預應力混凝土箱梁橋橋面鋪裝維修與防水

輝縣市公路管理局 郎喜梅

預應力混凝土箱梁橋橋面鋪裝維修與防水

輝縣市公路管理局 郎喜梅

介紹了預應力混凝土箱粱橋橋面鋪裝防水缺陷引發的病害，并對病害原因進行了分析與研究。

預應力混凝土 箱梁橋 橋面 鋪裝維修 防水

目前，預應力混凝土箱梁橋橋面鋪裝結構的組成，大多是由水泥混凝土調平層、防水層、瀝青混凝土橋面鋪裝層組成。如果橋面鋪裝層喪失防水功能，將影響橋梁的使用功能，降低橋梁的使用壽命。

一、橋梁防水缺陷引起的病害

眾多實例證明，由于滲水致使橋梁混凝土腐蝕疏松、脫落、鋼筋銹蝕。以廣東省某座連續剛構箱梁橋為例，在鑿除瀝青混凝土橋面鋪裝和調平層后，發現箱梁頂板結構鋼筋銹蝕、部分預應力鋼絞線和波紋管銹蝕、個別豎向預應力鋼筋錨頭甚至已銹斷。

二、病害成因分析

該橋原設計的鋪裝層為4cm瀝青混凝土加4cm水泥混凝土調平層。由于4cm水泥層偏薄，與箱梁面未采取加強聯結的特殊措施，因而容易產生裂縫；常見的裂縫如下圖：

圖2 邊墩腹板水平裂縫

圖1 邊墩腹板斜裂縫

圖3 橫隔板裂縫類型

圖4 底板齒板裂縫類型

施工質量和養生的不足，導致產生小裂紋也是常見的。這樣水泥混凝土調平層就喪失了防水能力。再加上鋼筋保護層厚度不夠、養護中沒有對結構進行合理及時的維修等原因，加速了鋼筋的銹蝕。

另一方面，瀝青混凝土面層就現有的材料工藝還不能達到完全的防水作用，只能依賴于防水層，而當年所使用的防水層不能達到預期的防水效果，致使雨水滲入，加上鋼筋保護層的厚度太薄，就造成了鋼筋的銹蝕。

三、鋪裝層的維修

考慮到如果仍然采用瀝青混凝土鋪裝層，在確定鋪裝層維修方案時面臨兩種選擇，一是按原結構修復水泥混凝土調平層和瀝青混凝土鋪裝層，二是改為水泥混凝土橋面鋪裝。但上述病害隱患依然存在，所以決定將瀝青混凝土鋪裝層改造成防水混凝土橋面鋪裝層。

1. 清除原有橋面鋪裝層。將原瀝青混凝土鋪裝層清除干凈，去除橋面澤漿和松散調平層。鑿毛箱梁頂板混凝土表面，并清潔干凈，無泥砂、無油污、無積水。

2. 橋面植筋。由于箱梁頂板的預應力管道密集，在混凝土層鑿除后，橋面植筋前需要探出預應力管道位置，確保在植筋時避開預應力管道。無法植筋的位置采用與梁體普通鋼筋綁扎的連接方式。

植筋規格為φ12，植筋孔徑為16 mm。在鉆孔時采用沖擊鉆，鉆頭規格為φ16mm。φ12鋼筋植筋深度為12cm。如遇到頂板鋼筋或鋼絞線盡量往小距離方向移動，鉆孔后用高壓風槍吹孔，用專用毛刷清孔。用打膠槍將植筋膠打入鋼筋孔內，再把鋼筋的植入端粘滿植筋膠，螺旋式植入到鋼筋孔內，鋼筋需除銹并清理干凈，用小鏟刮掉多余的膠泥。

3. 橋面內鋪設鋼筋網。橋面鋪設鋼筋直徑為12mm，間距為10 cm×10cm的鋼筋網，放置在植筋上面。鋼筋網采用現場制作，鋼筋網以綁扎為主，并輔以焊接固定。鋼筋網要保證定位準確，設置在混凝土層中部，鋼筋保護層厚度不得少于4cm，同時不允許出現鋼筋網有局部下沉現象。

4. 澆筑橋面混凝土。新澆筑的橋面鋪裝層厚度為8 cm(主要考慮到鋪裝層自重對橋梁結構的影響，理想厚度為10 cm)，采用能達到W6的抗滲等級要求，具有防水功能的C55混凝土。混凝土配合比為水泥：砂：石：水：粉煤灰：礦渣：減水劑：阻銹劑為1：1.72：2.99：0.423：0.352：0.155：0.048：0.034，同時在混凝土中摻入增強混摻型聚丙烯纖維，摻量為2.7kg/m。水泥選用P.I 42.5（R）珠江水泥廠旋窖生產的粵秀牌高強度硅酸鹽水泥。細骨料采用級配良好的西江砂，細度模數為2.9，含泥量為1.0%；粗骨料為質地堅硬、級配良好的碎石，含泥量為0.5%。拌制混凝土用自來水，外加劑采用型號為FDN一5R的高效減水劑和901阻銹劑。

采用插入式振搗器振搗混凝土。使用時，振搗器移動間距不應超過振動器半徑的1.5倍，與側模應保持50～100mm的距離，每一處振動完畢后邊振動邊徐徐提出振動棒。施工時注意振搗時間，保證混凝土振搗密實。振搗時以拌和物停止下沉．不再冒氣泡，表面呈現平坦泛漿為準，但不宜過振：振搗時再輔以人工找平。

混凝土面層表面刻成平行的紋理．并使混凝土表面的構造深度符合規范要求，刻紋時間為混凝土澆筑24h后進行。

5. 混凝土的養護。混凝土橋面施工完畢，應在收漿后盡快覆蓋和灑水養護。混凝土的養護采用麻袋或用塑料薄膜覆蓋灑水的方法養生，經常保持潮濕狀態。混凝土板在養護期間禁止一切車輛通行。混凝土養護由專人全天24h進行，混凝土養護時間暫定為5d。養護5d后，對混凝土試塊進行試壓以決定開放交通時間。

四、結論及建議

對于瀝青混凝土鋪裝，防水層至關重要。橋面防水涂料的關鍵是與水泥混凝土及瀝青混合料都有很好的親和性，能牢固地粘結在一起，并且能夠在瀝青混合料的高溫下，只軟化，不流淌。目前高性能的聚合物改性瀝青防水涂料可以滿足這一要求，可以廣泛采用。

水泥混凝土橋面鋪裝的平均厚度不能小于8cm，為了減少混凝土的開裂，在其中加鋼纖維或聚丙烯纖維，而且對混凝土的配合比設計和澆筑質量嚴加控制。鋼筋網鋼筋直徑不宜小于10mm，間距不能大于15cm。

對于連續箱梁來說，鋪裝層防水能力不足是一個致命的缺陷，直接威脅到負彎矩區的預應力筋。應該在設計、施工、養護的各個環節都加以重視。如果能徹底解決這一潛在病害，不僅能延長橋梁的使用壽命，而且還能帶來經濟效益。

[1] 王鈞利，馬春燕.預應力混凝土箱梁橋裂縫分析與對策[A];第十一屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅰ卷[C];2002年.

[2] 徐永成.大跨預應力混凝土箱梁橋腹板受力研究[D];湖南大學;2006年.

[3] 蘇杭.預應力混凝土箱梁橋腹板受力分析及預應力損失研究[D];武漢理工大學;2007年.