防止桥面铺装早期破坏施工技术

所属栏目:交通运输论文 发布日期:2011-02-15 17:27 热度:

  摘要:由于沥青混凝土铺装与桥梁自身水泥混凝土在材料物理性质各方面的差异,城市桥梁结构结合面上易发生早期破坏。其破坏的原因不仅与设计不足、原材料质量存在问题有关,而且很大程度上取决于现场施工工艺和关键质量环节的控制。
  关键词:桥面,铺装,早期
  为提高车辆在桥梁上的行车舒适性,目前城市立交桥桥面铺装普遍采用沥青混凝土铺装。由于沥青混凝土铺装与桥梁自身水泥混凝土在材料物理性质各方面的差异,城市桥梁结构结合面上易发生早期破坏。其破坏的原因不仅与设计不足、原材料质量存在问题有关,而且很大程度上取决于现场施工工艺和关键质量环节的控制。因此防止桥面铺装早期破坏成为桥面铺装施工技术的一个重要问题。
  一、桥面早期破坏的原因
  桥面铺装破坏以后,不但有损桥梁的整体形象,而且行车不舒适甚至易出现交通安全事故,社会影响极大。另外由于立交桥平面线型半径较小,且桥梁断面需变宽变高,梁跨为非预应力连续梁和预应力连续梁。这种体系设计允许桥梁有较大变形,存在细微的裂缝,在这种情况下,桥面铺装的早期破坏更易发生梁体在水作用下的腐蚀侵害,对梁体的结构安全及使用寿命造成极大的危害。桥面早期破坏的原因很多,但施工原因主要有三个方面。
  1、桥面铺装抗剪强度不足
  桥面抗剪强度不足主要是因为沥青混凝土桥面铺装与水泥混凝土结合不好,粘结力较小,抗剪强度较低。在行车荷载作用下,由于沥青混凝土与水泥混凝土弹性模量不同,桥身混凝土与沥青混凝土铺装弯曲变形存在差异,从而产生反复的剪切作用,降低结合面的抗剪疲劳强度。一旦抗剪强度不足处刹车过于频繁或者有车辆紧急制动产生较大剪切力时,将会造成桥面铺装破坏。
  2、桥面铺装积水
  当混凝土桥面平整度不是很好时,桥面上积水经沥青混凝土面层渗入后,易在低洼处积存,在重力作用下无法沿横坡渗出。此部分积水受车辆荷载作用时,水压力增加数倍,对防水层与梁体顶面、沥青与集料之间起到剥离作用;此部分积水蒸发时,对防水层和沥青会起剥离老化作用,从而引起桥面铺装的破坏。在冬季即使没有外部荷载,桥面积水的冻胀也能造成桥面铺装的破坏。
  3、桥面铺装透水
  为保证高速行使的车辆在雨天的安全性,桥面铺装都要求具有一定的抗滑性能,提供表面的构造深度和降低空隙率是沥青混凝土配合设计的一对矛盾,在桥梁上使用沥青混凝土时,规范要求不开强振,因此压实度很难提高。由于以上因素,即使优化配合比设计和完善压实工艺,桥面沥青混凝土铺装也难以完全杜绝雨水渗入。由于桥面铺装内水的存在,将极大地减弱桥面抗剪强度,使桥面铺装产生波浪、拥包、裂缝、坑槽等破坏。
  二、防止桥面混凝土早期破坏的施工技术
  要想防止桥面早期破坏,主要应从桥梁施工和沥青混凝土施工两方面着手:一是要做好桥面清浆工作,选择适当的防水材料,以增大桥面混凝土与沥青混凝土铺装的粘结力和提高抗剪疲劳强度,完善桥梁排水设施,提高桥面平整度,减少桥面长时间积水的可能性;二是从原材料和施工工艺上确保桥面铺装的施工质量。
  (一)提高梁体混凝土顶面平整度的技术
  提高梁体混凝土顶面平整度是防止桥面积水的重要措施,只有顶面平整度提高了,桥面积水的概率才会降低。因此,在现浇梁施工中应采用以下技术措施,提高桥面平整度。
  1、提高平整度标准,增大平整度保证率。一般规范中要求混凝土桥面平整度3米直尺不超过1㎜,在某立交桥桥面混凝土施工中,采用6米直尺进行控制,这样平整度水平可以提高1倍,桥面积水概率相应减少。
  2、完善施工控制措施,提高平整度。立交桥桥面混凝土平整度控制是在桥面上挂钢丝线,以钢丝线作为控制桥面高程及平整度的参照标准,这种方式较为简便,但对施工有一定影响易受破坏,而且钢丝固定在两侧模板上,受模板变形及支架不均匀沉降影响较大。
  3、防止内模上浮。现浇连续梁易出现内模上浮现象,因此,浇筑前必须采取措施防止内模上浮,一般可将内模固定下穿底板固定在支架上,也可采取压重等措施防止内模上浮。在浇筑施工中采取纵向分段、水平分层的浇筑方式,减少内模上浮的可能性。
  对于基础变形引起的裂缝主要预防措施是:
  一是加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收,对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利的地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。二是开挖基槽时,要注意不扰动其原状结构。三是控制建筑物有长高比,长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。四是合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。五是正确地设置沉降缝。
  (二)桥面清浆的施工工艺
  桥面清浆的目的一是可以提高混凝土与防水层之间的粘结力,二是可以提高桥面平整度,处理桥面的缺陷。立交桥桥面清浆采用两个步骤:
  1、混凝土初凝钢刷刷毛,初凝后用钢刷刷掉,漏出骨料,但严禁扰动骨料。
  2、梁体达到设计强度后,采用剁斧式花锤,对梁体顶面进行凿毛。人工剁斧法对梁体损害较大,但对桥面清浆水平不统一,施工时间长,施工费用高。在工程实践中,经过反复研究,采用了初期钢刷刷毛结合后期机械铣刨方式。不但提高了施工效率,而且保证了清浆质量,减少了施工费用。清浆完成后对桥面钢筋头进行处理,刷防锈漆。
  (三)防水层的施工技术与工艺
  防水层应根据桥梁结构形式及力学特征进行选择,一般连续结构的桥梁宜选择柔性防水材料。因为柔性防水材料一般属于高聚物沥青基涂膜类材料,遇冷不脆,遇热不变性,整体防水效果好。立交桥梁全部变为连续刚构形式,因此选用柔性防水材料。
  1、施工技术要求
  (1)凿除浮浆,清理杂物和各种污染,清除突出钢筋,边角部位如泄水口等应做成圆弧形;桥面不得有浮尘(采用空压机的高压风先行将表面吹干净),并保证毛面干燥。
  (2)柔性防水层施工时应选在晴热天气施工,防水层在低温(5摄氏度以下)、雨天、以及大风(四级)天气均不得施工。
  (3)先用底涂料喷涂第一遍,晾干后用1号高粘度涂料喷涂第二遍,实干后用2号涂料喷涂第三遍,晾干后的防水层平均厚度0.5~0.6。
  (4)喷涂时要均匀,排除气泡,表面不流淌。
  (5)喷涂结束后,自然养护5-10小时以上,经检查防水层晾干后,方可进行沥青混凝土施工。
  2、质量控制要点
  (1)施工中应随时检查防水层有无破损、滑移、褶皱、流淌、堆积现象,发现问题立即修补,并查找原因,采取措施后再进行施工。
  (2)施工中应重点控制防水剂用量,随时进行检查,单位面积用量达不到要求是应及时调整补喷。
  (3)防水剂喷涂完成后,应立即按《柔性防水层质量检验标准》进行厚度检测。
  桥面防水效果与防水层施工质量密切相关,应着重控制桥面凿毛及其清理,喷涂防水层前后作业面要求的湿润或干燥程度和喷洒均匀程度。除此之外还应把施工作业前后工作面的保护作为重点,在铺筑混凝土前防水层不得有破坏、污染。
  (四)保证桥面渗水排出的施工技术
  桥面铺装的渗水的排出涉及盲沟和泄水管两个方面。
  1、固化盲沟的设置
  盲沟应设在低侧防撞墙边,使桥面水和面层内渗水在此汇合后通过泄水管排出。
  (1)固化盲沟的施工工艺
  ①中面层施工时,在梁体较低的一侧留5-10㎝不铺;
  ②上面层施工时,对中面层施工所留缝隙用上面层沥青料补齐,碾压时只进行轻压;
  ③上面层施工后,对边部沥青料进行修整,使整齐美观。
  (2)伸缩缝的渗水处理
  在伸缩缝处,由于伸缩缝混凝土不透水,盲沟不连续。因此在梁体施工时,在伸缩缝混凝土后高程较高的一端留竖向排水管,管口与桥面混凝土齐平,以排水桥面渗水和盲沟汇集的水。
  2、竖向泄水管的设置
  竖向泄水管适用于连续结构,将泄水管盖和泄水管主体分开设置,泄水管主体自梁体水泥混凝土表面向下安装(顶部宜略低于梁体表面0.5-1㎝),生铁泄水管盖铺设在其上面顶层,不与泄水管主体发生接触,对桥面铺装表面水及面层内渗水的排出不产生任何阻碍作用,较在泄水管上部打孔或打槽能更大限度发挥排水作用。
  三、结论
  桥面铺装早期破坏的发生,与桥梁的结构型式、沥青混凝土铺装的性能及施工质量密切相关,完全杜绝早期破坏是不现实的,但通过对其发生概率的研究,可采取有效的施工措施,尽量减少其发生的可能性。

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