公路橋梁設(shè)計(jì)及防水措施淺析

吳光強(qiáng)　柳文正

摘 要：近些年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷蓬勃發(fā)展，政府部門加大了對(duì)公路工程的扶持力度，這也就促進(jìn)了我國(guó)公路建設(shè)工業(yè)；同時(shí)，隨著社會(huì)科技技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，相關(guān)部門對(duì)公路施工的質(zhì)量提出了更高的要求。本人將進(jìn)一步對(duì)公路橋梁的設(shè)計(jì)和防水施工上作出進(jìn)一步的討論和分析，并就其中存在的問題提出一些改良措施和改進(jìn)意見。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；設(shè)計(jì)；施工；防水措施

近幾年，隨著我國(guó)政府的“要想富，先修路”口號(hào)的提出，各級(jí)政府也相應(yīng)了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，公路建筑工程也隨之在全國(guó)各地展開而來(lái)。根據(jù)實(shí)踐的建筑施工以及公路出現(xiàn)的損壞情況表明，我國(guó)目前建筑企業(yè)在具體的橋梁設(shè)計(jì)和施工上存在著不少的缺陷。本文將主要就我國(guó)二級(jí)公路的現(xiàn)狀進(jìn)行概述，主要存在的問題有以下：

1 公路橋梁設(shè)計(jì)和防水措施中存在的問題

1.1 公路橋梁設(shè)計(jì)中存在的缺陷

1.1.1 設(shè)計(jì)方案缺少理論依據(jù)

在我國(guó)目前的公路橋梁建筑工程中，企業(yè)委派的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，沒有把重點(diǎn)放在橋梁主體結(jié)構(gòu)的耐久性以及延長(zhǎng)其使用年限，而是更看中橋梁主體結(jié)構(gòu)的建筑強(qiáng)度；另外，由于把重點(diǎn)放在橋梁主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度上，這就導(dǎo)致了設(shè)計(jì)人員的主要目標(biāo)是采用各種措施使得橋體變得更堅(jiān)固，從而忽略了橋梁橋體的實(shí)際使用年限，進(jìn)而致使橋梁在施工完成后，橋體結(jié)構(gòu)內(nèi)存在著不少的隱患處，致使橋梁橋體的強(qiáng)度大，但往往實(shí)際使用的年限達(dá)不到施工要求的年限。這是由于在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)過程中，我國(guó)建筑企業(yè)及單位的設(shè)計(jì)人員普遍把橋梁橋體當(dāng)作一個(gè)靜態(tài)的事物，在設(shè)計(jì)思考中沒有將橋梁的用途考慮在內(nèi)，其運(yùn)用的僅僅是靜態(tài)理論知識(shí)，沒有意識(shí)到公路橋梁在實(shí)際使用中會(huì)受到外界眾多因素的干擾，如：風(fēng)吹雨打、日曬雨淋、車輛運(yùn)行等，在設(shè)計(jì)過程中沒有參考實(shí)際應(yīng)用的理論依據(jù)，從而致使根據(jù)設(shè)計(jì)方案實(shí)行的施工達(dá)不到施工要求。

1.1.2 施工操作的不規(guī)范

影響公路橋梁施工質(zhì)量的因素，出了設(shè)計(jì)方案缺少理論依據(jù)外，還有施工操作的不規(guī)范，這也是致使實(shí)際施工達(dá)不到施工要求的一大主要原因。在近幾年中，根據(jù)實(shí)際調(diào)查報(bào)告顯示，在我國(guó)目前的公路橋梁建筑施工中，存在著一部分的橋梁建筑在建成后的不久，出現(xiàn)橋梁橋面出現(xiàn)裂縫、橋體出現(xiàn)裂縫、橋面部分坍塌等諸多質(zhì)量問題。這些質(zhì)量問題的快速出現(xiàn)，主要是由于在實(shí)際橋梁施工中，存在的諸多問題：①在負(fù)責(zé)施工的企業(yè)內(nèi)，施工人員技術(shù)水平不高，企業(yè)不重視技術(shù)提高以及技術(shù)培訓(xùn)，致使在實(shí)際施工中存在不規(guī)范操作，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題；②企業(yè)沒有建立或完善管理機(jī)制，致使施工過程中的管理及監(jiān)督不到位，如偷工減料，造成橋梁施工中存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題；③購(gòu)買的材料較為劣質(zhì)以及施工機(jī)械較為落后，造成建筑施工的不達(dá)標(biāo)。

1.2 公路橋梁防水中存在的問題

1.2.1 混凝土問題

混凝土是我國(guó)目前公路橋梁建筑中普遍采用的基本材料，在施工中，混凝土一方面對(duì)橋梁的橋體起到穩(wěn)固作用，提高橋體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性；另一方面也為橋梁橋體起到防水的作用，防止橋體受雨水的腐蝕。若在施工中，使用的混凝土和易性不佳，就會(huì)降低其防水性能的正常效果，致使混凝土表層內(nèi)形成氣泡，氣泡水分蒸發(fā)導(dǎo)致混凝土表層形成蜂窩小孔，長(zhǎng)久以后，混凝土表面產(chǎn)生裂縫，造成橋梁橋體嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

1.2.2 防水措施的技術(shù)問題

我國(guó)在公路橋梁建筑施工中采取的防水措施，主要是沿用傳統(tǒng)的工藝和學(xué)習(xí)國(guó)外的技術(shù)，一方面受我國(guó)公路橋梁建筑施工發(fā)展時(shí)間較短的影響，另一方面則是因?yàn)樵谑┕こ跗跊]有重視防水措施的實(shí)際使用。防水措施的技術(shù)水平較低，是造成橋梁橋體受雨水腐蝕進(jìn)而大大縮減了橋梁實(shí)際使用年限的又一因素。

2 公路橋梁設(shè)計(jì)的原則及要求

2.1 公路橋梁的設(shè)計(jì)原則

公路橋梁的設(shè)計(jì)原則，根據(jù)橋梁的上下分布主要分為兩個(gè)部分：

2.1.1 公路橋梁上部的設(shè)計(jì)原則

公路橋梁上部的設(shè)計(jì)原則，主要在于重視橋梁上部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，如主梁、搭板、伸縮縫等，在主梁的設(shè)計(jì)上：對(duì)于跨徑在10m內(nèi)的主梁，設(shè)計(jì)原則一般采用通用的混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)，若單孔跨徑超過10m，則應(yīng)當(dāng)選用含預(yù)應(yīng)力技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)；若橋梁長(zhǎng)度小于100m或單孔跨徑小于20m，即宜選用空心板結(jié)構(gòu)；若施工的橋梁跨河，難以利用支架進(jìn)行澆筑工作，則應(yīng)當(dāng)選用連續(xù)的空心板結(jié)構(gòu)。另外，考慮到實(shí)際橋梁橋面的平曲線以及通車運(yùn)營(yíng)時(shí)的平穩(wěn)性，就應(yīng)當(dāng)在施工中適當(dāng)減少伸縮縫數(shù)量，如單孔跨徑16m以內(nèi)的橋梁，在設(shè)計(jì)中僅需1道伸縮縫即可，注意在另一端利用連續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，確保橋面的平曲線；若單孔跨徑大于16m，應(yīng)當(dāng)將伸縮縫施工在橋墩，利用連續(xù)對(duì)橋兩端進(jìn)行施工，這不僅是考慮通車運(yùn)營(yíng)時(shí)的平穩(wěn)性，更是減少安全事故的發(fā)生幾率。

2.1.2 公路橋梁下部的設(shè)計(jì)原則

橋臺(tái)和橋墩等結(jié)構(gòu)構(gòu)造是進(jìn)行橋梁下部設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的，在橋臺(tái)的設(shè)計(jì)上：填土高度對(duì)于保障橋臺(tái)的質(zhì)量具有重要作用，一般而言，在軟土土層的路段，填土高度應(yīng)當(dāng)保持在6m內(nèi)，在一般土層的路段，填土高度適宜保持在10m內(nèi)；同時(shí)，橋臺(tái)的受力方式一般都會(huì)采用重力式，這主要考慮到施工方便和成本控制，對(duì)于8m以上臺(tái)身的墻面，一般而言宜用斜坡，斜率為10：1，需要注意的是對(duì)于水平方向存在高度差的地面，則應(yīng)當(dāng)選用階梯式的前墻設(shè)計(jì)方式。在橋墩的設(shè)計(jì)上：若橋梁設(shè)計(jì)為一般結(jié)構(gòu)，宜使用框架式橋墩，即直接在橋墩上蓋梁；若在水平方向存在高度差的地面，選用樁柱式橋墩更符合設(shè)計(jì)原則；若橋梁不同跨徑的橋孔的斜交角在30°以內(nèi)，則橋墩設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用雙柱式；若橋梁不同跨徑的橋孔的斜交角在30°以外，則橋墩設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用三柱式。

2.2 公路橋梁設(shè)計(jì)的要求

2.2.1 設(shè)計(jì)和環(huán)境的結(jié)合

橋梁的設(shè)計(jì)需要根據(jù)實(shí)際的地理環(huán)境，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和環(huán)境的結(jié)合，這是公路橋梁設(shè)計(jì)的第一個(gè)要求。一般而言，公路橋梁的設(shè)計(jì)，是為了保障建成后的質(zhì)量，這是進(jìn)行施工的首要目標(biāo)；同時(shí)，考慮到橋梁建成后的經(jīng)濟(jì)成本以及美觀價(jià)值，則需要確保設(shè)計(jì)中要將實(shí)際環(huán)境作為參考依據(jù)。

2.2.2 達(dá)荷載標(biāo)準(zhǔn)

達(dá)荷載標(biāo)準(zhǔn)，這是公路橋梁設(shè)計(jì)的第二個(gè)要求，公路橋梁的建設(shè)，是為了實(shí)現(xiàn)交通便利和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，達(dá)到通車荷載標(biāo)準(zhǔn)，這是公路橋梁實(shí)現(xiàn)其使用價(jià)值的必須要求。表1為公路-Ⅰ級(jí)的車道荷載與汽車-超20級(jí)這兩種荷載：

3 公路橋梁的防水措施

對(duì)建成的公路橋梁采取相應(yīng)的防水措施，這對(duì)于避免橋梁主梁、橋面等出現(xiàn)裂縫、坍塌等情況的質(zhì)量問題具有重要作用，同時(shí)也是對(duì)延長(zhǎng)橋梁實(shí)際使用年限的有效措施。主要的防水措施有以下兩個(gè)方面：

3.1 建立防水體系

防水體系的建立和實(shí)施步驟主要分為四個(gè)部分：①橋面的清潔工作，對(duì)整體橋面的外觀進(jìn)行簡(jiǎn)單的清理，如油污、浮漿等污漬，保持橋梁橋面的干凈；②基層處理劑的涂刷工作，使用配套的處理劑進(jìn)行均勻涂刷工作，需要引起注意的是，在實(shí)施熱熔操作的基層處理劑作業(yè)時(shí)，要確保橋面是在干燥狀態(tài)，若橋面處于潮濕狀態(tài)則可能發(fā)生安全事故；③防水層的鋪貼工作，先使用噴燈等設(shè)備對(duì)橋面和防水卷層進(jìn)行均勻加熱操作，再?gòu)棾鱿缕旅娴幕鶞?zhǔn)線，待橋面干燥和卷材外層出現(xiàn)融化情況后及時(shí)進(jìn)行鋪貼工作；④接縫處的密封工作，完成鋪貼工作后，需要注意接縫處的密封情況，使用噴燈對(duì)接縫處進(jìn)行加熱處理，做好密封處理。

3.2 具體防水措施

嚴(yán)格設(shè)計(jì)和控制混凝土的配合比和澆筑的施工質(zhì)量，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生氣泡，從而影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，條件允許情況下利用機(jī)械設(shè)備對(duì)混凝土表層進(jìn)行清理工作；嚴(yán)格控制伸縮縫的施工，首先確保施工操作的規(guī)范性，其次使用防水性能較好的材質(zhì)，最后確保鋼梁的受力安全情況，保證其位移的均勻性。

4 總 結(jié)

做好公路橋梁的設(shè)計(jì)和防水措施，才能確保橋梁施工的質(zhì)量，才能實(shí)現(xiàn)橋梁實(shí)際使用年限達(dá)到施工要求，才能保障公路橋梁正常運(yùn)營(yíng)的安全性，才能真正促進(jìn)和推動(dòng)我國(guó)公路橋梁建筑業(yè)的發(fā)展。做好公路橋梁的設(shè)計(jì)和防水措施工作，不僅是施工企業(yè)在實(shí)際施工中所迫求的，同時(shí)更是做好橋梁施工質(zhì)量和減少安全事故要求的。

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