高速公路桥梁病害的处治技术分析
2015-09-07
随着交通量和重型车辆的增加,桥梁问题普遍出现。这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难。近年来,人们对于因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视。桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。常见的桥面病害有：伸缩缝病害，主要有伸缩缝处混凝土破损、伸缩缝松动、翘起。铺装层病害，主要有纵向、横向裂纹、龟裂、碎裂、坑槽、积水等。
一、桥梁病害的原因分析
1、设计方面
伸缩缝设计简单。一是采用较简陋的伸缩装置，如Ｕ形铝锌铁皮伸缩缝、ＴＳＴ伸缩缝、板式橡胶伸缩缝等；二是伸缩缝处桥面混凝土板端部不作加厚设计处理，如果预留槽设计过深桥面板底面混凝土则易产生局部横向裂缝，如果预留槽设计得很浅，则现浇伸缩缝处混凝土将会很薄，混凝土易被压碎；三是伸缩缝处钢筋预埋件太少，锚固不够牢固，在车辆冲击力作用下，很容易引起伸缩缝松动、翘起。
支座设计不周密。支座设计简陋或在纵坡、超高较大时，支座上下支承面脱空或不紧贴，同一块梁板底面的支座不能均匀、平衡受力，使梁板成了“翘翘板”，导致桥面铺装层出现开裂，特别量出现沿铰缝处的纵向裂缝；另一方面，由于支座上下支承面未进行合理的纵向坡设计，使梁板的上下面不能形成平顺的纵横坡，而是出现台阶形的上下面，使得桥面铺装厚度不均一，受力差异大，引起桥面开裂。
突出例子是在纵坡较大弯道较小的匝道上，支座仍采用普通设计，不能有效解决横向超高和纵向纵坡的关系。
绞缝设计不合理。良好的铰缝可使单块的梁板连接成具有一定强度和刚度的整体，对桥面荷载起到横向传递分散作用。但在设计过程中却往往将其淡化、简单化，使铰缝的强度和刚度不足，导致桥面开裂问题增多。如大多数双芯空心板的设计，均采用小铰缝形式，梁板侧面无门形腰筋，顶面也不设横向门形铰缝拉结钢筋，就是一个典型的例子。
2、施工方面
1）伸缩缝施工粗心大意。一是施工单位不在梁板预制时或桥台椅子背施工时按设计图要求埋设锚固钢筋，事后用打膨胀螺栓或采用打孔加环氧树脂再插钢筋的补救方法替代锚固钢筋。空心梁板顶板混凝土一般只有十多厘米厚，很容易打穿，膨胀螺栓的锚固能力怎能与锚固钢筋相提并论。二是锚固钢筋顶端标高控制不准。钢筋露出过高，则锚固长度太短，钢筋露出太低，则又无法凿出，与伸缩缝相焊接的锚固钢筋就减少了，伸缩缝无法在梁板中牢固地“生根”。三是不保护好伸缩缝处的混凝土和预埋锚固钢筋。
2、支座上下支承面施工不符合要求。不重视盖梁垫石标高、几何尺寸及表面平整度的事先计算和施工测量校核，造成盖梁垫石的施工标高不准、几何尺寸偏离、表面平整度差等通病。使得梁板安装时不得不采用加钢板及抹砂浆等方法进行调高或调平，使支座的密贴性及梁板的上下面平顺度大大降低。而采用的钢板又未进行防锈处理，日久锈蚀脱落，造成支座脱空。
3、铰缝施工粗糙。由于铰缝较窄，振捣器很难插入振捣，又不采用钎插辅助捣实，加上吊模漏浆等因素存在，造成铰缝填灌不到底，填灌不密实，使铰缝应有的强度和刚度得不到保证。
4、预应力梁板施工误差。控制不力引起的上拱度偏大或相邻梁板上拱度差异较大及存梁时间超过三个月，使上拱度不断增大，造成桥面铺装层厚薄不均变化较大，从而给桥面病害带来严重的隐患。
5、桥面铺装误差。铺装层钢筋网铺设位置严重偏底，未起到应有的抗裂作用。
6、泄水孔施工误差。泄水孔施工马虎设置过高，造成桥面表面及内部积水，诱发桥面破损。
二、处治病害应采取的措施
1、改善桥面系的结构设计
梁体顶层应设计与桥面牢固结合的预留钢筋；预应力梁跨中起拱高度设计时要充分考虑对桥面厚度的影响，施工时一般按墩台、支座设计高度进行控制；适当增加桥面混凝土厚度和钢筋网密度，加大钢筋直径及等级标准；伸缩缝处沥青路面破损可能出现坑槽，因此伸缩缝在设计上除在梁端留有足够的锚固钢筋外，还应设计不低于C40级的钢纤维混凝土。为保证其平整度，应在沥青混凝土铺装完成后再进行伸缩缝施工；泄水孔收水口底部标高的设计低于水泥砼桥面顶至少lcm，收水口周围做成收坡，保证渗入沥青混凝土路面的水能通过泄水孔排走；桥面沥青混凝土宜设计两层，不但提高平整度，而且对其耐久性也有保证作用。
2、提高桥面混凝土与大梁顶面混凝土的粘接能力
对预制梁体项面进行刷毛处理，露出石子；梁之间如设计了绞缝混凝土，浇注时加强桥面混凝土与梁的结合；桥面钢筋绑扎前必须对梁顶彻底清扫，凿除浮渣，必要时用气泵或高压水冲洗。浇注混凝土摊铺前洒水湿润梁顶，但不得有积水；桥面全宽施工时应一次完成。当桥面太宽分两幅施工时先浇注横坡较低的一幅，避免养生水二次污染。第二幅浇注混凝土前对粉尘杂物还必须进行清除，特别对接缝处更应细致清除。
3、确保桥面混凝土有足够的整体强度
混凝土拌和料要级配合理，具有良好的和易性。桥面如有积水应清除后再摊铺混凝土，用人工拉平板振动器振捣与振动梁振捣，然后用滚杠、刮杠人工抹面压实找平；及时养生，防止水分蒸发过快造成裂纹，降低混凝土强度；严禁桥面混凝土冬季施工。桥面混凝土一般厚10cm左右，又暴露在高空，极易受冻，特别是气温突变的初冬更应引起高度重视；保证强桥面钢筋网与梁顶必须有一定的保护层。浇注混凝土采用吊车提升或泵送为宜。禁止混凝土运输车直接碾压钢筋；桥面铺装分幅施工时，应对纵横向工作缝进行防渗水处理。
4、保证桥面混凝土与沥青混凝土有较好结合面
混凝土初凝时拉毛或压毛是桥面混凝土传统的制毛工艺，表层平整美观大方，但表层存有浮浆，与沥青混凝土结合不理想。加之长期在超载车辆碾压下，桥面混凝土浮浆便“未老先衰”，从而引起沥青混凝土的损坏。刷毛工艺用普通的钢丝刷人工操作，重点是掌握刷毛时间，一般掌握在初凝后以不沾刷子最好。第一遍纵向刷，第二遍横向刷，深度以露出石子2～3mm即可。
5、桥面沥青混凝土的铺装
在铺筑沥青混凝土之前，对水泥混凝上平整度、粗糙度进行检查。对伸缩缝处混凝土预留槽要临时覆盖并与两侧桥面混凝土平整，保持水泥混凝土面层清洁干燥。粘层油宜采用快裂洒布乳化沥青。乳化沥青待破乳水分蒸发完后方可铺筑沥青混凝土，当气温低于10℃或水泥混凝土潮湿时不得喷洒粘层油。铺筑沥青混凝土要采用机械摊铺并在较短时间内一次铺筑完成，前后两台摊铺机尽量缩短距离，减轻纵向接缝。铺筑桥面沥青混凝土应选晴天，注意保温防尘。摊铺机不得停顿或改变速度。摊铺后尽快碾压，施工车辆和机械不准停留在新铺筑的桥面上，也不准柴油之类的油料滴漏在桥面上，以免引起软化拥包造成沥青混凝土返工或修补。
结束语
总之，桥面铺装质量的好坏是保证高速公路运行质量的关键之一,必须引起足够的重视，应从设计、施工、养护等方面采取综合措施，同时,加强对各铺装层材料的材料性能指标和测试技术的研究,开发适应桥面破坏机理的新材料；另外,还要改进铺装技术及提高施工质量,保证设计模型的准确性,从根本上解决桥面铺装损坏问题，确保桥面铺装质量。
