橋面混凝土鋪裝層早期裂縫成因及其預防措施

潘海江,陳德智,王 君

(1.黑龍江省樺南縣公路管理站;2.黑龍江省路友工程招標代理有限公司)

1 前 言

橋面鋪裝層也稱行車道鋪裝,其主要功能是保護屬于主梁整體部分的行車道板不受車輛荷重(或履帶)的直接磨損,防止主梁受雨水的侵蝕,并能使車輛輪重的集中荷載起一定的分布作用。橋面鋪裝層在橋梁恒載中約占 20%～30%的比重。特別對于小跨徑橋梁尤為顯著。在橋梁的施工過程中,橋面鋪裝層厚度薄、面積大、要求高、施工難度大。工程質量往往難以保證;在橋梁的使用中,橋梁鋪裝層直接承受荷載的作用和雨水的侵蝕,極易損壞。

2 早期裂縫成因分析

2.1 構造設計的原因

經近年來的調查,橋面混凝土鋪裝層早期縱向裂縫均出現在后張法施工的預應力混凝土鉸接板彎坡橋中。這主要是由于以下原因。

(1)鉸接板底四個橡膠支座難以在一個平面上,即使四個支座在一個平面上,彎坡上四個支座受力也難以一致,施工操作受力時鉸接板震動極易產生縱向裂縫。

(2)后張法施工的預應力混凝土橋面板上拱度不一致(先張法施工的預應力混凝土橋面板張拉力相對較易控制,其上拱度偏差較小),形成階梯,導致鋪裝層厚度不均勻。

調查了幾座預應力和先張法施工的混凝土鉸接板彎坡橋未發(fā)生縱向裂縫就是一個證明。

(3)混凝土鋪裝層強度偏低,配筋量過少,裂縫處剛度過小,也是主要原因之一。

2.2 施工條件的原因

彎坡橋構造復雜,施工難度較大,施工工藝和施工環(huán)境是引起橋面混凝土鋪裝層早期裂縫的主要原因。

(1)板底不平整,蓋梁標高欠準確,受橋板上拱度的影響使板底四個支座不在一個平面上。

(2)鋪裝層鋼筋位置施工操作時被壓得過低,未能發(fā)揮應有的抗裂作用。

(3)混凝土配合比不當或施工時水灰比過大。養(yǎng)護不當,受施工氣溫影響,鉸縫處混凝土強度過弱,極易形成收縮裂縫。

(4)施工操作不當?；炷龄佈b層強度達到設計強度時,才可以通行。在施工過程中,多數橋梁一側已澆鋪裝層混凝土,施工車輛在未澆筑一側通行,使先澆筑的鋪裝層的中央鉸縫拉裂,或是兩側都已澆筑鋪裝層混凝土,施工時車輛在早澆筑部分鋪裝層混凝土上通行,導致另一側未達到強度的鋪裝層鉸縫處拉裂,這是因為施工車輛通行時,離活載較近的中塊附近橫向分配到得荷載較遠處為大。這就說明縱向裂縫大多發(fā)生在橋面中間附近鉸縫處的原因。

3 早期裂縫的預防措施

橋面混凝土鋪裝層產生早期縱向裂縫,對橋面混凝土鋪裝層的耐久性十分不利,會加速混凝土鋪裝層的損壞。但這些裂縫一般很小,在早期(通車前)立即進行處理,則會增加造價和延誤工期,處理難度也相當大。因此,目前一般認為,如果縱向裂縫寬度在允許范圍內,則早期不作處理,視通車后裂縫發(fā)展情況再予處理。但是,這不意味著可以忽視早期縱向裂縫的危害性,在設計和施工時應采取積極有效的預防措施,避免早期裂縫的發(fā)生,并及時觀察,適時處理。

3.1 構造設計的預防措施

(1)彎斜坡橋的鉸接板宜優(yōu)先采用先張法預應力結構,盡量使上拱度保持一致,或有條件的采用現澆法施工的整體板。

(2)研究新型結構,盡量減少支座,如采用肋板式結構。

(3)提高橋面鋪裝層混凝土強度等級,增加鋪裝層鋼筋量,或采用鋼纖維混凝土,提高混凝土的抗裂性。

3.2 施工條件的預防措施

(1)認真制作橋面板和蓋梁,確保尺寸準確。

(2)改善施工工藝,增加墊塊或用短鋼筋固定鋼筋網,保證鋼筋位置準確無誤。

(3)鋪裝層混凝土配合比要科學合理,骨料和砂級配合格,減小水灰比。同時保證鋪裝層和橋面板混凝土的均勻性,以降低鋪裝層混凝土的收縮和減少橋面板上拱度偏差。

(4)施工時盡量避開不利氣溫,加強養(yǎng)護。

(5)整幅施工橋面鋪裝層混凝土,在萬不得已時才采用分幅施工,但要采取適當的措施,控制施工車輛荷載和振動。

(6)后張法施工的橋面板,嚴格控制張拉力,確保張拉力均勻一致。

(7)嚴格操作規(guī)程,按施工技術規(guī)范進行施工,嚴禁違章操作。

4 結束語

橋面混凝土鋪裝層施工是全橋施工的一個重要環(huán)節(jié),是橋梁耐用、美觀的一個重要組成部分,務必引起高度重視。有人曾將澆筑橋面混凝土鋪裝層比作踢足球的“臨門一腳”,其重要性可見一斑。目前,橋梁損壞以橋面鋪裝層損壞最為常見。早期裂縫的發(fā)生,加劇了橋面混凝土鋪裝層的損壞,因此要采取積極的預防措施,防患于未然,對于后期損壞現象,要及時進行處理,維修,以免嚴重損壞橋面,影響行車和結構安全。