水泥混凝土桥面铺装病害问题分析
2015-07-20
1水泥混凝土桥面铺装破损的原因分析
1.1桥面铺装层厚度不足
在梁板施工过程中,施工单位和监理单位的质量保证体系不完善,验收各环节把关不严,造成成型的梁板尺寸过高;以及支座的高程控制不严,高于设计高程;或者梁板的倾斜度过大,或者由于调整桥面纵横坡等因素均可能造成梁板顶面高程高出设计值,因此造成了桥面铺装层厚度局部过薄,设计一般为8 ～12 cm,且规范要求不宜小于8 cm。由于上述原因,造成桥面铺装局部厚度不足,其刚度、耐磨耗的功能大大降低,进而引起桥面铺装的早期损坏。
1.2桥面铺装层与主梁表面混凝土结合差,不能形成一体
在桥面铺装施工前,对梁板顶部的清理不彻底,梁板凿、刷毛效果差,表层的浮浆、泥、油污、松散混凝土清理不净,主梁表面未凿毛或凿毛的密度和深度不够,这些都严重影响桥面铺装层与梁顶面混凝土之间的结合力,破坏了水泥混凝土的整体性,在车辆荷载的反复作用下,桥面铺装层就容易出现开裂、松散等情况。
1.3桥面铺装层钢筋网变形、定位不准确
桥面铺装钢筋网一般设计要求在3 ∶7,即处在中上部,但在实际施工过程,钢筋定位不准确,采用的支垫措施不到位,或贴于梁顶面、或位于下部;以及在浇注水泥混凝土过程中,由于不能经受施工人员人为踩踏、运输机具碾踏等因素的影响,导致钢筋网严重变形,严重削弱了钢筋网承受荷载的能力,尤其是负弯矩区的桥面铺装层,更容易因之而出现桥面裂缝等早期损坏现象。
1.4梁板设计断面过小,梁板中部预拱度过大
在梁板设计过程中,为满足经济的要求,尤其是T梁,断面越来越小,这样刚度比度受影响,预拱度很大,在运营过程中挠度也很大。这样如果按照规范要求安放梁板,在保证了支座处的铺装厚度的情况下,梁跨中的厚度就得不到保证;同时由于施工过程中,混凝土的离散性较大,对预应力的施加不均匀等原因的影响, 这样同批生产的梁板, 跨中拱度不同。
1. 5防水混凝土强度过低
由于设计普遍存在的梁板强度与铺装防水混凝土的强度不同的情况,比如很多桥面铺装的混凝土强度设计等级为C30,而梁板的混凝土强度为C40、C50,在车辆荷载的作用下,桥面铺装混凝土受力状态很复杂,由于强度低,也易造成破坏;同时在施工过程中,对桥面铺装混凝土的施工质量重视不足,采用的原材料质量低劣、砂率过大、水灰比控制不严、砂石料的级配控制差、抗渗强度不足、混凝土拌和物和易性差以及施工过程中振捣不够等因素造成混凝土出现蜂窝、气孔过多等缺陷,造成其强度降低,耐久性不足,均破坏了铺装层的整体性,降低了其抗裂、抗冲击、抗弯曲及耐磨的能力。
1. 6养生措施不到位,混凝土干缩影响
桥面铺装若赶在大风天气施工,或施工完成后不及时进行全覆盖、全湿润养生,或刚施工完成后,认为踩踏外露钢筋等因素,都易出现早期裂缝,裂缝深度多在5 ～20 mm 之间,施工质量将大受影响。目前普遍存在着忽视混凝土养生现象,这更加促使温度收缩和干缩裂缝的发育,造成桥面的过早损坏。
1. 7施工缝处理不当
桥面铺装应力求少设施工缝,需设置施工缝的也应设在墩台顶的位置。桥面不宽时以全幅一次性浇注为好,桥面宽度大的可以分隔带为分界面。但不少施工单位在进行桥面铺装时随意设置施工缝,且对施工缝的处理也不当(如不按规范凿毛等) 。此外,浇注混凝土过程中出现的间歇时间太长(一般不宜超过1 h) ,又没有按规定设置施工缝。这些都严重地影响混凝土的连续性和整体性。
2预防措施
2.1设计方面
2.1.1铺装层必须具有足够的厚度，以适应行车速度高、载重量大和车流量大的需要。因为厚度达，则刚度大，车辆局部集中荷载作用下所产生的桥面铺装局部拉应力亦相应减少，铺装层就越难发生拉伸破坏。根据车速、载重量、车流量情况，可加大铺装层厚度约为12-18cm.
2.1.2铺装层钢筋不应单纯按构造钢筋配置，而应更多地考虑按受力筋配置。必须具有足够的含筋率，大桥和特大桥考虑配置上下层纵横方向的钢筋，以承受铺装层因局部集中荷载作用下所产生的拉应力。可采用双层钢筋网，钢筋直径8-10mm，上层网距15cm×15cm，下层间距20cm×20cm，纵横向尽可能保证连续。
2.1.3由于桥面铺装层中，任何缝隙都会激发更严重的应力集中，因此这些缝隙便成了桥面的薄弱环节，是桥面铺装混凝土破坏的“起点”。因此，在满足功能要求的前提下，尽可能减少各种缝隙，在铺装层钢筋网间距较密的情况下，可大大减少各种假缝数量，纵向工作缝应设置在车道分界线及车道之外，以减少荷载对缝隙的作用次数。
2.1.4目前桥梁上部结构设计，多采用空心板梁，虽然结构整体能满足强度要求，但由于梁体刚度较小，产生的挠度较大，在车辆荷载作用下，梁体的反复挠曲变形加上反复的局部弯沉变形，必然会加快桥面铺装层的破坏。
2.2施工方面注意的问题
2.2.1在温差较大季节及炎热天气，要避开中午高温时施工，安排下午开始至夜间施工为宜。这样可避免产生温差拉应力而引起裂缝。
2.2.2为了确保梁体与铺装紧密结合，共同作用，铺装层钢筋与梁体预埋钢筋最好用搭焊方式相连，焊缝长度及质量等应满足施工规范要求，进行铺装施工前，必须对梁体表面的砂浆等杂物进行凿除、清洗，并充分凿毛，以防止铺装层与梁体在车辆荷载作用下发生脱离，铺装层易遭破坏。
2.2.3铺装层纵横钢筋必须穿过各种缝隙，并保持每根纵横钢筋连续，以承受由于混凝土收缩变形或变温作用以及车辆荷载作用下引起的拉应力，避免缝隙的过早破坏。
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过程中收缩，水灰比（坍落度）越大，收缩越大，水泥混凝土收缩产生的拉应力越大，桥面就越容易产生收缩裂纹。因此严禁使用泵送混凝土浇筑桥面，因为泵送混凝土一般坍落度较大，常达13—18cm.在使用塑性混凝土浇筑桥面时，应采取真空吸水法施工，尽可能把多余水分吸出。
送混凝土浇筑桥面，因为泵送混凝土一般坍落度较大，常达13—18cm.在使用塑性混凝土浇筑桥面时，应采取真空吸水法施工，尽可能把多余水分吸出。
2.2.5必须保证铺装层混凝土全面覆。覆盖洒水养护，在≥7天养护期间内连续保持混凝土的湿润状态，以保证混凝土强度正常增长。
2.2.6采用外加剂应慎重，因为有些外加剂会增加混凝土收缩，有些会降低混凝土后期强度。因此，在需要使用某种外加剂时，必须查明有何副作用，并严格控制其用量。桥面铺装病害多种多样，引起的原因是多方面的，应针对其成因，采用预防为主的原则，加强设计施工等方面的管理，确保结构安全和避免不必要的损失。
3结束语
水泥混凝土桥面铺装虽然在设计过程中不考虑直接参与受力的要求,但却对荷载分布起到重要作用,因此其质量不能忽视。针对桥面铺装成因，应采用预防为主的原则，加强设计施工等方面的管理，确保结构安全和避免不必要的损失。
