水泥混凝土橋面鋪裝病害問(wèn)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(guò)程中,施工單位和監(jiān)理單位的質(zhì)量保證體系不完善,驗(yàn)收各環(huán)節(jié)把關(guān)不嚴(yán),造成成型的梁板尺寸過(guò)高;以及支座的高程控制不嚴(yán),高于設(shè)計(jì)高程;或者梁板的傾斜度過(guò)大,或者由于調(diào)整橋面縱橫坡等因素均可能造成梁板頂面高程高出設(shè)計(jì)值,因此造成了橋面鋪裝層厚度局部過(guò)薄,設(shè)計(jì)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(jìn)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(jié)合差,不能形成一體
在橋面鋪裝施工前,對(duì)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(yán)重影響橋面鋪裝層與梁頂面混凝土之間的結(jié)合力,破壞了水泥混凝土的整體性,在車(chē)輛荷載的反復(fù)作用下,橋面鋪裝層就容易出現(xiàn)開(kāi)裂、松散等情況。
1.3橋面鋪裝層鋼筋網(wǎng)變形、定位不準(zhǔn)確
橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)一般設(shè)計(jì)要求在3 ∶7,即處在中上部,但在實(shí)際施工過(guò)程,鋼筋定位不準(zhǔn)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(guò)程中,由于不能經(jīng)受施工人員人為踩踏、運(yùn)輸機(jī)具碾踏等因素的影響,導(dǎo)致鋼筋網(wǎng)嚴(yán)重變形,嚴(yán)重削弱了鋼筋網(wǎng)承受荷載的能力,尤其是負(fù)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(shè)計(jì)斷面過(guò)小,梁板中部預(yù)拱度過(guò)大
在梁板設(shè)計(jì)過(guò)程中,為滿足經(jīng)濟(jì)的要求,尤其是T梁,斷面越來(lái)越小,這樣剛度比度受影響,預(yù)拱度很大,在運(yùn)營(yíng)過(guò)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(shí)由于施工過(guò)程中,混凝土的離散性較大,對(duì)預(yù)應(yīng)力的施加不均勻等原因的影響, 這樣同批生產(chǎn)的梁板, 跨中拱度不同。
1. 5防水混凝土強(qiáng)度過(guò)低
由于設(shè)計(jì)普遍存在的梁板強(qiáng)度與鋪裝防水混凝土的強(qiáng)度不同的情況,比如很多橋面鋪裝的混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)為C30,而梁板的混凝土強(qiáng)度為C40、C50,在車(chē)輛荷載的作用下,橋面鋪裝混凝土受力狀態(tài)很復(fù)雜,由于強(qiáng)度低,也易造成破壞;同時(shí)在施工過(guò)程中,對(duì)橋面鋪裝混凝土的施工質(zhì)量重視不足,采用的原材料質(zhì)量低劣、砂率過(guò)大、水灰比控制不嚴(yán)、砂石料的級(jí)配控制差、抗?jié)B強(qiáng)度不足、混凝土拌和物和易性差以及施工過(guò)程中振搗不夠等因素造成混凝土出現(xiàn)蜂窩、氣孔過(guò)多等缺陷,造成其強(qiáng)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(fēng)天氣施工,或施工完成后不及時(shí)進(jìn)行全覆蓋、全濕潤(rùn)養(yǎng)生,或剛施工完成后,認(rèn)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(zhì)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(guò)早損壞。
1. 7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(tái)頂?shù)奈恢谩蛎娌粚挄r(shí)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(shí)隨意設(shè)置施工縫,且對(duì)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(guò)程中出現(xiàn)的間歇時(shí)間太長(zhǎng)(一般不宜超過(guò)1 h) ,又沒(méi)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預(yù)防措施
2.1設(shè)計(jì)方面
2.1.1鋪裝層必須具有足夠的厚度，以適應(yīng)行車(chē)速度高、載重量大和車(chē)流量大的需要。因?yàn)楹穸冗_(dá)，則剛度大，車(chē)輛局部集中荷載作用下所產(chǎn)生的橋面鋪裝局部拉應(yīng)力亦相應(yīng)減少，鋪裝層就越難發(fā)生拉伸破壞。根據(jù)車(chē)速、載重量、車(chē)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(yīng)單純按構(gòu)造鋼筋配置，而應(yīng)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(chǎn)生的拉應(yīng)力?？刹捎秒p層鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑8-10mm，上層網(wǎng)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(huì)激發(fā)更嚴(yán)重的應(yīng)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(diǎn)”。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(wǎng)間距較密的情況下，可大大減少各種假縫數(shù)量，縱向工作縫應(yīng)設(shè)置在車(chē)道分界線及車(chē)道之外，以減少荷載對(duì)縫隙的作用次數(shù)。
2.1.4目前橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，多采用空心板梁，雖然結(jié)構(gòu)整體能滿足強(qiáng)度要求，但由于梁體剛度較小，產(chǎn)生的撓度較大，在車(chē)輛荷載作用下，梁體的反復(fù)撓曲變形加上反復(fù)的局部彎沉變形，必然會(huì)加快橋面鋪裝層的破壞。
2.2施工方面注意的問(wèn)題
2.2.1在溫差較大季節(jié)及炎熱天氣，要避開(kāi)中午高溫時(shí)施工，安排下午開(kāi)始至夜間施工為宜。這樣可避免產(chǎn)生溫差拉應(yīng)力而引起裂縫。
2.2.2為了確保梁體與鋪裝緊密結(jié)合，共同作用，鋪裝層鋼筋與梁體預(yù)埋鋼筋最好用搭焊方式相連，焊縫長(zhǎng)度及質(zhì)量等應(yīng)滿足施工規(guī)范要求，進(jìn)行鋪裝施工前，必須對(duì)梁體表面的砂漿等雜物進(jìn)行鑿除、清洗，并充分鑿毛，以防止鋪裝層與梁體在車(chē)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(guò)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(chē)輛荷載作用下引起的拉應(yīng)力，避免縫隙的過(guò)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(guò)程中收縮，水灰比（坍落度）越大，收縮越大，水泥混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力越大，橋面就越容易產(chǎn)生收縮裂紋。因此嚴(yán)禁使用泵送混凝土澆筑橋面，因?yàn)楸盟突炷烈话闾涠容^大，常達(dá)13—18cm.在使用塑性混凝土澆筑橋面時(shí)，應(yīng)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?yàn)楸盟突炷烈话闾涠容^大，常達(dá)13—18cm.在使用塑性混凝土澆筑橋面時(shí)，應(yīng)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(hù)，在≥7天養(yǎng)護(hù)期間內(nèi)連續(xù)保持混凝土的濕潤(rùn)狀態(tài)，以保證混凝土強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。
2.2.6采用外加劑應(yīng)慎重，因?yàn)橛行┩饧觿?huì)增加混凝土收縮，有些會(huì)降低混凝土后期強(qiáng)度。因此，在需要使用某種外加劑時(shí)，必須查明有何副作用，并嚴(yán)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(yīng)針對(duì)其成因，采用預(yù)防為主的原則，加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工等方面的管理，確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失。
3結(jié)束語(yǔ)
水泥混凝土橋面鋪裝雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中不考慮直接參與受力的要求,但卻對(duì)荷載分布起到重要作用,因此其質(zhì)量不能忽視。針對(duì)橋面鋪裝成因，應(yīng)采用預(yù)防為主的原則，加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工等方面的管理，確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失。
