yīng)有一定的強(qiáng)度,并能滿足抗裂、抗沖擊、耐磨性能等要求。此外,考慮到分縫處各板塊角易產(chǎn)生斜裂,故要求橋面鋪裝層具有一定的抗彎曲變形能力。目前,隨著交通量和重型車輛的增加,我市橋面鋪裝層損壞較為嚴(yán)重,維修周期也越來越短,有的甚至通車不久即出現(xiàn)了開裂、碎裂、露骨、脫落等現(xiàn)象,不僅妨礙行車安全、影響橋面美觀,而且也給維修工作帶來了很大困難。筆者對市內(nèi)多個損壞的橋面進(jìn)行觀察分析,認(rèn)為造成水泥混凝土橋面鋪裝層過早開裂的主要原因有設(shè)計考慮不周,施工不當(dāng)及外界影響等。
2橋面過早開裂的原因分析
2.1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(qiáng)度鋼筋來減薄橋面板的厚度(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變形。此外,車輛的不斷沖擊震動,容易使橋面板及鋪裝層出現(xiàn)裂縫且發(fā)展較快。
2.2負(fù)彎矩的影響
連續(xù)梁橋、拱橋及懸臂梁橋等由于荷載的作用而產(chǎn)生負(fù)彎矩或拉力,使橋面鋪裝層受到拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂縫,從而造成橋面鋪裝的損壞。
2.3橋面鋪裝層與主梁表面混凝土未粘結(jié)好
橋面鋪裝前沒有將梁表面的松散砂石、泥污等清除干凈,主梁表面未鑿毛或鑿毛的密度和深度不夠,這些都大大降低了橋面鋪裝層與梁面之間的粘聚力,破壞了水泥混凝土層的整體性,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。
2.4橋面鋪裝層的厚度過薄
由于施工因素造成梁表面高出設(shè)計標(biāo)高,或由于調(diào)整橋面縱橫坡等原因造成了橋面鋪裝層厚度局部過薄(一般不宜小于8cm),削弱了橋面鋪裝層的剛度和承載能力,這也是橋面早期損壞的原因之一,如陳李線運糧河橋橋面鋪裝層的損壞即是此種原因。
2.5橋面鋪裝層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)走位
鋼筋網(wǎng)在進(jìn)行綁扎和澆注水泥混凝土?xí)r,受到施工人員操作質(zhì)量、運輸機(jī)具碾踏和水泥混凝土的自重壓力等影響,導(dǎo)致其緊貼梁面的走位現(xiàn)象,削弱了鋼筋網(wǎng)承受荷載的能力,尤其對于出現(xiàn)負(fù)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。
2.6混凝土的干縮作用
目前大橋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,除摻入添加劑外,還加大水泥用量和水灰比的辦法,這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增大,引起行車道板和橋面鋪裝的溫差而產(chǎn)生變形約束。由于混凝土硬化初期的抗拉強(qiáng)度小,若干縮和冷縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度,則將導(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)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。
2.7過早通車
有些建設(shè)單位為了達(dá)到提前通車或“獻(xiàn)禮”所需,往往在橋面鋪裝完成幾天后即開放通車,造成橋面在強(qiáng)度不高、變形未穩(wěn)定的情況下過早承受外來重載的作用,這也是造成橋面過早損壞的原因之一。
2.8混凝土質(zhì)量的影響
混凝土的原材料質(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以及施工時漏振、模板漏漿等造成混凝土中出現(xiàn)蜂窩、麻面、強(qiáng)度降低等缺陷,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。
2.9施工縫處理不當(dāng)
橋面鋪裝應(yīng)力求少設(shè)施工縫,需設(shè)置施工縫的也應(yīng)設(shè)在墩臺頂?shù)奈恢?。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(jìn)行橋面鋪裝時隨意設(shè)置施工縫,且對施工縫的處理也不當(dāng)(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1h),又沒有按規(guī)定設(shè)置施工縫。這些都嚴(yán)重地影響混凝土的連續(xù)性和整體性。
2.10荷載過大及沖擊影響
高密度重交通以及超載車輛的增加,加重了橋面鋪裝層的負(fù)荷,并且輪荷載的大型化會產(chǎn)生大的沖擊,而在路面不平整或橋面伸縮等有高差的地方,沖擊則更大。
2.11新老橋連接處由于不均勻沉降引起橋面開裂
此種情況多用于老橋拓寬改造工程中,如漣鹽線建湖境內(nèi)拓寬改造的洪橋、陳李線射陽境內(nèi)的黃沙河大橋等。
橋面鋪裝的損壞一般是上述某幾種因素綜合作用(影響)的結(jié)果,因而尋找原因時要從各個方面進(jìn)行綜合分析。
3砼橋面開裂及損壞后處治方法
3.1裂縫鑿槽嵌補(bǔ)法
鑿槽嵌補(bǔ)是沿裂縫鑿槽(槽形多用V形),槽的兩邊砼面必須修理平整
2橋面過早開裂的原因分析
2.1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(qiáng)度鋼筋來減薄橋面板的厚度(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變形。此外,車輛的不斷沖擊震動,容易使橋面板及鋪裝層出現(xiàn)裂縫且發(fā)展較快。
2.2負(fù)彎矩的影響
連續(xù)梁橋、拱橋及懸臂梁橋等由于荷載的作用而產(chǎn)生負(fù)彎矩或拉力,使橋面鋪裝層受到拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂縫,從而造成橋面鋪裝的損壞。
2.3橋面鋪裝層與主梁表面混凝土未粘結(jié)好
橋面鋪裝前沒有將梁表面的松散砂石、泥污等清除干凈,主梁表面未鑿毛或鑿毛的密度和深度不夠,這些都大大降低了橋面鋪裝層與梁面之間的粘聚力,破壞了水泥混凝土層的整體性,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。
2.4橋面鋪裝層的厚度過薄
由于施工因素造成梁表面高出設(shè)計標(biāo)高,或由于調(diào)整橋面縱橫坡等原因造成了橋面鋪裝層厚度局部過薄(一般不宜小于8cm),削弱了橋面鋪裝層的剛度和承載能力,這也是橋面早期損壞的原因之一,如陳李線運糧河橋橋面鋪裝層的損壞即是此種原因。
2.5橋面鋪裝層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)走位
鋼筋網(wǎng)在進(jìn)行綁扎和澆注水泥混凝土?xí)r,受到施工人員操作質(zhì)量、運輸機(jī)具碾踏和水泥混凝土的自重壓力等影響,導(dǎo)致其緊貼梁面的走位現(xiàn)象,削弱了鋼筋網(wǎng)承受荷載的能力,尤其對于出現(xiàn)負(fù)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。
2.6混凝土的干縮作用
目前大橋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,除摻入添加劑外,還加大水泥用量和水灰比的辦法,這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增大,引起行車道板和橋面鋪裝的溫差而產(chǎn)生變形約束。由于混凝土硬化初期的抗拉強(qiáng)度小,若干縮和冷縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度,則將導(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)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。
2.7過早通車
有些建設(shè)單位為了達(dá)到提前通車或“獻(xiàn)禮”所需,往往在橋面鋪裝完成幾天后即開放通車,造成橋面在強(qiáng)度不高、變形未穩(wěn)定的情況下過早承受外來重載的作用,這也是造成橋面過早損壞的原因之一。
2.8混凝土質(zhì)量的影響
混凝土的原材料質(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以及施工時漏振、模板漏漿等造成混凝土中出現(xiàn)蜂窩、麻面、強(qiáng)度降低等缺陷,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。
2.9施工縫處理不當(dāng)
橋面鋪裝應(yīng)力求少設(shè)施工縫,需設(shè)置施工縫的也應(yīng)設(shè)在墩臺頂?shù)奈恢?。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(jìn)行橋面鋪裝時隨意設(shè)置施工縫,且對施工縫的處理也不當(dāng)(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1h),又沒有按規(guī)定設(shè)置施工縫。這些都嚴(yán)重地影響混凝土的連續(xù)性和整體性。
2.10荷載過大及沖擊影響
高密度重交通以及超載車輛的增加,加重了橋面鋪裝層的負(fù)荷,并且輪荷載的大型化會產(chǎn)生大的沖擊,而在路面不平整或橋面伸縮等有高差的地方,沖擊則更大。
2.11新老橋連接處由于不均勻沉降引起橋面開裂
此種情況多用于老橋拓寬改造工程中,如漣鹽線建湖境內(nèi)拓寬改造的洪橋、陳李線射陽境內(nèi)的黃沙河大橋等。
橋面鋪裝的損壞一般是上述某幾種因素綜合作用(影響)的結(jié)果,因而尋找原因時要從各個方面進(jìn)行綜合分析。
3砼橋面開裂及損壞后處治方法
3.1裂縫鑿槽嵌補(bǔ)法
鑿槽嵌補(bǔ)是沿裂縫鑿槽(槽形多用V形),槽的兩邊砼面必須修理平整