輝縣市公路管理局 郎喜梅

預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土箱粱橋橋面鋪裝防水缺陷引發(fā)的病害，并對病害原因進(jìn)行了分析與研究。

預(yù)應(yīng)力混凝土 箱梁橋 橋面 鋪裝維修 防水

目前，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的組成，大多是由水泥混凝土調(diào)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(xù)剛構(gòu)箱梁橋為例，在鑿除瀝青混凝土橋面鋪裝和調(diào)平層后，發(fā)現(xiàn)箱梁頂板結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕、部分預(yù)應(yīng)力鋼絞線和波紋管銹蝕、個別豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋錨頭甚至已銹斷。

二、病害成因分析

該橋原設(shè)計的鋪裝層為4cm瀝青混凝土加4cm水泥混凝土調(diào)平層。由于4cm水泥層偏薄，與箱梁面未采取加強(qiáng)聯(lián)結(jié)的特殊措施，因而容易產(chǎn)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(zhì)量和養(yǎng)生的不足，導(dǎo)致產(chǎn)生小裂紋也是常見的。這樣水泥混凝土調(diào)平層就喪失了防水能力。再加上鋼筋保護(hù)層厚度不夠、養(yǎng)護(hù)中沒有對結(jié)構(gòu)進(jìn)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(xiàn)有的材料工藝還不能達(dá)到完全的防水作用，只能依賴于防水層，而當(dāng)年所使用的防水層不能達(dá)到預(yù)期的防水效果，致使雨水滲入，加上鋼筋保護(hù)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(jié)構(gòu)修復(fù)水泥混凝土調(diào)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(diào)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(yù)應(yīng)力管道密集，在混凝土層鑿除后，橋面植筋前需要探出預(yù)應(yīng)力管道位置，確保在植筋時避開預(yù)應(yīng)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(guī)格為φ12，植筋孔徑為16 mm。在鉆孔時采用沖擊鉆，鉆頭規(guī)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(fēng)槍吹孔，用專用毛刷清孔。用打膠槍將植筋膠打入鋼筋孔內(nèi)，再把鋼筋的植入端粘滿植筋膠，螺旋式植入到鋼筋孔內(nèi)，鋼筋需除銹并清理干凈，用小鏟刮掉多余的膠泥。

3. 橋面內(nèi)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。橋面鋪設(shè)鋼筋直徑為12mm，間距為10 cm×10cm的鋼筋網(wǎng)，放置在植筋上面。鋼筋網(wǎng)采用現(xiàn)場制作，鋼筋網(wǎng)以綁扎為主，并輔以焊接固定。鋼筋網(wǎng)要保證定位準(zhǔn)確，設(shè)置在混凝土層中部，鋼筋保護(hù)層厚度不得少于4cm，同時不允許出現(xiàn)鋼筋網(wǎng)有局部下沉現(xiàn)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(jié)構(gòu)的影響，理想厚度為10 cm)，采用能達(dá)到W6的抗?jié)B等級要求，具有防水功能的C55混凝土?；炷僚浜媳葹樗啵荷埃菏核悍勖夯遥旱V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(qiáng)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(chǎn)的粵秀牌高強(qiáng)度硅酸鹽水泥。細(xì)骨料采用級配良好的西江砂，細(xì)度模數(shù)為2.9，含泥量為1.0%；粗骨料為質(zhì)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(yīng)超過振動器半徑的1.5倍，與側(cè)模應(yīng)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(xiàn)平坦泛漿為準(zhǔn)，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(gòu)造深度符合規(guī)范要求，刻紋時間為混凝土澆筑24h后進(jìn)行。

5. 混凝土的養(yǎng)護(hù)?；炷翗蛎媸┕ね戤?，應(yīng)在收漿后盡快覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)。混凝土的養(yǎng)護(hù)采用麻袋或用塑料薄膜覆蓋灑水的方法養(yǎng)生，經(jīng)常保持潮濕狀態(tài)?；炷涟逶陴B(yǎng)護(hù)期間禁止一切車輛通行。混凝土養(yǎng)護(hù)由專人全天24h進(jìn)行，混凝土養(yǎng)護(hù)時間暫定為5d。養(yǎng)護(hù)5d后，對混凝土試塊進(jìn)行試壓以決定開放交通時間。

四、結(jié)論及建議

對于瀝青混凝土鋪裝，防水層至關(guān)重要。橋面防水涂料的關(guān)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(jié)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(shè)計和澆筑質(zhì)量嚴(yán)加控制。鋼筋網(wǎng)鋼筋直徑不宜小于10mm，間距不能大于15cm。

對于連續(xù)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(fù)彎矩區(qū)的預(yù)應(yīng)力筋。應(yīng)該在設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)的各個環(huán)節(jié)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(jīng)濟(jì)效益。

[1] 王鈞利，馬春燕.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋裂縫分析與對策[A];第十一屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅰ卷[C];2002年.

[2] 徐永成.大跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋腹板受力研究[D];湖南大學(xué);2006年.

[3] 蘇杭.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋腹板受力分析及預(yù)應(yīng)力損失研究[D];武漢理工大學(xué);2007年.