橋梁病害防治措施的研究

李蘭勛

(河北省石家莊市公路橋梁建設集團第二公路工程處)

1 橋面鋪裝設計與施工的改進建議

橋面鋪裝是公眾接觸與了解公路橋梁工程質量狀況及行車舒適程度最高的分部工程,它直接決定了公眾對橋梁工程質量的評價。近年來,橋梁結構不斷創新,橋跨也越來越大,但橋面鋪裝的設計與施工仍沿用傳統的習慣做法。隨著重載、大交通的到來,橋面鋪裝出現一些較為普遍的病害。因此如何改進橋面鋪裝的設計和施工,是工程界必須認真對待的課題。橋面鋪裝是一個極復雜的受力結構,應采取一切措施,確保其耐久,可靠。應精心設計,精心施工。柔性鋪裝由于與主梁的變形分離使之受力明確,簡單,設計相對容易,且較易達到運營中平整舒適的要求,隨著瀝青材料性能的改進,應予以推廣采用。

1.1 柔性鋪裝

(1)二層結構。下層7cm厚瀝青混凝土,上層3cm厚細粒式開級配玄武巖瀝青磨耗層。(2)為減輕結構恒載,減小瀝青鋪裝厚度也是可行的,但最小瀝青鋪裝厚度也不應小于 5cm,且瀝青應采用改性瀝青,骨料使用玄武巖。

1.2 混凝土鋪裝

混凝土鋪裝層受力極為復雜,應依主梁的結構型式分別采取不同的設計,設計需考慮一定的超載及安全儲備。對于不同結構采取的措施如下:(1)空心板結構,設計中應將整體層與鋪裝層一起考慮,即 18cm厚一次施工,內設兩層網格為10cm×10cm的鋼筋網,頂層鋼筋離頂面3cm,鋼筋層間距12cm。(2)T型梁式結構。將其中的三角墊層取消,直接設置 12cm厚的鋪裝層,將每根主梁肋板的箍筋加長伸入鋪裝中與鋼筋連接,內設網格10cm×10cm的鋼筋網,離頂面3cm。(3)連續箱梁(50m以下),鋪裝層厚度應為12cm,支座前后L/3范圍內設置兩層 10cm×10cm的鋼筋網,層間距6cm,其余部分設一層 10cm×10cm的鋼筋網,離頂面 3cm,箱梁腹板箍筋伸入鋪裝內與鋪裝的鋼筋網相連,同時在箱梁頂板上設置間距為 300cm梅花型布置,大小為30cm×30cm的混凝土剪力鍵或鋼筋群剪力座,混凝土鍵深8cm。鋼筋,間距6cm×6cm。獨柱多跨連續箱式結構橫向穩定性差,使用要慎重,應采取一切必要的措施保證較小的橫向撓曲變形。(4)大跨徑箱梁由于變形大、次應力高,除采用了上述措施外,鋪裝中應加入適量的鋼纖維以改善混凝土的受力性能,合理用量為40～60kg/m2。(5)橋面鋪裝應采取干硬性混凝土,坍落度應小于 5cm,其標號應等于或大于主梁標號一個等級。施工時應嚴格認真地對原梁頂面進行清鑿。執行鑿除、高壓水沖、澆筑一幅后再鑿除、清洗的程序。縱向分隔施工時將施工縫設置在分車道標線處,必須確保鋼筋在鋪裝層中的位置,并使所有的橫向鋼筋穿過施工縫。工程管理各方面應當認識到橋面鋪裝有一個合理的工期和養生期并予以確保。

2 橋頭跳車的防治措施

2.1 合理設置橋涵構造物

(1)設置橋涵構造物應充分考慮橋背填方路基的地質情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路基沉降等問題,選擇確定的橋涵位置、跨徑及橋背防護工程,力避大河小跨徑橋涵。(2)高等級公路人工構造物的設計宜采用“寧暗勿明”的方針。以涵洞、通道為例,能設計成暗涵的就不要采用明涵,以免設置搭板。若高等級公路路面與橋梁、明涵和通道等人工構造物相連的結合部,一般均應設置相應長度的搭板,以緩解橋頭出現突然性跳車。(3)設計中宜取消橋頭外露伸縮縫,因其經使用破損很快,可將外露伸縮縫作成暗藏式伸縮縫而保持橋面與路面的連續,可防止橋頭滲水,也可減小橋頭車輛的跳動。

2.2 加固處理橋背填筑前的底基

處理好橋背軟弱地基,是控制橋頭跳車的重要措施。對軟基可采用超載預壓、打碎石樁、打粉噴樁等措施,加速軟土地基的固結、提高地基的承載能力,以減小地基的工后沉降,另在處理后的基底頂面設置橫向泄水管或盲溝。

2.3 橋頭路堤填料的選擇。

橋涵端頭路堤與橋涵構造物的剛柔差取決于填筑路堤材料剛度和壓實度。壓實度僅是縮小剛柔差的一個方面,回填料的剛度則是避免橋頭跳車的根本。橋頭路堤填料必須具備下列條件:(1)填料剛度介于路基材料與橋涵結構材料剛度之。(2)易于壓實。從高等級公路橋頭跳車處治方法效果可知:采用剛度低、塑性變形大和要求壓實功高的填筑材料不可取。砂礫料要求壓實功小,但不如半剛性材料,對設計行車速度高的高等級公路采用砂礫料填筑,仍會產生輕微跳車。半剛性材料(如水泥穩定類)剛度大、強度高、易于壓實,是處理橋頭跳車的最好填料,但造價高,不可能橋頭路堤都用半剛性材料填筑。對于高速及一級公路,路堤填料采用砂礫料,從路基頂面向下宜加鋪一定厚度的半剛性材料:二級路及以下公路,路堤填料采用砂礫料。當砂礫類填料來源困難,采用土料填筑時,對與土質不好,含水量高的土質,應摻小劑量石灰、水泥或土壤離子穩定劑進行處理。由于砂礫內摩阻角較大、透水性好,施工時細料含量不宜過大,還應滿足一定長和寬的要求。通常情況下,基底處長度不小于 2m。

2.4 保證壓實度

(1)橋涵頭處路堤與路基銜接。橋涵頭處路堤與路基銜接分為坡面銜接,坡面銜接是指橋涵頭處路堤回填與路基采用某一坡度相接(坡度一般不大于 1∶1)。由于回填厚度在坡面處漸變,出現碾壓層的厚度不均勻,壓實效果差。臺階銜接指橋涵頭路堤與路基通過開挖臺階連接。由于每一層填料厚度等厚,臺階對碾壓有一定的加固作用,便于壓實。因此,橋涵頭路堤與路基采用臺階銜接優于坡面連接。我國一些高速公路,自橋涵基礎頂面開始,臺墻外 1m為起點,對于原狀土采用高寬為60cm×60cm的臺階,對填筑路基,采用高寬比為60cm×100cm的臺階,向上開挖至路基標高,處理效果較好。(2)嚴格控制施工質量。嚴格按有關施工規程作業,控制每層填料厚度、碾壓遍數,并對每層填筑質量實施檢測.透水性材料系用孔隙率控制其施工壓實質量,一般不宜大于15%。

3 結 語

總之,城市橋梁作為城市道路體系的一個重要組成部分,其結構和構造的完整性將直接影響到城市交通運輸的安全性和舒適性。解決橋面鋪裝縱向破壞的辦法之一是將橋面鋪裝作為結構層,橋面鋪裝結構層與主梁結構共同受力。就鋪裝層破壞的特征,不同的橋梁結構應采用相應的技術措施。橋頭跳車現象的發生,是由于橋頭產生差異沉降的結果,因而,高等級公路填土路基的設計與施工,采用控制路基容許工后沉降量和容許縱坡變化值的方法,是目前較適合我國的一種方法。

[1] 譚志鵬.橋梁病害類型及成因分析[J].山西建筑,2008-04 -10.

[2] 李霞 .淺談橋梁病害及其檢查、養護的必要性[J].黑龍江交通科技,2008-02-15.

[3] 高明巧.公路橋梁病害分析及檢查方法[J].山西建筑,2008 -04-01.