论文部分内容阅读
【摘 要】 桥面铺装是铺筑在桥面板上的防护层，是桥梁行车系的重要组成部分，它的作用是防止车轮直接作用在桥面板上，保护主梁免受雨水和其他有害物质的侵蚀，同时起到扩散荷载的作用，桥面铺装的质量直接影响到汽车的行驶和桥梁的耐久性。文章从设计、施工等方面分析了桥面铺装混凝土常见病害产生的原因，并具此提出了预防病害产生的具体措施。
【关键词】 公路桥梁;桥面铺装;成因分析;防治措施
引言：
在桥梁工程施工中，人们一般对于基础及主体结构等比较重视，而桥面铺装问题出于不影响安全，短时间内也不会暴露出来，往往容易被忽视，从而导致施工中出现各种各样的问题。
一、桥面铺装混凝土常见病害及原因分析
近年来公路路面和桥梁多以混凝土路面为主。桥面铺装常见病害主要是不规则网状裂缝或裂纹，也有局部碎裂等病害。这些病害产生的原因既有设计上的，也有施工方面的原因。
1.1设计方面的原因
桥梁设计时，桥面铺装只要求配置少量的构造钢筋，这是影响桥面铺装的原因之一。部分桥梁的桥面铺装层中将钢筋网改为扩张网，扩张网含筋率太低，其菱形几何形状不利于桥面结构受力，导致部分桥面铺装层损坏严重。另外，在桥面结构砼层的设计中未考虑预应力梁的上拱度对砼厚度的影响，亦是引起桥面铺装极早破坏的重要因素。
1.2施工方面的原因
（1）混凝土质量
混凝土的质量对铺装层来说非常重要。桥面铺装混凝土要有足够的强度和耐磨性，必须采用安定性良好的水泥，水灰比、砂率及砂石料的性能、级配，合适的配比选择至关重要。在夏季施工时，水分蒸发快，如混凝土养护不及时就很容易产生收缩裂纹。
（2）施工程序不够严格
桥面铺装施工中，不按照规范要求，清除桥面浮灰及杂物，并凿毛处理，会影响桥面铺装与桥面板粘接，导致铺装层单独承受路面荷载的冲击，温度变化及荷载作用时铺装层不能与主梁一起受力并协调变形，很容易导致桥面铺装的碎裂。施工中钢筋不严格按设计位置安装，部分钢筋网靠近梁面放置，特别是在工作缝位置，钢筋网如果不能穿过工作缝，或部分钢筋网虽穿过工作缝但沉到铺装层底部，钢筋网起不了它应有的作用，桥面铺装也很容易损坏。
（3）铺装层厚度不够
由于梁顶面标高控制不严或梁（板）张拉引起反拱等原因，造成桥面铺装厚度不均，两端铺装层厚，而中部拱部分则达不到要求，铺装层在这些地方也容易破坏。在目前桥梁大部分采用预应力梁的情况下，梁部起拱引起的桥面铺装层厚度不够问题尤其严重。
（4）特殊位置的处理
桥面层中一些特殊的位置，如施工缝、伸缩缝、横缝等位置，要作一些特殊的处理。由于纵向施工缝基本上不作特别处理，所以要尽量避开车辆重轮作用带位置。伸缩缝处混凝土直接承受车辆荷载较大的冲击，如果结构埋置太浅，在车辆不断冲击下会使附近的桥面铺装泵碎破坏。在伸缩缝处的桥面铺装不能完全断开，也会导致断裂破坏。有些特殊形式的桥梁，如果施工处理不好必然导致铺装层断裂。
二、桥梁防水系统缺陷对桥梁损害的机理分析
一般来说，水泥混凝土材料是耐水材料，在潮湿环境或水中能保持强度和稳定性，潮湿条件也是水泥混凝土材料早期强度形成和发展不可缺少的条件。但是长期处于潮湿条件下，尤其在干湿交替循环状态下，混凝土的耐久性问题是不容乐观的。
水泥混凝土在塑性期或硬化初期会因为水分蒸发造成塑性开裂。一般而言，桥面混凝土厚度小，和空气的接触面积大，产生塑性开裂的几率也大。加强桥面混凝土施工中的质量管理和早期养护可以减少开裂，但难以完全消除。在以后的使用过程中，早期产生的裂缝会随着车辆反复荷载的冲击下逐渐扩展。
预制梁桥的饺缝处是受力复杂、混凝土最薄弱的部位，最容易受到侵蚀，尤其近年来，超重交通的形成，过载车辆的增多，过早地造成铰缝部位的裂缝。桥面雨水通过裂缝进一步腐蚀混凝土和钢筋，形成单梁受力，降低承载能力直至破坏。
对于碱一骨料反应，盐的腐蚀、冰融作用应以防止和抑制为主。减少混凝土中的碱含量是解决的办法之一，使用低碱水泥、低碱外加剂，可以减缓，但解决不了全部问题。无论碱一骨料反应、盐腐蚀，还是冻融作用，只要是没有水，就可以减缓或避免，所以必须设置完善的防水系统，将混凝土与水隔离开来，使其不具备发生反应的条件，就将达到延长桥梁使用寿命的要求。
三、桥面铺装混凝土病害预防的有效措施
针对桥面铺装病害常见原因，笔者认为可以采取适当的措施，加强施工控制，大部分病害是可以避免的。
3.1设计上的考虑
在设计上，适当考虑桥面的受力状况，设立一定数量的受力钢筋和构造钢筋。对于受力结构刚度较小、震动较大、面层拉应力较大的桥梁建议采用柔性路面或其他强度、耐磨性更好的新材料如钢纤维混凝土等。同时在桥面铺装设计时应充分考虑预应力梁上拱度对铺装层砼厚度的影响，并采取必要的防范措施，如采取局部桥面钢筋网加密等方案，确保桥面铺装砼的强度及耐久性。
3.2橋面铺装混凝土施工
桥面铺装混凝土强度应不低于主梁（板）的混凝土。混凝土采取适当的配合比，采用合格的水泥、砂石料等原材料，施工中严格按配合比施工。特殊季节如冬季施工或夏季高温作业，要采取适当的防护措施，保证砂石料的入模温度。并采取适当的养护措施，防止养护不当造成的开裂。混凝土强度达不到规范要求时，不得开放交通。
3.3严格施工程序
在浇铺装层混凝土前应彻底清理梁（板）顶面混凝土，凿除松动砂、浮浆及各种油渍，凿毛表层混凝土并清洗干净，保证新老混凝土粘结牢固。铺设接缝钢筋网或桥面钢筋网时采取适当的措施保证受力钢筋和构造钢筋的位置准确，符合设计要求，如有必要可采取桥面板中预埋连接钢筋的形式。
3.4保证桥面铺装层厚度
对于预制预应力桥梁，应当采取切实措施，保证梁部起拱在规范允许的范围内，以保证桥面铺装层的厚度。
a、对于跨径大于20m的梁板，在台座设计时，跨中设计2-3cm左右的反拱度;
b、对于跨径小于20m的梁板，如果跨中上拱度大于2—3cm，造成桥面砼铺装厚度不足时（但不小于6cm），可采用提高桥面砼标号并在跨中局部加密钢筋网的办法处理;
c、对于预应力梁，生产完毕后应尽快组织架梁，然后施工桥面铺装整体砼，其存放时间不宜超过60天，以防止梁板跨中上拱度随时间增长而增大，影响桥面铺装砼的厚度，进而影响桥面铺装的施工质量。
3.5加强特殊位置的处理
在施工缝、伸缩缝、纵横缝等需要作一些特殊处理的位置，施工中应给与特别的注意。必须在横向连接钢板焊接完成后，才可进行桥面铺装工作，以免后焊钢板涨缩引起桥面混凝土发生裂纹，伸缩缝中应填塞有弹性耐高温的材料，不得有堵塞和变形情况。采用的伸缩装置应能保证上部结构自由伸缩，并能承受车辆荷载作用。安装时定位值应通过计算确定，梁体温度应测量准确，伸缩体横向高度符合桥面线形。防水层包括与泄水管衔接处，伸缩缝、沉降缝不得漏水或使水渗入结构本体。混凝土横缝锯缝及时，不得产生错缝。应预切缩缝并保证填充料的质量。纵缝宜由桥面板结构、桥面宽度等因素决定，应避开重车轮作用带位置。锯缝深度以不损伤钢筋网为度。各种缝隙应灌浆饱满平整。
四、结语
造成桥面病害的主要原因还有其它一些因素。如原材料质量、混凝土配合比、养护等，但其主要原因仍是上述所阐述的几点，只要设计、施工方面能遵照规范并按上述建议和要求尽职尽责做好各自的工作，桥面病害必将大大减少。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000.
[2]《公路桥涵设计通用规范》JTJK60-2004.
[3]杨文渊.桥梁施工工程师手册[M].北京：人民交通出版社，2000.
【关键词】 公路桥梁;桥面铺装;成因分析;防治措施
引言：
在桥梁工程施工中，人们一般对于基础及主体结构等比较重视，而桥面铺装问题出于不影响安全，短时间内也不会暴露出来，往往容易被忽视，从而导致施工中出现各种各样的问题。
一、桥面铺装混凝土常见病害及原因分析
近年来公路路面和桥梁多以混凝土路面为主。桥面铺装常见病害主要是不规则网状裂缝或裂纹，也有局部碎裂等病害。这些病害产生的原因既有设计上的，也有施工方面的原因。
1.1设计方面的原因
桥梁设计时，桥面铺装只要求配置少量的构造钢筋，这是影响桥面铺装的原因之一。部分桥梁的桥面铺装层中将钢筋网改为扩张网，扩张网含筋率太低，其菱形几何形状不利于桥面结构受力，导致部分桥面铺装层损坏严重。另外，在桥面结构砼层的设计中未考虑预应力梁的上拱度对砼厚度的影响，亦是引起桥面铺装极早破坏的重要因素。
1.2施工方面的原因
（1）混凝土质量
混凝土的质量对铺装层来说非常重要。桥面铺装混凝土要有足够的强度和耐磨性，必须采用安定性良好的水泥，水灰比、砂率及砂石料的性能、级配，合适的配比选择至关重要。在夏季施工时，水分蒸发快，如混凝土养护不及时就很容易产生收缩裂纹。
（2）施工程序不够严格
桥面铺装施工中，不按照规范要求，清除桥面浮灰及杂物，并凿毛处理，会影响桥面铺装与桥面板粘接，导致铺装层单独承受路面荷载的冲击，温度变化及荷载作用时铺装层不能与主梁一起受力并协调变形，很容易导致桥面铺装的碎裂。施工中钢筋不严格按设计位置安装，部分钢筋网靠近梁面放置，特别是在工作缝位置，钢筋网如果不能穿过工作缝，或部分钢筋网虽穿过工作缝但沉到铺装层底部，钢筋网起不了它应有的作用，桥面铺装也很容易损坏。
（3）铺装层厚度不够
由于梁顶面标高控制不严或梁（板）张拉引起反拱等原因，造成桥面铺装厚度不均，两端铺装层厚，而中部拱部分则达不到要求，铺装层在这些地方也容易破坏。在目前桥梁大部分采用预应力梁的情况下，梁部起拱引起的桥面铺装层厚度不够问题尤其严重。
（4）特殊位置的处理
桥面层中一些特殊的位置，如施工缝、伸缩缝、横缝等位置，要作一些特殊的处理。由于纵向施工缝基本上不作特别处理，所以要尽量避开车辆重轮作用带位置。伸缩缝处混凝土直接承受车辆荷载较大的冲击，如果结构埋置太浅，在车辆不断冲击下会使附近的桥面铺装泵碎破坏。在伸缩缝处的桥面铺装不能完全断开，也会导致断裂破坏。有些特殊形式的桥梁，如果施工处理不好必然导致铺装层断裂。
二、桥梁防水系统缺陷对桥梁损害的机理分析
一般来说，水泥混凝土材料是耐水材料，在潮湿环境或水中能保持强度和稳定性，潮湿条件也是水泥混凝土材料早期强度形成和发展不可缺少的条件。但是长期处于潮湿条件下，尤其在干湿交替循环状态下，混凝土的耐久性问题是不容乐观的。
水泥混凝土在塑性期或硬化初期会因为水分蒸发造成塑性开裂。一般而言，桥面混凝土厚度小，和空气的接触面积大，产生塑性开裂的几率也大。加强桥面混凝土施工中的质量管理和早期养护可以减少开裂，但难以完全消除。在以后的使用过程中，早期产生的裂缝会随着车辆反复荷载的冲击下逐渐扩展。
预制梁桥的饺缝处是受力复杂、混凝土最薄弱的部位，最容易受到侵蚀，尤其近年来，超重交通的形成，过载车辆的增多，过早地造成铰缝部位的裂缝。桥面雨水通过裂缝进一步腐蚀混凝土和钢筋，形成单梁受力，降低承载能力直至破坏。
对于碱一骨料反应，盐的腐蚀、冰融作用应以防止和抑制为主。减少混凝土中的碱含量是解决的办法之一，使用低碱水泥、低碱外加剂，可以减缓，但解决不了全部问题。无论碱一骨料反应、盐腐蚀，还是冻融作用，只要是没有水，就可以减缓或避免，所以必须设置完善的防水系统，将混凝土与水隔离开来，使其不具备发生反应的条件，就将达到延长桥梁使用寿命的要求。
三、桥面铺装混凝土病害预防的有效措施
针对桥面铺装病害常见原因，笔者认为可以采取适当的措施，加强施工控制，大部分病害是可以避免的。
3.1设计上的考虑
在设计上，适当考虑桥面的受力状况，设立一定数量的受力钢筋和构造钢筋。对于受力结构刚度较小、震动较大、面层拉应力较大的桥梁建议采用柔性路面或其他强度、耐磨性更好的新材料如钢纤维混凝土等。同时在桥面铺装设计时应充分考虑预应力梁上拱度对铺装层砼厚度的影响，并采取必要的防范措施，如采取局部桥面钢筋网加密等方案，确保桥面铺装砼的强度及耐久性。
3.2橋面铺装混凝土施工
桥面铺装混凝土强度应不低于主梁（板）的混凝土。混凝土采取适当的配合比，采用合格的水泥、砂石料等原材料，施工中严格按配合比施工。特殊季节如冬季施工或夏季高温作业，要采取适当的防护措施，保证砂石料的入模温度。并采取适当的养护措施，防止养护不当造成的开裂。混凝土强度达不到规范要求时，不得开放交通。
3.3严格施工程序
在浇铺装层混凝土前应彻底清理梁（板）顶面混凝土，凿除松动砂、浮浆及各种油渍，凿毛表层混凝土并清洗干净，保证新老混凝土粘结牢固。铺设接缝钢筋网或桥面钢筋网时采取适当的措施保证受力钢筋和构造钢筋的位置准确，符合设计要求，如有必要可采取桥面板中预埋连接钢筋的形式。
3.4保证桥面铺装层厚度
对于预制预应力桥梁，应当采取切实措施，保证梁部起拱在规范允许的范围内，以保证桥面铺装层的厚度。
a、对于跨径大于20m的梁板，在台座设计时，跨中设计2-3cm左右的反拱度;
b、对于跨径小于20m的梁板，如果跨中上拱度大于2—3cm，造成桥面砼铺装厚度不足时（但不小于6cm），可采用提高桥面砼标号并在跨中局部加密钢筋网的办法处理;
c、对于预应力梁，生产完毕后应尽快组织架梁，然后施工桥面铺装整体砼，其存放时间不宜超过60天，以防止梁板跨中上拱度随时间增长而增大，影响桥面铺装砼的厚度，进而影响桥面铺装的施工质量。
3.5加强特殊位置的处理
在施工缝、伸缩缝、纵横缝等需要作一些特殊处理的位置，施工中应给与特别的注意。必须在横向连接钢板焊接完成后，才可进行桥面铺装工作，以免后焊钢板涨缩引起桥面混凝土发生裂纹，伸缩缝中应填塞有弹性耐高温的材料，不得有堵塞和变形情况。采用的伸缩装置应能保证上部结构自由伸缩，并能承受车辆荷载作用。安装时定位值应通过计算确定，梁体温度应测量准确，伸缩体横向高度符合桥面线形。防水层包括与泄水管衔接处，伸缩缝、沉降缝不得漏水或使水渗入结构本体。混凝土横缝锯缝及时，不得产生错缝。应预切缩缝并保证填充料的质量。纵缝宜由桥面板结构、桥面宽度等因素决定，应避开重车轮作用带位置。锯缝深度以不损伤钢筋网为度。各种缝隙应灌浆饱满平整。
四、结语
造成桥面病害的主要原因还有其它一些因素。如原材料质量、混凝土配合比、养护等，但其主要原因仍是上述所阐述的几点，只要设计、施工方面能遵照规范并按上述建议和要求尽职尽责做好各自的工作，桥面病害必将大大减少。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000.
[2]《公路桥涵设计通用规范》JTJK60-2004.
[3]杨文渊.桥梁施工工程师手册[M].北京：人民交通出版社，2000.