孫展望
(中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司,貴州 貴陽 550003)
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水泥混凝土橋面鋪裝設(shè)計(jì)要點(diǎn)
孫展望
(中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司,貴州 貴陽 550003)
水泥混凝土橋面鋪裝層直接承受車輛輪壓的作用,既是保護(hù)層,又是受力層,因此,應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、良好的整體性以及抗沖擊和耐疲勞的特性,同時(shí),還應(yīng)具有防水性及溫度變化的適應(yīng)性能。
水泥混凝土;鋼筋網(wǎng);橋面鋪裝
按二級(jí)及二級(jí)以上公路橋梁水泥混凝土橋面鋪裝提出設(shè)計(jì)要點(diǎn)。三級(jí)及三級(jí)以下公路橋梁的水泥混凝土橋面鋪裝,可根據(jù)具體情況適當(dāng)簡(jiǎn)化。
1.1 強(qiáng)度等級(jí)
應(yīng)不低于車道板混凝土的強(qiáng)度等級(jí),且不小于C40。
1.2 宜采用纖維混凝土
以下幾種可供選擇。
(1)聚丙烯纖維
主要物理力學(xué)指標(biāo):長度10~19cm;直徑18~65μm;抗拉強(qiáng)度276~650MPa;彈性模量3.79×103MPa;極限伸長率15%~18%;密度0.91g/cm3;吸水性<0.1%。
摻入量:1~1.50kg/m3。當(dāng)主要為了解決混凝土早期塑性裂縫時(shí),摻量可以較少,如需同時(shí)克服溫度裂縫時(shí),摻量應(yīng)增大。但最大摻入量不應(yīng)超過2.275kg/m3(相當(dāng)于纖維體積率0.25%),否則將影響纖維在水泥漿中的分散性。另外,在特重及重交通情況下,摻量可適當(dāng)提高。纖維長度、直徑和抗拉強(qiáng)度的選擇,應(yīng)通過配合比試驗(yàn)確定。
纖維形狀:?jiǎn)谓z纖維和網(wǎng)狀纖維兩種均可采用。但網(wǎng)狀纖維在水泥漿中的分散性優(yōu)于單絲纖維。當(dāng)摻量較大時(shí),應(yīng)采用網(wǎng)狀纖維。
施工要求:攪拌時(shí)間應(yīng)比普通混凝土延長60s左右;適當(dāng)增加減水劑,以改善和易性。通過配合比試驗(yàn)確定摻量。
(2)改性聚丙烯纖維
普通聚丙烯纖維柔性大、不吸水,因此在水泥漿中易打團(tuán),特別是摻量較大時(shí),這一缺點(diǎn)更為突出。改性聚丙烯纖維,主要是增大了纖維的彈性模量和強(qiáng)度,提高了與水泥漿的粘結(jié)力。主要優(yōu)點(diǎn):分散性、粘結(jié)性、抗?jié)B性和抗老化均優(yōu)于普通聚丙烯纖維。
改性聚丙烯纖維的其它指標(biāo)與普通纖維接近。
改性聚丙烯纖維的滲入量:可在0.9~1.2kg/m3之間選用。纖維長度宜用19mm。改性聚丙烯纖維的生產(chǎn)廠:天津市欣晟建筑纖維公司。詳細(xì)技術(shù)資料可向該公司索取。
(3)聚丙烯腈纖維(即碳纖維原絲,代號(hào)PAN)
主要物理力學(xué)指標(biāo):長度有6、12、24mm三種;直徑13μm;抗拉強(qiáng)度500~910MPa;彈性模量7.5×103~21×103MPa;極限伸長率11%~20%;密度1.18g/cm3;吸水性<2%。
摻入量:0.8~1kg/m3。PAN市場(chǎng)價(jià)為55元/kg~70元/kg。
聚丙烯腈纖維混凝土的主要優(yōu)點(diǎn):在水泥漿中有很好的分散性,與水泥漿有很強(qiáng)的結(jié)合力,有優(yōu)良的抗裂性和抗?jié)B性,對(duì)橋面防水效果顯著,能大幅提高混凝土抗碳化的能力和抗凍性。
(4)鋼纖維
主要物理力學(xué)指標(biāo):長度20~60mm;直徑0.3~0.9mm;長徑比30~80;抗拉強(qiáng)度分為380MPa、600MPa和1 000MPa三個(gè)等級(jí)。
摻入量:按體積率計(jì)算時(shí)為0.35%~1%,相當(dāng)于27.48~78.5kg/m3。應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度和抗彎拉強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)值,通過計(jì)算確定摻入量。
纖維形狀:主要有高強(qiáng)鋼絲切斷形成的端鉤形、鋼板剪切形成的平直形或異形、鋼錠銑削形成的端鉤形和低合金鋼熔抽形成的大頭形可供選擇。
車道板頂面與水泥混凝土鋪裝層之間應(yīng)有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度,以改善橋面的受力性能,并提高其耐久性。使用效果較好的粘結(jié)層為IAC無機(jī)界面粘結(jié)劑。用噴槍將界面劑噴涂在車道板頂面,厚度約1.5mm,并應(yīng)在粘結(jié)劑初凝之前將鋪裝混凝土攤鋪到位。也可以采用其他粘結(jié)性能好的水泥基防水粘結(jié)劑。
(1)新建橋梁,應(yīng)在車道板內(nèi)預(yù)埋錨固架立鋼筋;舊橋改造或加固可采用植筋或其他可靠的方法(如環(huán)氧樹脂粘結(jié)鋼筋)安裝錨固架立鋼筋。
(2)鋼筋網(wǎng)格一般取10cm×10cm。鋼筋應(yīng)采用10~16帶肋鋼筋。
(3)鋼筋網(wǎng)應(yīng)在整個(gè)橋面鋪裝層內(nèi)連續(xù),縱、橫鋼筋不得切斷。
水泥混凝土橋面鋪裝的最小厚度不得小于90mm。鋼筋網(wǎng)至車道板頂?shù)膬艟嗖恍∮?0mm,鋼筋網(wǎng)至橋面的凈距不小于50mm。當(dāng)用鋪裝層厚度形成橋面橫坡時(shí),邊緣最小厚度不應(yīng)小于70mm。
5.1 橫向縮縫
支座和橋面負(fù)變矩部位必須設(shè)橫向縮縫。以支座或橋臺(tái)為界,在每跨內(nèi)均分縮縫間距,最大長度不宜大于6m,最短長度不宜小于4.5m。縮縫一般采用不設(shè)傳力桿的假縫形式。上部應(yīng)鋸切槽口,深度(1/4~1/5)板厚,寬度3~8mm。
5.2 縱向施工縫
縱縫宜按路面板寬劃分。一次鋪筑寬度小于路面寬度時(shí),應(yīng)設(shè)置縱向施工縫。采用平縫形式,上部應(yīng)鋸切槽口,深度30~40mm,寬度3~8mm。中部設(shè)拉桿,可采用14螺紋鋼筋,中部100mm需進(jìn)行防銹處理。拉桿長度可用70cm,間距一般為50~60cm。
5.3 橫向施工縫
每日施工結(jié)束或因其他原因中斷施工時(shí),必須設(shè)置橫向施工縫,可用平縫型式,位置盡量與橫向縮縫一致。其上部應(yīng)鋸切槽口,深度和寬度與橫向縮縫相同。中部設(shè)傳力桿,可用光面鋼筋φ28或φ30,長度應(yīng)不小于40cm,間距不應(yīng)大于30cm。傳力桿2/3長度應(yīng)涂刷防銹涂料。
5.4 接縫填縫料
常用的填縫材料有聚氨酯焦油類、氯丁橡膠類、乳化瀝青類、聚氯乙烯膠泥、瀝青橡膠類、瀝青馬蹄脂及橡膠嵌縫條。
(1)橋面鋪裝混凝土的抗折強(qiáng)度應(yīng)不小于6MPa,耐磨強(qiáng)度不小于2.28kg/m2,滲透系數(shù)不大于0.57×10-10cm/s。
(2)膨脹劑的摻入量,當(dāng)采用UEA-I型時(shí),一般約為35kg/m3,需通過配合比試驗(yàn)確定。
(3)車道板向上伸入橋面鋪裝內(nèi)的抗剪鋼筋含量≥0.4%時(shí)(按橋面鋪裝的面積計(jì)算),其厚度的60%~80%可以參與板梁體共同承力。
(4)橋面平整度要求:3m直尺檢測(cè)最大間隙≤3mm(高速公路、一級(jí)公路)和≤5mm(其他公路)的合格率應(yīng)達(dá)到90%以上。
(5)在車道板負(fù)彎矩區(qū),鋪裝層內(nèi)鋼筋網(wǎng)的縱向鋼筋宜適當(dāng)加強(qiáng)(增大鋼筋直徑或加密鋼筋間距)。
[1] 纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(CECS38).2004.
[2] 纖維混凝土結(jié)構(gòu).機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[3] 高性能合成纖維混凝土.科學(xué)出版社,2003.
[4] 公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD40-2002)[S].
2016-04-01
孫展望(1985-),男,湖南邵陽人,工程師,從事道路橋梁設(shè)計(jì)工作。
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