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高速公路桥面病害防治探讨

来源:爱go旅游网


我省高速公路的发展很快,在已经通车的高速公路中武宿立交桥、南环小店高架桥, 桥面破坏的通病非常明显,经多次修补效果不佳。我省内高速公路上超重载车辆的日益增多,对高速公路桥面病害的处治,成为高速公路桥梁从建设到管养中的新课题,值得我 们从桥面的设计、施工直到旧桥病害的处治进行研究探讨。 1、 桥面病害状况

1.1沥青铺装层出现坑槽。桥面铺装层已经松散破坏,有极个别的梁板顶板、负弯矩 锚固区出现塌孔现象。

1.2沥青铺装层严重唧浆(冒灰浆水),桥面钢筋混凝土铺装层疲劳裂缝严重,局部钢 筋混凝土铺装层网裂破坏,导致沥青砼层松散破坏,渗水后严重唧浆。

1.3沥青铺装层似流水状大面积推移,形成环状裂缝,导致大面积松散破坏。 2、 病害成因分析

2.1桥梁在修建时期梁板由于设计及施工等方面缺陷留下隐患,导致钢筋混凝土桥面铺装层破坏。或因桥面钢筋混凝土铺装层施工工艺不妥,造成桥面沥青砼层出现松散 破坏。小店高架桥此类病害较严重,其形成原因:

2.1.1该桥上部结构为先简支后连续空心板梁,其负弯矩受力筋锚固区位于空心板 顶部。由于顶板厚度限制,锚具在施工时稍不留心就会出现锚固区砼太薄及塌孔现象 如果在桥面钢筋混凝土铺装前不加认真处理,在行车荷载作用下会发生应力集中而出现微裂缝。当应力反复作用时,使裂缝逐步扩展,从而不断减少承受应力作用的有效面积 车辆荷载反复作用到一定次数后,疲劳裂缝加剧发展,一旦桥面雨水渗人,强度急剧下降, 最终导致桥面松散破坏。

2.1.2由于桥面钢筋混凝土铺装层在施工时对梁板表面尘渣清理不彻底。铺装层干缩受到已经硬化的梁板的限制。两者由于施工时间差异,砼的徐变应变与砼硬化干燥过程的自由收缩不相适应时,钢筋混凝土铺装层就会出现干缩裂缝,严重时会发生空鼓现象。加之车辆荷载反复作用,裂缝加剧发展,下雨渗水时便出现严重唧浆现象。

2.1.3桥面铺装施工时,为了控制顶面标高及平整度精度,有的施工单位在浇筑砼前,在桥幅宽1/3 —1/2处纵桥向先浇筑宽约10cm的标高控制带,后进行桥面钢筋混凝土铺装层浇筑。由于标高带断面体积太小,不能保证其强度质量,如果在桥面砼浇筑时未将其彻底清理,其接缝处就会出现严重的纵向

干缩裂缝。加之强度不足,该部位便成为荷载应力集中区、产生严重唧浆松散破坏的根源。

2.2桥面沥青砼层与桥面钢筋混凝土铺装层结合不牢,沥青砼层出现大面积环形推移,小店高架桥与晋祠高架桥均出现此病害。其主要形成原因:

2.2.1施工中片面要求钢筋砼铺装层表面平整度,忽略表面拉毛。小店高架桥有的施工单位该现象很严重,每年到7-8月份高温季节,便产生推移现象。

2.2.2由于桥面钢筋铺装层顶面防水层涂刷太厚,与钢筋砼铺装层粘贴不牢,晋祠高架挢原想防止钢筋砼铺装层渗水,防水涂料涂刷三次,但与钢筋砼层粘结不牢,到高温季节,在行车荷载反复作用下,主行车道出现大面积环形推移。

2.2.3当前桥面钢筋砼传统的设计厚度一般为8—10cm,沥青砼面层厚度一般为7——9cm,由于超重载车辆的迅速增加,干缩裂缝与疲劳裂缝导致桥面病害发展速度越来越快,桥面结构层薄也是导致桥面病害发生的主要原因之一。

2.2.4社会上现在超载车辆比例越来越大,且超载现象越来越严重。2003年年初,在我省太旧高速公路上,大部分

车辆实际载重量超过了标定载重量的100%—150%,对桥梁绕度加大、震动加快,也成为桥面破坏的重要原因。

2.3桥面沥青砼层出现推移松散,并伴有冒灰浆现象。武宿枢纽桥与小店高架桥均有此现象,面积不是太大,其主要原因是:

2.3.1钢筋砼桥面铺装层有浮浆层,成为钢筋砼铺装层与沥青砼层之间的夹层(强度较低)。一旦沥青面层有雨水渗下去,经车辆荷载反复作用,该夹层很快破坏。

2.3.2钢筋砼铺装层在浇筑时过振,使砼中的粗骨料沉落到底层,上层1—2cm成为假浮浆层,虽然其强度不是太低,但是经车辆荷载反复作用,该层也会遭到破坏。

3、桥面病害处治措施

3.1已经发展到钢筋砼铺装层破坏性桥面病害的治理。 3.1.1对己经形成塌孔,对行车安全造成威胁的大小孔洞必须及时修补处理。具体做法是:查清病害根源,彻底凿除孔洞及其周围已经裂缝的砼,直到砼无疲劳裂缝为止,然后补置加强钢筋,支承孔洞底模,用c40级以上环氧树脂砼补平桥梁顶板层与桥面铺装层 (也可分二次浇筑),养生一周左右,待砼强度达到300kN次以上时补修桥面沥青砼层。

3.1 .2对比较严重的裂缝的处理:对已经形成网裂并较严重的疲劳裂缝,首先凿除桥面钢筋砼铺装层,用高压气泵或高压水枪把梁板顶面清理干净。如果梁板顶面未出现裂缝,即把铺装层补置加强钢筋,后用c40—c50的钢纤维砼补平,并严格控制砼塌落度在3-5cm之间,以最大限度地减少干缩裂缝。

3.1.3桥面已经出现冒浆,钢筋砼铺装层已经出现松散破坏的处理:此种情况如果破 坏面积不大可参照3.1.2方法处理。如果面层较大,且桥梁板顶面未出现异常的,在凿除淸理后,可在梁板顶面采用植筋技术增加锚固钢筋,后进行沥青砼铺筑治理。

3.2对桥面钢筋砼铺装层没有破坏,出现表层裂缝冒浆的治理。

3.2.1出现冒浆后,沥青铺装层很快松散破坏,一般都是因钢筋砼表层有浮浆夹层, 处理时检查桥面铺装层未出现裂缝。如果表面拉毛不好.可把表面凿毛10cm左右,然后进行沥青层铺平。

3.2.2表面冒浆不严重,沥青铺装层出现龟裂的很可能是因假浮浆层形成的。该层假浮浆层因粗骨料下落,强度相对较

低,处理时必须把假浮浆层清除掉,表面露出粗骨料为好,特别注意在凿除清理过程中不能留下凿裂层块,后撒粘层油用沥青砼找平后分层铺筑。

3.3对大面积环状推移的治理。

3.3.1如果产生环状推移的原因是因桥面钢筋砼铺装层表面光滑,即可采用表面刻痕或凿毛的方法。但必须横桥向进行,并注意深度均匀,清除干净,最后用高压气泵吹净后进行沥青砼分层铺筑。

3.3.2如果产生环状推移的原因是因为钢筋砼层顶面防水层过厚或沥青砼质量等问题,即可清除沥青砼及防水层后喷洒粘层油(每平方米控制在0.5—0.6kgSBS改性乳化沥青)后,铺沥青砼层。

4、桥面病害预防性意见

4.丨桥面铺装层设计中的预防性措施

4.1.1桥面铺装层应采用40号防水混凝土,钢筋砼层顶面不设卷材防水层或过厚的 防水材料,防止形成沥青砼层下的夹层或隔离层,桥面沥青砼层设计稀浆封层以防渗水。

4.1.2桥面砼中适量掺人粉煤灰、粉煤灰不仅可以改善砼的工作性,还可提高砼的耐久性。掺人粉煤灰可降低砼的水

化热,降低砼的早期温度,减少砼与环境温差,减小砼层与板顶面拉应力,防止温差的干缩裂缝产生。

4.1.3桥面铺装层采用钢纤维砼,钢纤维在砼中结构为不定向的三维状,钢纤维不仅可提高砼的抗折疲劳性能,还能抑制砼的干缩拉应力,所以钢纤维砼可有效控制干缩裂缝与车轮荷载作用下疲劳裂缝的产生。

4.1.4桥面钢筋砼铺装层与沥青砼层厚度适当加厚,钢筋砼层应加到10 — 12cm,沥青砼层应加到9一11cm,并于主行车道的梁板顶面适量设计锚固筋,以达到钢筋砼层与梁板整体承受车轮荷载以防止疲劳裂缝的产生。

4.2已经使用桥梁的预防措施

4.2.1已经行车的超重车辆较多的桥梁,在每年的高温季节(7—8月份),应有意采用交通管制方法,使超重车辆在桥面全幅分散行驶,以防止主行车道产生椎移。

4.2.2对桥梁进行动载检测,如果绕度超过设计限值,应对梁体进行加固,其方法可用增设横隔板、顶板喷涂高标号砼增加刚度,必要时可在梁板体外加筋加固,防止疲劳裂缝发展。4.3桥面铺装施工中的预防措施

4.3.1桥面铺装砼浇筑前必须彻底清洗梁板顶面施工杂物,应用高压水枪冲洗干净, 严格控制钢筋网的高度位置,不允许施工机械人员踩到钢筋网(必须搭设施工脚手架)。

4.3.2桥面铺装施工力求减少施工缝,尽量采取全幅一次浇筑为好。每天的作业长度应安排全桥式每联长度。如果必要留施工缝时,应认真凿毛,以确保铺装层的连续性和整体性。

桥面铺装是桥梁结构中直接承受传递行车荷载的部分,其面积大,还承受雨雪水的侵蚀作用。为了使其高质量不发生病害,必须依靠设计、施工、养护、管理各方面对其认真研究讨论对桥梁早期病害应受到有关部门的高度重视,真正做到预防为主,防治结合,措施得力,有效控制。

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