橋面混凝土鋪裝層早期裂縫成因及其預(yù)防措施

潘海江,陳德智,王 君

(1.黑龍江省樺南縣公路管理站;2.黑龍江省路友工程招標(biāo)代理有限公司)

1 前 言

橋面鋪裝層也稱行車道鋪裝,其主要功能是保護屬于主梁整體部分的行車道板不受車輛荷重(或履帶)的直接磨損,防止主梁受雨水的侵蝕,并能使車輛輪重的集中荷載起一定的分布作用。橋面鋪裝層在橋梁恒載中約占 20%～30%的比重。特別對于小跨徑橋梁尤為顯著。在橋梁的施工過程中,橋面鋪裝層厚度薄、面積大、要求高、施工難度大。工程質(zhì)量往往難以保證;在橋梁的使用中,橋梁鋪裝層直接承受荷載的作用和雨水的侵蝕,極易損壞。

2 早期裂縫成因分析

2.1 構(gòu)造設(shè)計的原因

經(jīng)近年來的調(diào)查,橋面混凝土鋪裝層早期縱向裂縫均出現(xiàn)在后張法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土鉸接板彎坡橋中。這主要是由于以下原因。

(1)鉸接板底四個橡膠支座難以在一個平面上,即使四個支座在一個平面上,彎坡上四個支座受力也難以一致,施工操作受力時鉸接板震動極易產(chǎn)生縱向裂縫。

(2)后張法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板上拱度不一致(先張法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板張拉力相對較易控制,其上拱度偏差較小),形成階梯,導(dǎo)致鋪裝層厚度不均勻。

調(diào)查了幾座預(yù)應(yīng)力和先張法施工的混凝土鉸接板彎坡橋未發(fā)生縱向裂縫就是一個證明。

(3)混凝土鋪裝層強度偏低,配筋量過少,裂縫處剛度過小,也是主要原因之一。

2.2 施工條件的原因

彎坡橋構(gòu)造復(fù)雜,施工難度較大,施工工藝和施工環(huán)境是引起橋面混凝土鋪裝層早期裂縫的主要原因。

(1)板底不平整,蓋梁標(biāo)高欠準(zhǔn)確,受橋板上拱度的影響使板底四個支座不在一個平面上。

(2)鋪裝層鋼筋位置施工操作時被壓得過低,未能發(fā)揮應(yīng)有的抗裂作用。

(3)混凝土配合比不當(dāng)或施工時水灰比過大。養(yǎng)護不當(dāng),受施工氣溫影響,鉸縫處混凝土強度過弱,極易形成收縮裂縫。

(4)施工操作不當(dāng)。混凝土鋪裝層強度達到設(shè)計強度時,才可以通行。在施工過程中,多數(shù)橋梁一側(cè)已澆鋪裝層混凝土,施工車輛在未澆筑一側(cè)通行,使先澆筑的鋪裝層的中央鉸縫拉裂,或是兩側(cè)都已澆筑鋪裝層混凝土,施工時車輛在早澆筑部分鋪裝層混凝土上通行,導(dǎo)致另一側(cè)未達到強度的鋪裝層鉸縫處拉裂,這是因為施工車輛通行時,離活載較近的中塊附近橫向分配到得荷載較遠(yuǎn)處為大。這就說明縱向裂縫大多發(fā)生在橋面中間附近鉸縫處的原因。

3 早期裂縫的預(yù)防措施

橋面混凝土鋪裝層產(chǎn)生早期縱向裂縫,對橋面混凝土鋪裝層的耐久性十分不利,會加速混凝土鋪裝層的損壞。但這些裂縫一般很小,在早期(通車前)立即進行處理,則會增加造價和延誤工期,處理難度也相當(dāng)大。因此,目前一般認(rèn)為,如果縱向裂縫寬度在允許范圍內(nèi),則早期不作處理,視通車后裂縫發(fā)展情況再予處理。但是,這不意味著可以忽視早期縱向裂縫的危害性,在設(shè)計和施工時應(yīng)采取積極有效的預(yù)防措施,避免早期裂縫的發(fā)生,并及時觀察,適時處理。

3.1 構(gòu)造設(shè)計的預(yù)防措施

(1)彎斜坡橋的鉸接板宜優(yōu)先采用先張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),盡量使上拱度保持一致,或有條件的采用現(xiàn)澆法施工的整體板。

(2)研究新型結(jié)構(gòu),盡量減少支座,如采用肋板式結(jié)構(gòu)。

(3)提高橋面鋪裝層混凝土強度等級,增加鋪裝層鋼筋量,或采用鋼纖維混凝土,提高混凝土的抗裂性。

3.2 施工條件的預(yù)防措施

(1)認(rèn)真制作橋面板和蓋梁,確保尺寸準(zhǔn)確。

(2)改善施工工藝,增加墊塊或用短鋼筋固定鋼筋網(wǎng),保證鋼筋位置準(zhǔn)確無誤。

(3)鋪裝層混凝土配合比要科學(xué)合理,骨料和砂級配合格,減小水灰比。同時保證鋪裝層和橋面板混凝土的均勻性,以降低鋪裝層混凝土的收縮和減少橋面板上拱度偏差。

(4)施工時盡量避開不利氣溫,加強養(yǎng)護。

(5)整幅施工橋面鋪裝層混凝土,在萬不得已時才采用分幅施工,但要采取適當(dāng)?shù)拇胧?控制施工車輛荷載和振動。

(6)后張法施工的橋面板,嚴(yán)格控制張拉力,確保張拉力均勻一致。

(7)嚴(yán)格操作規(guī)程,按施工技術(shù)規(guī)范進行施工,嚴(yán)禁違章操作。

4 結(jié)束語

橋面混凝土鋪裝層施工是全橋施工的一個重要環(huán)節(jié),是橋梁耐用、美觀的一個重要組成部分,務(wù)必引起高度重視。有人曾將澆筑橋面混凝土鋪裝層比作踢足球的“臨門一腳”,其重要性可見一斑。目前,橋梁損壞以橋面鋪裝層損壞最為常見。早期裂縫的發(fā)生,加劇了橋面混凝土鋪裝層的損壞,因此要采取積極的預(yù)防措施,防患于未然,對于后期損壞現(xiàn)象,要及時進行處理,維修,以免嚴(yán)重?fù)p壞橋面,影響行車和結(jié)構(gòu)安全。