1 前言
橋面鋪裝層是車輪直接作用的部分,其作用是防止車輪或履 帶直接磨耗行車道板,保護主梁免受雨水侵蝕,并對車輛輪重的 集中荷載起分布作用。橋面鋪裝層應(yīng)有一定的強度,并能滿足抗 裂、抗沖擊、耐磨性能等要求。此外,考慮到分縫處各板塊角易產(chǎn) 生斜裂,故要求橋面鋪裝層具有一定的抗彎曲變形能力。目前,隨 著交通量和重型車輛的增加,我市橋面鋪裝層損壞較為嚴重,維 修周期也越來越短,有的甚至通車不久即出現(xiàn)了開裂、碎裂、露 骨、脫落等現(xiàn)象,不僅妨礙行車安全、影響橋面美觀,而且也給維修 工作帶來了很大困難。筆者對市內(nèi)多個損壞的橋面進行觀察分析, 認為造成水泥混凝土橋面鋪裝層過早開裂的主要原因有設(shè)計考慮不周,施工不當及外界影響等。
2 橋面過早開裂的原因分析
2.1 橋面板剛度不夠
為了減輕恒載,試圖用增加鋼筋用量或采用高強度鋼筋來減 薄橋面板的厚度(如某些頂板偏薄的箱梁結(jié)構(gòu)),這種橋面板由于剛 度不夠,在重荷載的作用下引起較大的變形。此外,車輛的不斷沖 擊震動,容易使橋面板及鋪裝層出現(xiàn)裂縫且發(fā)展較快。
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2.2 負彎矩的影響
連續(xù)梁橋、拱橋及懸臂梁橋等由于荷載的作用而產(chǎn)生負彎矩 或拉力,使橋面鋪裝層受到拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂縫,從而造成 橋面鋪裝的損壞。
2.3 橋面鋪裝層與主梁表面混凝土未粘結(jié)好
橋面鋪裝前沒有將梁表面的松散砂石、泥污等清除干凈,主梁 表面未鑿毛或鑿毛的密度和深度不夠,這些都大大降低了橋面鋪 裝層與梁面之間的粘聚力,破壞了水泥混凝土層的整體性,通車 后車輪的劇烈沖擊和荷載的作用使橋面出現(xiàn)脫皮、裂縫、剝落等現(xiàn)象。
2.4 橋面鋪裝層的厚度過薄
由于施工因素造成梁表面高出設(shè)計標高,或由于調(diào)整橋面縱 橫坡等原因造成了橋面鋪裝層厚度局部過薄(一般不宜小于8cm), 削弱了橋面鋪裝層的剛度和承載能力,這也是橋面早期損壞的原因之一,如陳李線運糧河橋橋面鋪裝層的損壞即是此種原因。
2.5 橋面鋪裝層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)走位
鋼筋網(wǎng)在進行綁扎和澆注水泥混凝土時,受到施工人員操作 質(zhì)量、運輸機具碾踏和水泥混凝土的自重壓力等影響,導致其緊貼梁面的走位現(xiàn)象,削弱了鋼筋 網(wǎng)承受荷載的能力,尤其對于出現(xiàn)負彎矩的橋面鋪裝層,容易因 此而出現(xiàn)橋面裂縫等損壞現(xiàn)象。
2.6 混凝土的干縮作用
目前大橋橋面鋪裝多采用泵送混凝土工藝,為滿足泵送混凝 土較大坍落度的要求,除摻入添加劑外,還加大水泥用量和水灰 比的辦法,這都是影響混凝土干縮并成正比關(guān)系的主要因素。水 泥用量大時水化熱增大,引起行車道板和橋面鋪裝的溫差而產(chǎn)生 變形約束。由于混凝土硬化初期的抗拉強度小,若干縮和冷縮產(chǎn) 生的拉應(yīng)力超過其抗拉強度,則將導致混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生裂 縫。目前普遍存在著忽視混凝土養(yǎng)生現(xiàn)象,這更加促使溫度收縮和干縮裂縫的發(fā)育、造成橋面的過早損壞。
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2.7 過早通車
有些建設(shè)單位為了達到提前通車或“獻禮”所需,往往在橋面 鋪裝完成幾天后即開放通車,造成橋面在強度不高、變形未穩(wěn)定 的情況下過早承受外來重載的作用,這也是造成橋面過早損壞的原因之一。
2.8 混凝土質(zhì)量的影響
混凝土的原材料質(zhì)量低劣、砂率過大、水灰比控制不好、砂石 級配差、混凝土拌和物和易性差以及施工時漏振、模板漏漿等造 成混凝土中出現(xiàn)蜂窩、麻面、強度降低等缺陷,均破壞了鋪裝層的 整體性、降低了其抗裂、抗沖擊、抗彎曲及耐磨的能力。
2.9 施工縫處理不當
橋面鋪裝應(yīng)力求少設(shè)施工縫,需設(shè)置施工縫的也應(yīng)設(shè)在墩臺頂 的位置。橋面不寬時以全幅一次性澆注為好,橋面寬度大的可以 分隔帶為分界面。但不少施工單位在進行橋面鋪裝時隨意設(shè)置施工縫,且對施工縫的處理也不當(如不按規(guī)范鑿毛等)。此外,澆注 混凝土過程中出現(xiàn)的間歇時間太長(一般不宜超過1h),又沒有按規(guī)定設(shè)置施工縫。這些都嚴重地影響混凝土的連續(xù)性和整體性。
2.10 荷載過大及沖擊影響
高密度重交通以及超載車輛的增加,加重了橋面鋪裝層的負 荷,并且輪荷載的大型化會產(chǎn)生大的沖擊,而在路面不平整或橋面伸縮等有高差的地方,沖擊則更大。
2.11 新老橋連接處由于不均勻沉降引起橋面開裂
此種情況多用于老橋拓寬改造工程中,如漣鹽線建湖境內(nèi)拓寬改造的洪橋、陳李線射陽境內(nèi)的黃沙河大橋等。
橋面鋪裝的損壞一般是上述某幾種因素綜合作用(影響)的結(jié)果,因而尋找原因時要從各個方面進行綜合分析。