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浅谈公路桥面病害与治理

2012-03-23李骏

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:防治高速公路分析

李骏

摘要:笔者从事公路桥梁检测多年,就高速公路桥梁病害的成因,对桥面铺装病害,预应力混凝土裂缝,橡胶支座变形受损,外露混凝土局部破损等常见病害的成因进行了深入分析,同时提出了预防和处理措施。

关键词:高速公路;桥梁病害;分析;防治

Abstract: the author highway bridge for many years engaged in testing, highway bridge the causes of the disease, the bridge deck pavement diseases, prestressed concrete crack, rubber bearing deformation damage, exposed concrete local damage the cause of common disease to carry on the thorough analysis, and puts forward the prevention and treatment measures.

Keywords: highways; and Bridge diseases; Analysis; Prevention and control

中图分类号:U445.7+1文献标识码:A 文章编号:

一、工程概况

本工程为沿海高速公路,是交通部规划的国道主干线沿海大通道的重要路段,是江苏省规划的“四纵四横四联”高速公路网中“纵一”(赣榆~太仓高速公路)的重要组成部分。沿海高速盐通段北起于盐城市亭湖区南洋镇,与连盐高速公路相接;南止于南通通州市横港乡,与通启高速公路相连。沿线经过盐城亭湖区(原盐都县)、大丰市、东台市,南通海安县、如皋市、通州市。盐通高速公路为双向六车道,路基宽度为35米,路线全长为166.5公里,其中南通段长73公里,盐城段长95公里。设计荷载标准为:汽车-超20级,挂车-120。

笔者所在公司受江苏沿海高速公路管理有限公司委托, 2011年对沿海高速公路射阳河大桥及大丰互通主线等五座桥梁进行检查。笔者通过该类工程的实践积累了大量经验,现主要对沥青混凝土桥面的病害进行总结和分析,并就治理措施谈些自己的看法。

二、沥青混凝土桥面的病害分析

(1)结构理论与设计。桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值。工程界一直在各等级的公路中运用了几十年,随着交通量的增大,现行铺装与重型,超重型汽车的增多和车速的增快已不相适应,桥面铺装直接承受车轮荷载的冲击,桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形,因此桥面铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁与铺装本身的构造均影响其应力的分布。从众多箱梁的设计来看,大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的,而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面,又有异于T梁的一面,对于连续箱梁判别更大。

(2)橡胶支座变形受损橡胶支座由于构造简单,造价低廉,安装方便,均匀分散水平力,几乎无须养护的特点被广泛用于各类公路桥梁中,成为联系桥梁上部,下部的重要部件。设计方面,每种橡胶支座都有抗压容许应力,当静载力与动载之和长期超过支座的抗压容许应力上限时,支座就会表现为永久性非弹性变形垂直至严重损坏。

(3)桥梁外露混凝土局部破损此种情况比较普遍在各个桥梁中均有出现,只是严重程度不同而已,破损部位多为梁体边有,墩台帽棱角,混凝土防撞墙墙端部或接缝部位等。混凝土局部受损是因雨水,化冰盐和空气中的多种有害化学物质顺着混凝土裂隙,孔隙或破碎面渗入到内部致使钢筋锈蚀乃至损坏混凝土结构,或由于气温变化产生的温度应力破坏混凝土结构。

(4)施工工艺。铺装层厚度偏小,由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,一般在测量主梁顶面标高后对基进行调整以保证桥面的厚度,如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。

(5)桥面防水层影响。由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚—柔—刚的板体受力体系。中间柔性夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力,处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落,另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

(6)桥面铺装的约束条件。桥面铺装受桥梁结构的约束,受荷后其边界条件与一般路面相差较大,加之梁体的找度,扭曲等变形的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。

三、混凝土格面铺装病害的防治措施

1.抓好施工质量的控制

(1)桥面铺装施工前,应认真检查梁板顶面的高程,特别应注意负弯矩齿槽混凝土的高度,不能影响钢筋的正确位置。

(2)认真做好桥面清理工作。把梁板顶面的松散混凝土,油污,张拉横内的杂物浮浆等进行清理,清理干净后用高压水枪冲洗。

(3)认真做好原材料选料工作,材料配料比例欠准确,拌和不足,混合不均,每盘混凝土含水量差异较大,沉降大小不一,桥面铺装都可能产生裂缝。

(4)焊接钢筋网应严格按照图纸要求进行绑扎,绑扎要牢固,钢筋网的整体尺寸及网眼的尺寸,对角线长度均应符合图纸要求,并做好钝角处加强团结钢筋的绑扎工作,对钢筋网应架设及覆盖,鋼筋不能有锈皮,油污等。

(5)施工完成后,螺栓将槽钢与桥面牢固地固定,并利用膨胀螺栓来调整好槽钢的高度及平整度。槽钢还用来作为浇筑混凝土时两侧模板用。

(6)混凝土开始浇注前要对桥面再次清理和洒水湿润,使梁板顶混凝土充分湿润保证能与新浇筑的混凝土充分粘接,上料应使用泵车或吊车,不能使用混凝土罐车等在桥面施工路段上行走,防止破坏初凝的桥面铺装混凝土的振捣,

(7)混凝土的振捣棒,平板振捣器,并配合振捣梁振捣。使用滚框配合整平,抹面机抹平,振捣时发现低洼处,及时用混凝土找平,严禁和水泥浮浆或水泥砂浆抹平。

2.预应力混凝土梁裂缝的防治措施

(1)当确定为结构受力变形而造成混凝土梁裂缝时,检查梁体底模及支架体系下伏地基是否在缓慢下沉,还是模板或支架刚度不够有轻微变形,必要时预加荷载试压或采用换填等措施强化处理地基。

(2)当确定为由于施工操作原因引起的裂缝时,从检查工序出发,重点考察混凝土施工配合比,搅拌,运输,浇筑顺序及间隔时间,振捣,模板拆除时间,养护周期及方式,预应力张拉和压浆控制等环节。

(3)环境条件主要影响混凝土的配合比和养护。在多雨潮湿的气候条件下由于砂,石料含水量较大,应适当控制混凝土用水量:对于严寒,酷暑、风沙、阴雨连绵等不同类型气候条件要采取灵活多样的养护方式。

(4)不同材料有不同的材质特性,施工中设计配合比都要有所区别。

3.橡胶支座变形受损的防治措施

除承担全桥的竖向荷载外,全桥的水力包括制控力,牵引力,温度力,地震力,风力等均通过支座传递到下部结构,从设计方面,确保橡胶支座各项性能指标满足使用要求,从施工角度,一是要控好支承垫石表面的平整度和水平,确保橡胶支座平置,二是要保证同一片梁的几个支座均匀受力,避免“三条腿”现象:三是当梁体架设就位不准时,要起吊离开支座后进行二次就位,绝对不允许不离开支座前后左右挪动梁体,对于损坏严重无法继续使用的个别橡胶支座必须及时更换,否则会影响桥梁整体使用寿命。

结束语

通过对沿海高速公路射阳河大桥及大丰互通主线等五座桥梁检测,以及大量的其他桥梁检测发现,桥面铺装裂缝,对于沥青混凝土桥面来说,直接影响到该桥面行车道板的使用寿命,究其诱发的原因,主要是由于施工不当及管理不规范造成的,只要我们严格遵守“规范”,加强施工管理,桥面铺装裂缝便可以防止。

参考文献:

[1] 蒙云.桥梁加固与改造[D].北京,人民交通出版社.

[2] 彭志波.城市桥梁检测与养护纵及标准规范实务全书[M].合肥,安徽文化音象出版社.

[3] 张占军,胡长顺等.水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装结构设计方法研究[J].中国公路学报.

[4] 罗立峰,钟鸣.桥面铺装设计方法探讨[J].中南公路工程,1999,24(2)20—22.

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