论如何预防桥面病害产生

【摘要】：桥面病害， 不仅影响桥梁的美观， 而且给行车安全带来严重危害。笔者针对这些常见病害产生的主要原因进行了深入细致的研究分析,并提出了相应的处治办法。

【关键词】：桥梁工程；桥面病害；主要原因；解决办法

Abstract: The deck diseases not only affect the appearance of the bridge, and bring serious harm to road safety. This paper described the main reason for these common diseases, and put out the treatment measures.Key words: bridge engineering; deck diseases; the main reason; solution

中图分类号TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

前言

桥面铺装是铺筑在桥面板上的防护层， 是桥梁行车系的重要组成部分，它的作用是防止车轮直接作用在桥面板上，保护主梁免受雨水和其他有害物质的侵蚀，同时起到扩散荷载的作用，桥面铺装的质量直接影响到汽车的行驶和桥梁的耐久性。笔者近参加了多座大桥、中桥施工管理工作,积累了大量的第一手资料,对桥面病害产生的主要原因和解决的措施有较为深刻的体会和认识。

1伸缩缝病害产生的原因分析及解决措施

桥梁伸缩缝是使车辆平稳通过桥面并且满足桥梁结构变形的一整套装置,由于它是桥梁结构过渡到桥台及路基的可伸缩连接装置,一方面要满足桥梁结构伸缩功能；另一方面要满足车辆通行的承载需要。桥梁伸缩缝受力复杂,是结构中的薄弱环节,常见的伸缩缝病害主要有伸缩缝处混凝土破损、伸缩装置松动、翘起。其产生的原因可分为设计原因和施工原因两个方面。

1.1设计原因

采用了较简陋伸缩装置,如U形铝锌铁皮伸缩缝、TST伸缩缝、板式橡胶伸缩缝[1]等;伸缩缝处桥面混凝土板端部未作加厚设计处理；设计对伸缩缝装置两侧的填充混凝土、锚固钢筋设置、质量标准未做出明确的规定；对于大跨径桥梁伸缩缝结构设计技术不成熟；对于锚固件胶结材料选择不当,导致金属结构锚固件锈蚀,最终损坏伸缩缝装置。

解决的措施是:伸缩缝设计应在满足伸缩量要求的前提下,要充分考虑行车的舒适及维修养护的方便。尽量少用简易缝,有条件的宜采用异型钢伸缩缝、无缝等装置,对伸缩缝构件的预埋及制作设计尽量做到简洁明了,方便施工,牢固、稳定和耐久原则。预埋构件的密度(间距)≯10cm,钢筋直径≮16 mm。伸缩缝自身的肋筋(或锚环)应与预埋构件相平行,全部焊接固牢,并应将伸缩缝预留槽混凝土做成钢筋混凝土结构。同时宜适当提高伸缩缝处混凝土标号或采用钢纤维混凝土、环氧树脂混凝土等。

1.2施工原因

施工工艺缺陷;锚固焊接内在质量;赶工期忽视质量检查;伸缩装置两侧填充混凝土强度、养护时间、粘结性和平整度未能达到设计标准。伸缩缝安装不合格。例如:施工草率、监控不严,很多施工单位忘记了在梁板预制时或桥台背墙施工时按设计图要求埋设锚固钢筋,事后用打膨胀螺栓或采用打孔加环氧树脂再插钢筋的补救方法替代锚固钢筋。空心梁板顶板混凝土一般只有十多厘米厚,很容易打穿,怎能确保膨胀螺栓的锚固能力与锚固钢筋等同呢?另一种常见的施工通病,就是锚固钢筋顶端标高控制不准。钢筋露出过高,则锚固长度太短,钢筋露出太低,则又无法凿出,与伸缩缝相焊接的锚固钢筋就减少了,使伸缩缝无法在梁板中牢固地“生根”;还有一种常见问题就是不好好保护伸缩缝处的混凝土和预埋锚固钢筋。目前大多的伸缩缝都是待沥青混凝土面层完成后才安装的。在摊铺沥青面层之前,有大量的运输底基层、基层混合料的车辆通过桥面。此时若不采取一定的保持措施而让伸缩缝预埋钢筋在外,任由被过往车辆反复冲击预埋锚固钢筋,极易将伸缩缝处混凝土撞伤、拉裂。

解决的措施是:施工单位要认真看懂图纸,领会设计意图,不要忘记预埋件的埋设,要认真控制好预埋构件的标高。在进行复合桥面施工前,应将伸缩缝预留槽用低标号混凝土浇筑保护好,以便临时通车的需要,待沥青混凝土桥面完成后再开凿出预留槽进行伸缩缝安装施工。同时要特别注意伸缩缝混凝土必须养护到设计强度后才能通车,或者采用半幅施工方法来解决施工车辆必须通行的问题。

2桥面连续处混凝土病害产生的原因分析及解决措施

桥面连续处病害主要有混凝土龟裂、松散、破损,及裂缝反射到沥青混凝土面层上。

2.1设计原因

目前桥面连接设计一般有三种形式。其一是设计成矩形截面钢筋混凝土固结连续板式,这种形式钢筋用量较多,且由于混凝土承受较大的拉应力,容易开裂,雨水下渗易引起钢筋锈蚀;其二是设计成钢筋混凝土铰接连接板式,这种形式虽然因板断开可释放其拉应力,使受力性能得到改善,但板断开后,裂缝会反射到沥青混凝土面层上,而且构造复杂,施工不方便;第三种是用粗钢筋做成连接杆,即在相邻两孔主梁顶面的端部用强度较高的粗钢筋连接,依靠钢筋传递水平力,钢筋的两端锚固在梁顶端部的混凝土内,仅在梁端两支点长度范围内的钢筋包扎上软柔的垫层,使钢筋在垫层内可作微小的上、下移动,以适应梁体由于受荷后的挠曲引起的梁端转动。从理论上看,第三种结构形式似乎要好一些。但由于在结构上仍是采取简支,而桥面连续的形式。两者间肯定会存在一定的应力应变差异,而这种应力应变是不太可能得到完全消除和自由释放的,因此迟早必然会引起连续桥面的开裂和破损。

解决措施是:设计上可将结构简支而桥面连续的结构形式改为先简支后连续的结构形式,这样才能彻底地解决桥面连续处混凝土早期破损的问题。如果仍采用结构简支而桥面连续的形式,则应采用两条假缝的设计,用0.2cm薄层沥青隔离层。

2.2施工原因

一是由于梁板起拱值过大,又未能采取补救措施,而使桥面连接处混凝土增厚,易被压碎;第二原因也很普遍,在连接缝处浇注混凝土时,由于连接缝处钢筋较密,如果施工粗糙漏振或少振造成连接处混凝土内部产生大量空洞,极易造成桥面连接处混凝土破损、龟裂。

解决措施是:施工中,要严格控制预埋压条(木条)的顺直度,不能有上浮或下沉情况发生。如果采用的是切缝,切缝时间要严格控制好,不宜太早也不宜太迟。隔离层要摊铺平顺、紧贴。要加强振捣,严防漏振,产生空洞。桥面连接处混凝土建议采用钢纤维混凝土[2]。

3桥头背墙混凝土病害产生原因分析及解决措施

桥头背墙混凝土病害主要有背墙混凝土开裂、错台或被顶破。

3.1设计原因

桥台背墙混凝土厚度设计偏薄,强度偏低,钢筋较少,常引起桥台背墙混凝土开裂、错台等病害;另外,由于桥头处水泥混凝土路面未设胀缝,温度升高时使得桥台背墙混凝土被顶裂、伸缩缝受到温度升高时挤压变形。解决措施:在遇桥路衔接的桥台背墙设计时,适当增加背墙的配筋或加大背墙混凝土的断面设计尺寸,保证其宽度≮50cm;台背应严格按设计规范设置胀缝等。

3.2施工原因

背墙标高控制有误,使桥台背墙混凝土分两次浇筑。而第二次浇筑的厚度

解决措施:施工中严格控制标高。如发生差错导致背墙后浇混凝土厚度小于50cm时,应敲掉整个背墙重做或凿除一部分混凝土,确保后浇混凝土厚度。对在曲线上的梁板设计长度和预制长度、斜交角度方向及实际施工后的桥跨累计长度都要进行认真的检校和控制。伸缩缝安装前必须彻底清除背墙与梁板端部之间的建筑垃圾,保证梁板安装后有足够的活动间隙。

4桥面混凝土病害产生原因分析及解决措施

桥面混凝土病害包括桥面产生纵向、横向裂纹、龟裂、网裂、积水等。

4.1设计原因

一是支座设计不周密。支座设计简陋或在纵坡、超高较大时,支座上下支承面未进行合理和细致的设计,先天性易造成支座的上下支承面脱空或不密贴,同一块梁板底面的支座不能均衡受力,使梁板成了“翘翘板”,导致桥面铺装层出现开裂,特别是出现沿铰缝处的纵向裂缝;另一方面,由于支座上下支承面未进行合理的纵向坡设计,使梁板的上下面不能形成平顺的纵横坡,而是出现台阶形的上下面,使得桥面铺装厚度不均一,受力差异大,引起桥面开裂。突出例子是在纵坡较大弯道较小的匝道上,支座仍采用普通常规设计,不能有效解决横向超高和纵向纵坡的关系;二是梁板间铰缝设计不合理。良好的铰缝可使单块的梁板连接成具有一定强度和刚度的整体,对桥面荷载起到横向传递分布作用。但在设计过程中却往往将其淡化、简单化,使铰缝的强度和刚度不足,导致桥面开裂问题增多。如大多数双芯空心板的设计,均采用小铰缝形式,梁板侧面无门形腰筋,顶面也不设横向门形铰缝拉结钢筋,就是一个典型的例子。此外,排水孔设计不合理也是一个常见的设计毛病。对复合桥面(上层为沥青混凝土和下层为水泥混凝土的复合桥面铺装),只注重沥青表面排水的设计,而回避下渗水的排水设计,造成下渗水长期滞留在桥面内部侵蚀沥青混凝土,时间一长沥青混凝土就会产生剥落,出现坑洞、松散等病害。

解决措施:一是要重视支座设计,特别是对纵坡、超高较大的支座,一定要考虑进行支座垫石或梁板底面的特殊设计,橡胶支座也要进行单独的设计和量身定做;二是要重视铰缝的设计。尽可能采用大铰缝,且铰缝侧面应有足够的预埋钢筋伸到铰缝内;三是要保证桥面最小设计厚度,必要时应进行调整纵坡变更设计[3]。对于复合桥面,其下层的水泥混凝土铺装层厚度≮10cm,其设计强度采用不低于C40防水混凝土,上层的沥青混凝土铺装层应≮5cm。另外,在梁板设计图中,应明确梁板的理论上拱度和预制时需预设的下拱度;四是对泄水管施工应强调宜低不宜高的原则,保证泄水管畅通无阻。对复合桥面高口泄水管,还可以在泄水管与水泥混凝土相切接的位置加设一定数量的横向小孔,确保下渗水顺利外排。

4.2施工原因

一是支座上下支承面施工不符合要求。不重视盖梁垫石标高、几何尺寸及表面平整度的事先计算和施工测量校核,造成盖梁垫石的施工标高不准、几何尺寸偏离、表面平整度差等通病,使得梁板安装时不得不采用加钢板及抹砂浆等方法进行调高或调平,导致支座的密贴性及梁板的上下面平顺度大大降低。而采用的钢板又未进行防锈处理,时间一长锈蚀脱落,造成支座脱空;二是铰缝施工粗糙。由于铰缝较窄,振捣器很难插入振捣,又不采用钎插辅助捣实,加上吊模漏浆等因素存在,造成绞缝填灌不到底,填灌不密实,使铰缝应有的强度和刚度得不到保证;三是预应力梁板施工控制不力引起的上拱度偏大或相邻梁板上拱度差异较大及存梁时间超过三个月,使上拱度不断增大,造成桥面铺装层厚薄不均变化较大,从而给桥面病害带来严重的隐患。四是桥面铺装层钢筋网铺设位置严重偏底,未起到应有抗裂作用;五是泄水孔施工马虎,设置过高,造成桥面铺装表面及内部积水,诱发桥面破损。

解决措施:一是严格按照设计图纸施工,要严格控制支座垫石或梁板底面标高,特别是对纵坡、超高较大的支座;二是要提高施工工艺的重视程度,严格按施工工艺和施工标准的要求施工,加强混凝土的振捣密实,确保混凝土达到设计的强度标准,及时养护,无空隙、空洞;三是要加强施工现场的管理,科学有序地进行施工。

5结束语

造成桥面病害的主要原因还有其它一些因素。如原材料质量、混凝土配合比、养护等,但其主要原因仍是上述所阐述的几点,只要设计、施工方面能遵照规范并按上述建议和要求尽职尽责做好各自的工作,桥面病害必将大大减少。

参考文献：

[1]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG H11-2004,公路桥涵养护规范[S].

[3]杨文渊.桥梁施工工程师手册[M].北京:人民交通出版社,2000.