管清慧
摘?要本文介紹了橋梁路面裂縫的類型,簡要地概述了橋梁路面裂縫產(chǎn)生的主要原因,并進行分析。針對不同類型裂縫及不同原因產(chǎn)生的裂縫,從橋梁路面設計、施工和橋面薄弱部位的加強等方面,提出了相應的防裂措施或方法,以提高橋梁路面的施工質量,延長橋梁的使用壽命。
關鍵詞橋梁路面;裂縫類型;產(chǎn)生原因;防裂措施
中圖分類號U4文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2011)071-0115-01
近年來國家對橋梁建設的投入不斷增加,但橋梁在建成并運行一段時間后橋面易出現(xiàn)裂縫,給車輛的運行和橋梁的維修帶來諸多不便。為此,本文從橋梁路面設計、施工和橋面薄弱部位的加強等方面,提出了防裂措施,以提高施工質量,延長橋梁使用壽命。
1橋梁路面裂縫類型
根據(jù)引起橋梁路面裂縫原因的不同,橋梁路面裂縫可分:1)表面龜裂。橋面表面裂縫產(chǎn)生的原因主要包括混凝土混合料的早期過快失水干縮和碳化收縮,混凝土的碳化收縮;2)橫向裂縫。引起橋面橫向裂縫的原因主要有:①干縮裂縫?;炷劣不^程中失水,水泥漿體就會引起收縮,當受到限制時,將產(chǎn)生收縮應力,引起裂縫。②冷縮裂縫。在水泥的水化過程中,隨著熱量的增加,內(nèi)部混凝土體積膨脹,而板面溫度隨著夜間溫度的降低和濕永養(yǎng)護而冷卻收縮,致使混凝土內(nèi)部膨脹,外部收縮,產(chǎn)生很大的拉應力,當外部混凝土所受拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時,就會產(chǎn)生裂縫;3)縱向裂縫。由于路基混凝土路面或橋臺與路基連接處,因填料不均勻和壓實不均勻等,引起路基支承不均勻,加之橋面板自重和車輛荷載將產(chǎn)生縱向裂縫,且裂縫隨雨水的浸入和浸泡不斷增大;4)接縫碎裂。引起接縫碎裂的原因主要是由于脹縫的寬度隨氣溫改變,氣溫升高時,縫中的填縫料被擠出,氣溫下降低時,性能較差的填縫料不能恢復,使縫中形成空隙,侵入的沙、石等雜物,阻礙橋面板塊的伸縮,致使接縫處破損;5)板角裂縫。板角是橋梁路面板的薄弱部位,由于側模的模壁效應,施工時,很難使混凝土振搗密實,將造成板角密實度不夠,強度相對較小,在車輛荷載作用下,易產(chǎn)生板角裂縫。
2橋梁路面裂縫產(chǎn)生原因
橋梁路面產(chǎn)生裂縫的原因主要有:1)設計不合理產(chǎn)生的裂縫。橋面鋪裝層厚度設計不合理,鋪裝層中配筋率不足,橋梁薄弱部位設計不合理,橋梁板梁形式選取不合理以及設計時計算模式的選擇不當,這些都會使橋梁路面產(chǎn)生裂縫;2)忽視施工時的溫度控制和養(yǎng)護時間產(chǎn)生裂縫。防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的基本措施是在施工時注意溫度的控制。防止溫度裂縫的具體措施有控制混凝土水化熱、控制混凝土澆筑溫度和表面保護等。不合理的養(yǎng)護方法, 會導致混凝土養(yǎng)護過程的溫控失調(diào),產(chǎn)生溫度裂縫;3)材料屬性引起的橋面裂縫。由于鋼材、混凝土等材料具有不同的物理屬性和化學性質,這些對橋梁路面裂縫的產(chǎn)生都有直接或間接的聯(lián)系,是引起橋梁路面裂縫的一個主要因素;4)鋪裝層施工不當產(chǎn)生裂縫。橋梁路面鋪裝前,未清除梁表面的沙粒和碎石等雜物以及未在梁表面進行鑿毛工作,使得鋪裝層與梁面間的粘聚力大大降低,破壞了混凝土的整體性,在車輛的劇烈沖擊和荷載作用下,橋梁路面易產(chǎn)生裂縫;橋面鋪裝層施工時,由于不合理的操作,將會造成鋪裝層厚度局部過薄,使得其剛度和承載能力有所降低,也易引起致橋面產(chǎn)生裂縫;5)施工縫處理不當產(chǎn)生裂縫。施工縫直接影響橋梁路面的連續(xù)性、平整性和整體性。在混凝土澆注過程中,若間歇時間過長,或未按要求設置施工縫,這些都會使施工縫直接成為影響橋梁路面平整性的裂縫;6)荷載引起的橋面裂縫。由于橋梁所受荷載的特殊性,加之橋梁在使用之前已預加應力,因此荷載對橋梁的影響是非常顯著的,是橋梁路面裂縫產(chǎn)生的一個主要原因。
3橋面防裂措施
3.1加強橋梁設計工作
在橋梁工程設計時,應對橋梁結構的箱型梁進行整體性分析以及剛度變化分析,同時對支座附近一定范圍內(nèi)的箱型梁還應進行抗彎分析和抗扭疊加分析以及必要的驗算,適當增加構造配筋。在橋梁運行過程中路面橫向不對稱荷載可能為最不利荷載,因此,在橋梁設計時應考慮在這種荷載作用下箱型梁的受力情況,同時還應充分考慮各種荷載作用下對橋梁結構進行應力分析,且還應驗算和復核,并應通過試驗驗證設計正確后才能施工。橋面配筋的布置設計應充分考慮到施工的方便,即便于制作和安裝,以確保施工質量,使橋梁實際受力情況和設計相符合,防止裂縫的出現(xiàn),延長橋梁結構的使用壽命。
3.2加強施工質量控制
施工質量在很大程度上決定了橋梁工程質量的好壞,在施工階段應加強以下幾個方面的工作,能有效地防止裂縫的產(chǎn)生。1)重視和加強現(xiàn)場施工管理,建立完善的管理體制,提高管理水平;2)嚴把原材料質量關。應選擇合格的原材料,同時盡可能選擇強度較高、收縮小、耐磨和抗凍性能好的水泥。碎石應選用地質堅硬、表面潔凈、級配良好的碎石?;炷翑嚢韬宛B(yǎng)護用水應清潔干凈,符合要求的水;3)優(yōu)選配合比,嚴格按配合比施工。混凝土配合比設計對橋面裂縫的影響很大,因此,施工前應進行多組對比試驗,得出最佳配合比。依據(jù)構件要求,選擇合理的配合比,不同配合比應采取不同的施工程序,以保證施工質量、混凝土強度,提高構件強度的均勻性和構件的耐久性;4)合理選擇施工時間。在溫差較大的季節(jié)和炎熱天氣時,要避免中午高溫施工,而應選擇下午或夜間施工,以免出現(xiàn)溫度裂縫;5)嚴格控制橋面鋪裝層施工質量。橋面鋪裝層施工質量對橋面裂縫的影響極大,水灰比和含砂率是控制橋面鋪裝質量的主要因素,因應合理設計兩者;6)安裝鋼筋網(wǎng)時,可利用短鋼筋頭支撐鋼筋網(wǎng),以防施工時鋼筋網(wǎng)走位或踩壓至底層,否則將會降低上部分布筋的承載能力,當出現(xiàn)負彎矩時,容易導致橋面出現(xiàn)裂縫;7)嚴格、認真地抓好每一道工序的施工質量,結合實際施工情況,選擇合理的施工工期,安排好施工程序。
3.3重視橋梁橋面薄弱部位的加強設計
橋梁橋面薄弱部位的加強設計主要有以下幾點:1)加強預制架設的板梁和橋面鋪裝層的連接。因預制板梁和橋面鋪裝層混凝土澆筑時間不同,所以混凝土齡期也不同。為了確保兩者之間連接的整體性,設計時應考慮將板梁內(nèi)的鋼筋伸入到鋪裝層中,或施工時設置豎向錨固鋼筋,這樣能很好地改善橋面的受力狀況,能夠有效地防止裂縫;2)加強板梁之間縱向縫隙的聯(lián)系。預制空心板梁之間的連接為鉸結,致使橋面極易出現(xiàn)裂縫。因此,在設計時應對該部位進行加強。橋面混凝土一次鋪裝時,應在板兩端預留鋼筋。若為兩次鋪裝時,應在板梁上整體現(xiàn)澆層內(nèi)設Ф12鋼筋,以加強各板間的連接,提高結構的整體性能。
4結語
橋梁路面裂縫不僅影響板梁的受力性能,加速了鋼筋的銹蝕,而且降低了橋梁的耐久性能。本文根據(jù)筆者多年從事橋梁工程的施工工作經(jīng)驗,從橋梁路面設計、施工、橋面薄弱部位的加強設計和施工人員業(yè)務水平等方面,提出了相應的防裂措施或方法,可為相關人員參考借鑒。
參考文獻
[1]白永勝.關于橋面鋪裝裂縫的防治[J].山西建筑,2010,35.
[2]田美武.錦屏東橋橋面鋪裝層裂縫原因分析及其處理[J].世界橋梁,2008.