公铁两用大桥公路桥面的维修探讨
2014-11-06
1. 前言
桥梁建设的质量完全操纵在设计、施工、材料、制造、监理等几个单位手里。从广义来讲，桥梁工程本身没有高科技和低科技之分，只要能把工程做得最好，符合安全、实用、经济、美观、耐久、环保六项原则的综合要求，就是最适当的科技。
公路桥面重量占桥梁恒载中的相当部分，而且常是病害集中的部位，所以在做桥面板结构设计时，必须考虑它的自身强度外，还应考虑它的经济合理性和耐久性。因为桥面直接承受车辆荷载，行车要求平稳、坚固、耐久、耐磨，偶有损伤时，要易于修补。桥面板质量的关键问题就是能防水、防裂、硬度高、耐磨性好，确保钢筋不锈蚀。为此，建议从下列几方面来探讨。
2. 钢桥上的公路桥面板的佈设问题
钢桁梁桥上最常采用的公路桥面板，是在纵向梁的顶面，设置横向钢筋砼板，这种砼板多为条形或块形，在工地或工厂预制构造，横向分割，受力时支承在纵梁上，起连续板作用。当桥面很宽，一块板不能横跨全桥时，可以用适当板长，在纵梁间反弯点附近，用现地浇注砼湿接头，此时增强钢筋可以在浇注前事先焊接，更多地采用环形搭接，使能传递作用力和一定的弯矩；也可以在支点纵梁顶上，将板断开支承，不在此点连续，由于公路面须做成明显的路拱，以利排水，在板和梁顶之间可在现地用高强防水水泥砂浆垫成斜坡，或在预制桥面板下做成纵肋形条垫。当桥面板设计与纵梁共同受力作用时，预制板就将纵向分割，长度就应与纵梁支点相应，纵向接缝在适当部位按上述方法在现地浇注连接或断开。此外，板块中应预留出若干空洞，使便于在纵梁顶面设置剪力榫，安装后，在现地填充防水砼与钢纵梁牢固结合。
3. 公路桥面防水、防裂、增硬、耐磨问题用材的建议
公路桥面在横断面上，如上所述，须做成便于排水的拱形或2％的斜坡路面的底层，在其上铺防水层、保护层和耐磨层。防水层宜用刚性的水泥基渗透结晶形防水材料,简称（CCCW）材料，当前在国际上，以XYPEX品牌系列材料为最佳，它最大的特点是当砼结构出现微裂缝时，水气进入后，利用活性极强的催化剂以水为介质催化砼内未水化的水泥颗粒成絮状结晶体，使裂缝有自我愈合的能力，可以达到永久防水的效果，使砼密实度增加，因而也可相应增加它的抗压强度，其耐久性与砼同寿命，而且是一种无毒、无味的绿色环保材料。
耐磨层建议采用‘肯泰克砼密封固化剂’（CHEMTEC ONE）材料，它是唯一能够同时符合美国伊利诺斯州和俄亥俄州“关于应用于桥梁和路面交通运输规范”的反应性产品。它和XYPEX产品一样，施工涂刷非常方便，也是无毒、不燃，不含有VOC成分；使用安全环保，它的主要功能是通过有效渗透进入砼内部，与其中游离石灰钙发生化学反应，在砼孔隙中形成凝胶，减小砼孔隙率，增大其密实性，从而提高其表面硬度和强度，可使砼表面硬度从6增加到8的指标。
任何一种技术或产品，如果能够迅速得到普遍应用和发展，一定是取决于其本身的独特优势。XYPEX＋CHEMTEC ONE两种材料结合的使用，必然可使公路桥面砼结构达到最佳防水、防裂、坚硬、耐磨的效果。
4. 公路桥面板的制作、材料、养护和存放
对于特大公、铁两用桥的公路桥面板制作，一般均采取工地或工厂预制，在养护和存放期超过28天后，经过外表检验和验收，再运输到工地按排列顺序吊装到位，进行细节连接成整体而成。为了保证钢筋砼桥面板的制造质量，建议采取下列措施：
4.1制作用的钢模板
宜用有足够强度的拆装式钢模板，钢模板尺寸的精度要求，要达到毫米级，紧固件必须拆装方便，可采用卡扣式的配件，附在钢模板上，不易丢失，而且清洗简易。钢模板表面的平整度应小于1mm/M.。模板上可设置振动器，其数量和位置，可经试验来确定，振动时间也必须通过试验来规定，保证震捣适度。
4.2 材料品质要求
（1）钢筋：应有生产厂名及检验合格证，入库后必须分批抽样查验其技术性能指标是否达到设计要求。绑扎前必须清除锈皮锈斑，应在钢筋车间定形生产，入模后，其箍筋外缘与钢模板内側的保护层间隔应均匀，并不小于30毫米。
（2）水泥：采用标号为425水化热低的矿砟硅酸盐水泥较好，除了有出厂合格证和近期试验报告外，入库后使用前，还必须取样化验，安定性必须合格方可使用。
（3）集料（骨料）：粒径在0.15～5毫米的称谓细骨料，一般为采集洁净的天然河沙，粒径在5毫米以上的称谓粗骨料，桥面板使用的粗骨料粒径一般为5～30毫米，最大粒径要考虑能通过钢筋间的净距。骨料的一般性能用比重、硬度、强度、孔隙结构、含碱量和耐久性表达。必须选好供料场并取样经试验符合设计要求后，方可采用。
（4）水：最好采用城镇供水系统的干净水。
4.3 配合比
选定配合比主要确定含沙率，细、粗骨料重量比率，水泥用量和水灰比。实际上选定配合比不可能十分精细。常常是通过试验室内砼标准试验优选与现场实施的结果，还有相当出入，所以在现场要严加监管：对级配、计量、拌和时间、掺合料掺入量等都要有详细记录。应当按优选的配合比制造一块桥面板，按拌和、浇筑、养护各阶段，在工点取样经过标准试验都合乎要求，才能得出确当配合比的最后结论。
4.4 养护
砼凝结时，保持饱和水和温度条件，称谓养护。一般条件下，砼的体内外温度差控制在4～23℃之间，最佳为13℃（蒸汽养护除外）。养护时间不少于七天，以后砼在自然条件下继续水化硬结，达到28天标准下称为强度，约为7天强度的1.3～1.7倍。
4.5 存放
预制桥面板在正规养护7天后，即可送到存放场地继续自然养护，也祗有在28天后达到标准强度时，才能允许吊装到桥面上去拼接连成整体桥面板，这是必须严格遵守的规则，但在吊装前，还必须经过监理检验确认无质量问题后方可进行。
5. 结语
（1）如果估计到桥面实际发生的荷载有可能超过桥面板结构设计对砼要求的强度和强度储备时，势必要增加桥面板的厚度，导致桥梁整体恒载增加，对桥梁整体结构受力是不利的。目前采取的办法是采用高强度高性能的砼，相应就必须增加投资，而且在制作时，掺合料品种较多，工艺也较复杂。笔者建议在不增加桥面板厚度的前提下，在搅拌砼时加入水泥用量1﹪XYPEX掺和剂和适量的冷拉钢纤维，就可制成高强度同时具有相当大的抗弯、抗剪性能的桥面板，并且具有良好的韧度和抗渗、抗裂、抗震多种功能的优点，若配合CHEMTEC ONE的喷涂，进一步密封砼表面，使其更能坚硬耐磨，减小砼厚度，就可节约大量水泥和钢筋用材，降低制作成本。
（2）武汉大桥的公路桥面板用了50多年，主体结构并未破坏，采用上述建议制作的桥面板，是完全有可能超过50年的耐久寿命是毋庸置疑的。
（3）采用防水材料，最好采用与砼同一属性高性能环保材料，与生态环境相协调，和人类生活、文化相协调，是我们从事这项工作的天职所在。
