橋面混凝土鋪裝層常見病害及施工要點(diǎn)分析

張晉虎

(太原市市政工程總公司，山西太原 030003)

目前，我國橋梁混凝土橋面鋪裝的設(shè)計(jì)與施工大多沿用傳統(tǒng)施工做法，部分橋梁橋面鋪裝層在開放交通不久逐漸出現(xiàn)起皮露骨、剝落、開裂、破碎等病害，嚴(yán)重影響了乘坐舒適性和行車安全，同時(shí)也減少了橋梁使用壽命。治理橋面混凝土鋪裝層常見病害，進(jìn)一步提高橋面行車安全性和行車舒適度，保證橋梁設(shè)計(jì)壽命就顯得尤為重要了。

1 橋面鋪裝的形式與作用

橋面鋪裝是利用瀝青混凝土、水泥混凝土或是高分子聚合物等材料鋪筑在橋面板上;常用的橋面鋪裝有水泥混凝土鋪裝，瀝青混凝土鋪裝兩種形式，有設(shè)置防水層的橋面，也有采用防水混凝土鋪裝的形式。橋面鋪裝用來保護(hù)橋面板，防止機(jī)動(dòng)車輪或履帶直接磨耗橋面板，保護(hù)主梁免受雨雪及有害物質(zhì)的直接侵蝕，同時(shí)，借以分散車軸上的集中荷載，鋪裝質(zhì)量較高的橋面具有良好的行車舒適度及橋面平整度。

2 橋面混凝土鋪裝層的病害成因

2.1 混凝土澆筑厚度不足

一方面，設(shè)計(jì)人員在預(yù)應(yīng)力梁起拱高度設(shè)計(jì)時(shí)，對橋面厚度的影響考慮不周，特別對于跨度大的預(yù)應(yīng)力預(yù)制梁板或現(xiàn)澆連續(xù)梁，預(yù)拱度大，對橋面鋪裝層厚度的影響更為突出。

另一方面，在施工階段，施工橋梁墩臺(tái)下部構(gòu)造和梁板時(shí)，存在施工誤差累積的影響，當(dāng)出現(xiàn)墩、臺(tái)的標(biāo)高累計(jì)正誤差、梁板拱度或反拱正誤差時(shí)，導(dǎo)致局部橋面鋪裝層厚度過薄，減弱了混凝土橋面鋪裝層的剛度以及相應(yīng)的承載力。

2.2 橋面混凝土施工配比使用不嚴(yán)

在橋面混凝土施工中，有的施工隊(duì)伍為追求施工速度，考慮施工方便，私自增大鋪裝混凝土坍落度或泵送混凝土的水灰比，石骨料中砂率偏大、砂石級配差，導(dǎo)致混凝土的和易性差，強(qiáng)度偏低。有的施工單位圖省錢省事，采用小型拌和機(jī)現(xiàn)場拌制，混凝土配合比發(fā)生了變化，有時(shí)振搗也不符合要求。

2.3 混凝土結(jié)構(gòu)層粘結(jié)不牢

梁板表面未按照設(shè)計(jì)鑿毛或鑿毛的密度和深度未達(dá)到要求，降低了橋面混凝土鋪裝層與梁板間的結(jié)合力。

2.4 混凝土橋面鋼筋網(wǎng)設(shè)置高度定位不準(zhǔn)

一般設(shè)計(jì)要求橋面混凝土鋪裝層鋼筋網(wǎng)保護(hù)層厚度3 cm，鋼筋網(wǎng)基本位于橋面混凝土鋪裝層中部偏上，但在橋面混凝土澆筑中，受運(yùn)輸機(jī)具碾壓、施工人員踩踏等因素影響，導(dǎo)致鋼筋網(wǎng)變形，向下移位。尤其是負(fù)彎矩區(qū)的橋面混凝土鋪裝層鋼筋網(wǎng)更易出現(xiàn)緊貼梁板鋼筋網(wǎng)設(shè)置定位不準(zhǔn)的病害。

2.5 混凝土接縫施工不當(dāng)

一般設(shè)計(jì)要求橋面鋪裝力求少設(shè)施工縫，但不少施工單位不按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求設(shè)置施工縫，鋪裝層澆筑混凝土的間歇時(shí)間超過規(guī)范或設(shè)計(jì)要求(一般不宜超過1 h)，不按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求鑿毛等情況，都是影響橋面鋪裝混凝土連續(xù)性和整體性并造成病害的原因所在。

2.6 交通管制不力

在橋面混凝土鋪裝層澆筑后尚未達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的強(qiáng)度，鋪裝混凝土變形尚未完全穩(wěn)定的情況下，因?yàn)楦鞣N原因提前放開通車，導(dǎo)致橋面鋪裝層過早承受沖擊、重載。另外，由于現(xiàn)代交通量的增加，高密度車輛運(yùn)行、超載車輛的不斷增加，嚴(yán)重的增加了橋面混凝土鋪裝層負(fù)荷;同時(shí)，車輛軸載的重型化對橋梁鋪裝層直接帶來了大的沖擊力，并且在橋頭、橋面變形不平整處或伸縮縫處產(chǎn)生的沖擊力更大，使橋面出現(xiàn)病害的幾率會(huì)更高。

2.7 混凝土養(yǎng)生環(huán)境不好

有時(shí)候由于趕工或其他需求的原因，橋面鋪裝恰好趕在大風(fēng)天氣里施工，混凝土干縮速度明顯加快。有的泵送混凝土除摻入外加劑外，還加大了水泥用量和水灰比，促使溫縮和干縮裂縫的發(fā)育。在這些情況下，施工單位未能及時(shí)或特別的進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)生，就造成橋面過早出現(xiàn)病害。

2.8 主梁設(shè)計(jì)不足

為減輕橋梁恒載，部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師采用高強(qiáng)度鋼筋或利用增加鋼筋用量的辦法達(dá)到減薄梁板厚度的目的，使得橋面板剛度不夠，在重荷載的作用下會(huì)發(fā)生較大變形。同時(shí)，在各類機(jī)動(dòng)車輛負(fù)荷沖擊與車輛震動(dòng)的不斷重復(fù)作用下，橋梁梁板、混凝土鋪裝層都將出現(xiàn)疲勞裂縫，且這種病害易急速擴(kuò)大;在連續(xù)梁橋、系桿拱等橋形的負(fù)彎矩區(qū)，在受到拉應(yīng)力作用時(shí)，橋面混凝土鋪裝層產(chǎn)生裂縫病害的可能性更大。

3 橋面鋪裝層混凝土施工要點(diǎn)

橋面混凝土鋪裝層常見的病害與相關(guān)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和管理方面的缺陷、漏洞存在一定聯(lián)系。因此，優(yōu)化設(shè)計(jì)、細(xì)化工藝，強(qiáng)化監(jiān)管，克服習(xí)慣性做法的通病，逐步構(gòu)建成熟、規(guī)范、完善的高速公路橋面鋪裝層設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)管新體系，是擺在工程建設(shè)者面前的需要通過長期努力來逐步解決的任務(wù)和要求。

1)混凝土鋪裝前應(yīng)將梁板面清理干凈，清除浮漿、采用鑿毛風(fēng)鎬對梁頂面鑿毛、人工去除表面松散的混凝土、用大型吹風(fēng)設(shè)備或高壓水槍清除浮漿及油跡等雜物。對梁板頂面詳細(xì)的檢查、補(bǔ)鑿、清理。橋面鋪裝層混凝土澆筑宜避開高溫及大風(fēng)天氣。

2)綁扎鋪裝層鋼筋網(wǎng)時(shí)，按照規(guī)范或施工工法先在梁板頂面劃線，鋪設(shè)并綁扎鋼筋網(wǎng)片，并做到橫平豎直為準(zhǔn)，保證鋪裝層網(wǎng)片交叉點(diǎn)采用扎絲成梅花形布置，綁扎牢固可靠，鋼筋接頭注意錯(cuò)位符合規(guī)范要求。

3)混凝土鋪裝前在橋面兩邊每3 m設(shè)置一個(gè)縱向控制點(diǎn)，把各邊控制點(diǎn)利用墨線連成一線，軌道采用2 cm鋼帶，將軌道沿墨線縱向布置。在控制點(diǎn)處鉆孔，準(zhǔn)備長度約90 mm鋼筋，錨固深度30 mm以上，外露50 mm左右。為使得橋面設(shè)計(jì)高程與軌道頂面高程一致，利用水準(zhǔn)儀或全站儀在錨固鋼筋上標(biāo)注橋面標(biāo)高，焊接頂托架立軌道。一般宜將軌道支撐每間隔1 m加密1個(gè)支撐點(diǎn)，用高強(qiáng)度砂漿塞墊密實(shí)軌道下方空隙，以保證軌道剛度要求。用標(biāo)定過的鋁合金水平尺檢驗(yàn)軌道表面平整度。

4)采用鋼筋頭切割成長度基本一致的短節(jié)鋼筋呈梅花形布置支墊綁扎好的鋼筋網(wǎng)片，利用兩邊確定的軌道拉線控制網(wǎng)片頂面標(biāo)高符合要求，確保網(wǎng)片保護(hù)層厚度，為保證網(wǎng)片整體剛度，短節(jié)支墊鋼筋宜適當(dāng)加密。

5)鋪裝層混凝土澆筑前，可采用高壓風(fēng)槍或水槍清除橋梁板上表面，確保梁板上無雜物，同時(shí)應(yīng)灑水充分濕潤梁板表面，但不得積水。

6)鋪裝層混凝土配合比按批準(zhǔn)后的進(jìn)行執(zhí)行，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制橋面鋪裝層混凝土坍落度和粗細(xì)料規(guī)格，選擇優(yōu)質(zhì)骨料，在符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的情況下其配合比可適當(dāng)增加砂率。

7)鋪裝層混凝土應(yīng)用專用車輛如泵車等輸送，禁止碾壓損傷鋼筋網(wǎng)。混凝土鋪裝層澆筑過程中，局部區(qū)域人工布料、攤鋪時(shí)，應(yīng)使用鐵楸反扣，嚴(yán)禁使用摟杷拋擲，澆筑混凝土要從下向上從低向高連續(xù)工作。

8)按照設(shè)計(jì)要求有伸縮縫的橋面，先連續(xù)澆筑完成鋪裝混凝土，然后按照設(shè)計(jì)與規(guī)范要求切縫、安裝伸縮縫。

9)橋梁設(shè)計(jì)階段應(yīng)保證必要的排水設(shè)計(jì)和水量計(jì)算，橋面排水達(dá)到規(guī)范要求，避免排水不及時(shí)引發(fā)水害破壞。

10)振搗梁鋪裝混凝土過程中，要專門設(shè)人員控制振搗梁的行駛速度，確?；炷龄佈b層的飽滿度、密實(shí)度及平整度。

11)鋪裝層混凝土澆筑振搗時(shí)采用插入式振搗器先進(jìn)行振搗，按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求各類骨料分布均勻，振搗器插入時(shí)間每次不少于20 s，而后采用平板振搗器對鋪裝層混凝土全面交錯(cuò)縱橫振搗，振搗面重合應(yīng)保證在100 mm～200 mm，每次振搗時(shí)間不少于30 s，邊角處的鋪裝層混凝土可采用插入式振搗器振搗密實(shí)，最終用振搗梁沿軌道方向進(jìn)行全幅振搗，直至振搗密實(shí)。

12)混凝土鋪裝層澆筑振搗完畢，施工人員在作業(yè)面上設(shè)置抹面操作臺(tái)，用木抹進(jìn)行第一次抹面、找邊，并排出混凝土鋪裝層表面的水泥漿，同時(shí)應(yīng)控制好大面平整度?；炷龄佈b層初凝前，采用鋼抹子控制好局部平整度進(jìn)行二次抹面。鋪裝層混凝土在二次抹面后即用尼龍絲刷進(jìn)行表面拉毛，然后采用土工布覆蓋養(yǎng)生，養(yǎng)生期應(yīng)符合規(guī)范要求不少于7 d。為防止表面起皮，鋪裝層混凝土養(yǎng)生初期不宜過多灑水。

13)橋面混凝土鋪裝層未達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí)，禁止車輛通過。橋頭處應(yīng)封閉并設(shè)警示標(biāo)識(shí)和障礙。

橋面混凝土鋪裝層的施工往往被人們忽視，但該結(jié)構(gòu)層的好壞卻直接影響到了整座橋梁的使用安全與壽命，在橋面鋪裝層施工組織中，我們一方面要按照規(guī)范、設(shè)計(jì)施工，認(rèn)真對待上述施工要點(diǎn)中所提到的要求，同時(shí)，在施工組織管理中要使用專業(yè)的施工隊(duì)伍、專用的施工設(shè)備、專職的監(jiān)管人員、專項(xiàng)的檢測手段。

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［3］張 磊.江陰大橋鋼結(jié)構(gòu)鋪裝橋面病害機(jī)理研究［D］.南京:東南大學(xué)，2004.

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