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(shè)集團(tuán)第二公路工程處)

1 橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施工的改進(jìn)建議

橋面鋪裝是公眾接觸與了解公路橋梁工程質(zhì)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(duì)橋梁工程質(zhì)量的評(píng)價(jià)。近年來(lái),橋梁結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新,橋跨也越來(lái)越大,但橋面鋪裝的設(shè)計(jì)與施工仍沿用傳統(tǒng)的習(xí)慣做法。隨著重載、大交通的到來(lái),橋面鋪裝出現(xiàn)一些較為普遍的病害。因此如何改進(jìn)橋面鋪裝的設(shè)計(jì)和施工,是工程界必須認(rèn)真對(duì)待的課題。橋面鋪裝是一個(gè)極復(fù)雜的受力結(jié)構(gòu),應(yīng)采取一切措施,確保其耐久,可靠。應(yīng)精心設(shè)計(jì),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(jiǎn)單,設(shè)計(jì)相對(duì)容易,且較易達(dá)到運(yùn)營(yíng)中平整舒適的要求,隨著瀝青材料性能的改進(jìn),應(yīng)予以推廣采用。

1.1 柔性鋪裝

(1)二層結(jié)構(gòu)。下層7cm厚瀝青混凝土,上層3cm厚細(xì)粒式開(kāi)級(jí)配玄武巖瀝青磨耗層。(2)為減輕結(jié)構(gòu)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(yīng)小于 5cm,且瀝青應(yīng)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(fù)雜,應(yīng)依主梁的結(jié)構(gòu)型式分別采取不同的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)需考慮一定的超載及安全儲(chǔ)備。對(duì)于不同結(jié)構(gòu)采取的措施如下:(1)空心板結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)中應(yīng)將整體層與鋪裝層一起考慮,即 18cm厚一次施工,內(nèi)設(shè)兩層網(wǎng)格為10cm×10cm的鋼筋網(wǎng),頂層鋼筋離頂面3cm,鋼筋層間距12cm。(2)T型梁式結(jié)構(gòu)。將其中的三角墊層取消,直接設(shè)置 12cm厚的鋪裝層,將每根主梁肋板的箍筋加長(zhǎng)伸入鋪裝中與鋼筋連接,內(nèi)設(shè)網(wǎng)格10cm×10cm的鋼筋網(wǎng),離頂面3cm。(3)連續(xù)箱梁(50m以下),鋪裝層厚度應(yīng)為12cm,支座前后L/3范圍內(nèi)設(shè)置兩層 10cm×10cm的鋼筋網(wǎng),層間距6cm,其余部分設(shè)一層 10cm×10cm的鋼筋網(wǎng),離頂面 3cm,箱梁腹板箍筋伸入鋪裝內(nèi)與鋪裝的鋼筋網(wǎng)相連,同時(shí)在箱梁頂板上設(shè)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(dú)柱多跨連續(xù)箱式結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定性差,使用要慎重,應(yīng)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(yīng)力高,除采用了上述措施外,鋪裝中應(yīng)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(yīng)采取干硬性混凝土,坍落度應(yīng)小于 5cm,其標(biāo)號(hào)應(yīng)等于或大于主梁標(biāo)號(hào)一個(gè)等級(jí)。施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格認(rèn)真地對(duì)原梁頂面進(jìn)行清鑿。執(zhí)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(shí)將施工縫設(shè)置在分車道標(biāo)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(guò)施工縫。工程管理各方面應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到橋面鋪裝有一個(gè)合理的工期和養(yǎng)生期并予以確保。

2 橋頭跳車的防治措施

2.1 合理設(shè)置橋涵構(gòu)造物

(1)設(shè)置橋涵構(gòu)造物應(yīng)充分考慮橋背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長(zhǎng)度、填料來(lái)源及路基沉降等問(wèn)題,選擇確定的橋涵位置、跨徑及橋背防護(hù)工程,力避大河小跨徑橋涵。(2)高等級(jí)公路人工構(gòu)造物的設(shè)計(jì)宜采用“寧暗勿明”的方針。以涵洞、通道為例,能設(shè)計(jì)成暗涵的就不要采用明涵,以免設(shè)置搭板。若高等級(jí)公路路面與橋梁、明涵和通道等人工構(gòu)造物相連的結(jié)合部,一般均應(yīng)設(shè)置相應(yīng)長(zhǎng)度的搭板,以緩解橋頭出現(xiàn)突然性跳車。(3)設(shè)計(jì)中宜取消橋頭外露伸縮縫,因其經(jīng)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(xù),可防止橋頭滲水,也可減小橋頭車輛的跳動(dòng)。

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(duì)軟基可采用超載預(yù)壓、打碎石樁、打粉噴樁等措施,加速軟土地基的固結(jié)、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(shè)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(gòu)造物的剛?cè)岵钊Q于填筑路堤材料剛度和壓實(shí)度。壓實(shí)度僅是縮小剛?cè)岵畹囊粋€(gè)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(jié)構(gòu)材料剛度之。(2)易于壓實(shí)。從高等級(jí)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(shí)功高的填筑材料不可取。砂礫料要求壓實(shí)功小,但不如半剛性材料,對(duì)設(shè)計(jì)行車速度高的高等級(jí)公路采用砂礫料填筑,仍會(huì)產(chǎn)生輕微跳車。半剛性材料(如水泥穩(wěn)定類)剛度大、強(qiáng)度高、易于壓實(shí),是處理橋頭跳車的最好填料,但造價(jià)高,不可能橋頭路堤都用半剛性材料填筑。對(duì)于高速及一級(jí)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(jí)路及以下公路,路堤填料采用砂礫料。當(dāng)砂礫類填料來(lái)源困難,采用土料填筑時(shí),對(duì)與土質(zhì)不好,含水量高的土質(zhì),應(yīng)摻小劑量石灰、水泥或土壤離子穩(wěn)定劑進(jìn)行處理。由于砂礫內(nèi)摩阻角較大、透水性好,施工時(shí)細(xì)料含量不宜過(guò)大,還應(yīng)滿足一定長(zhǎng)和寬的要求。通常情況下,基底處長(zhǎng)度不小于 2m。

2.4 保證壓實(shí)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(xiàn)碾壓層的厚度不均勻,壓實(shí)效果差。臺(tái)階銜接指橋涵頭路堤與路基通過(guò)開(kāi)挖臺(tái)階連接。由于每一層填料厚度等厚,臺(tái)階對(duì)碾壓有一定的加固作用,便于壓實(shí)。因此,橋涵頭路堤與路基采用臺(tái)階銜接優(yōu)于坡面連接。我國(guó)一些高速公路,自橋涵基礎(chǔ)頂面開(kāi)始,臺(tái)墻外 1m為起點(diǎn),對(duì)于原狀土采用高寬為60cm×60cm的臺(tái)階,對(duì)填筑路基,采用高寬比為60cm×100cm的臺(tái)階,向上開(kāi)挖至路基標(biāo)高,處理效果較好。(2)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。嚴(yán)格按有關(guān)施工規(guī)程作業(yè),控制每層填料厚度、碾壓遍數(shù),并對(duì)每層填筑質(zhì)量實(shí)施檢測(cè).透水性材料系用孔隙率控制其施工壓實(shí)質(zhì)量,一般不宜大于15%。

3 結(jié) 語(yǔ)

總之,城市橋梁作為城市道路體系的一個(gè)重要組成部分,其結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的完整性將直接影響到城市交通運(yùn)輸?shù)陌踩院褪孢m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(jié)構(gòu)層,橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層與主梁結(jié)構(gòu)共同受力。就鋪裝層破壞的特征,不同的橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)采用相應(yīng)的技術(shù)措施。橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生,是由于橋頭產(chǎn)生差異沉降的結(jié)果,因而,高等級(jí)公路填土路基的設(shè)計(jì)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(guó)的一種方法。

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