市政桥梁工程桥面铺装问题的分析论文_晏新平

市政桥梁工程桥面铺装问题的分析论文_晏新平

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摘要:文章陈述了市政混凝土桥面铺装破坏的状况,分析了由混凝土强度和厚度方面、混凝土桥面铺装层产生裂纹、桥面混凝土与梁板粘接不好、水的危害等破坏的原因及防治措施。

关键词:市政;桥面铺装;混凝土;措施

1、市政桥面混凝土铺装层破坏的状况

通过检测和调查证明,导致桥面铺装层破坏的原因是混凝土铺装层遭受破坏后引起沥青混凝土出现裂纹、拥包和坑槽等情况造成的。常由以下几种状况导致桥面混凝土破坏:其一是混凝土厚度较薄;其二是混凝土桥面出现纵横向或网状裂纹;其三梁板与混凝土结合差;其四混凝土强度低。钻心取样后发现一些芯样在取芯时已经碎了,且取出的芯样均出现环向开裂,浮浆很多,混凝土表面松散,钢筋网位置不正确,骨料聚集在下层等。此外破坏区混凝土强度不均匀同时较低,不具有整体性。

2、分析桥梁工程混凝土破坏的原由及对策

2.1 混凝土厚度及强度上的原因

(1)混凝土厚度薄且强度低是桥面出现破损的关键原因之一。依照要求和规范,应当确保桥面铺装层的强度大于主梁翼板。由于主梁和桥面是协同作用,在弯矩的影响下,桥面等同主梁翼板最上缘,所承受的应力最大,假如抗压强度不够,会压碎铺装层。因而,在施工和设计过程中应当充分重视桥面混凝土的强度等级。在工程浇注混凝土时,通常对混凝土设计强度有影响的因素有以下几点:

第一不合理的配合比造成混凝土塌落大,水灰比大,在混凝土振捣后表面浮浆很厚,对凝土整体强度有一定影响;第二在桥面有积水时就浇注混凝土,进而导致混凝土的强度降低;第三由于桥面钢筋网紧贴梁顶,导致混凝土中保护层变大,引起桥面混凝土中钢筋的受力作用消失及减小,进而对桥梁工程混凝土整体受力性能有影响;第四,混凝土振捣不均匀,造成养生效果不好或局部不密实,使混凝土强度降低;第五,因混凝土局部厚度较薄,极限厚度仅为4至5厘米,这些地方混凝土除了浮浆之外仅剩一层骨料,不能满足施工配合比标准,也不能保证振捣密实,进而使工程局部桥面混凝土强度降低。

(2)为确保桥面混凝土的强度和厚度,根据混凝土桥面的破坏的根本原因,应该采取如下防止措施。

①结合规范,充分考虑到桥面结构特性,即:弯拉结构特性,动载结构特性,大面积薄壁结构特性及运营超载特性,贯彻“更强更厚”的思想,桥面混凝土强度等级必须达到C40以上,厚度为100~150mm,极限最薄厚度90mm。

②仔细分析混凝土配合比,选择级配优良的骨料。应用适当的水灰比及砂率,通常为4至6,同时严格控制施工过程,确保混凝土强度的连续性和稳定性,以满足混凝土的设计标准,并且保证偏差均匀;

③在施工中一定要测量梁板反拱。同时严格测量桥面梁顶的标高,之后对混凝土桥面的厚度进行计算,根据需要合理调整设计方案,以确保桥面混凝土厚度达到90毫米。

④确保桥面钢筋位置准确,加强梁顶与钢筋网之间的保护层,确保钢筋受力作用良好。

2.2 混凝土桥面铺装层产生裂纹

根据裂纹产生的原因,可将裂缝分为干缩裂缝、温度裂缝和疲劳裂缝。

2.2.1 疲劳裂缝的产生

桥面板在荷载不断影响下,长期处在震动变形中,假如混凝土材料内部存在不均匀性或局部缺陷,会因为荷载作用出现应力集中进而产生微裂缝。此外,桥梁工程混凝土表面也存在极微小的干缩裂纹,在反复震动作用下会不断加宽加长。

2.2.2 温度裂纹的产生

通常温度裂缝出现在温度降低过程中。当温度降低后,使铺装层出现翘曲,可是因为梁顶紧密联结铺装层,进而导致桥面混凝土做不到自由伸缩,这种情况造成在铺装层顶出现拉应力,当大于混凝土抗拉强度时就会出现温度裂纹。预防温度裂纹首先应当使混凝土的水化热降低,进而使混凝土产生拉应力的起始点温度降低,确保混凝土温度降低至与环境温度一致。

2.2.3 干缩裂纹的产生

干缩裂纹具体指的是混凝土保持在柔软塑性状态时,由于混凝土表面水分散发导致其失水干燥,加上水泥水化和蒸发降温所造成的温度收缩、干燥收缩以及化学减缩互相共同作用的结果,出现以干缩为主的裂纹。

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2.2.3.1 干缩裂纹的种类和危害

(1)轻微干缩裂纹:裂纹宽度大约为1mm左右,长度约为0.2~1m不等,分布是无规律杂乱的,深度较小,一般为2~4cm,其特征是表面开口宽,随深度逐渐消失。它的危害程度不严重,可不做处理和适当处理。

(2)中度干缩裂纹:裂纹宽度2mm左右,长度约1~2m,深度5~10cm,必须进行处理。

(3)严重裂缝:裂宽3~5mm,深度贯穿整个板厚,必须全部凿除返工处理。

2.2.3.2 产生裂纹的原由及防治措施

通常干缩裂纹的产生与工程施工时相对温度、外界的风速、日照、气温以及养生措施采用时间等都有一定的关系,另外新拌合的混凝土抗塑性收缩力与配合比中砂浆和水泥浆含量、原材料细粒含量以及混凝土的离析和匀质性有关系,所以防治干缩裂纹需要从施工工艺、原材料以及外界环境这几方面做起,同时围绕材料的抗裂能力的增大和混凝土表面水分蒸发的减少来进行。

(1)提升混凝土配合,合理选用混凝土原材料,避免产生干缩裂纹。

①因为土壤对塑性收缩裂纹有很大影响,所以要合理控制混凝土原料中土的含量,确保沙的含泥量低于2%,同时保证粗集料含泥量在1%以内。

②使用较小的水泥与较粗水泥用量,这对预防塑裂有一定作用。

③通常采取细度模数在2.5至3.2范围内的粗砂要比小于2.5的细沙要好,另外需采用较小的砂率,通常要比设计配合比前提下的砂率低4%左右,这样能够提升混凝土的抗裂作用。

④应用恰当的水灰比,通常为4至6,确保混凝土表层浮浆厚度减少,这对防裂有很大好处。

⑤为了防止开裂可应用钢纤维混凝土。

(2)从施工因素方面防止混凝土产生塑性收缩裂纹

①确保工程桥面混凝土施工坍落度和配合比的稳定性,特别是一个工作班中,稳定的配合比能够保障桥梁表面砂浆均匀。在浇注混凝土时,尽量缩减人工翻捣混凝土,以杜绝骨料的下沉和离析,混凝土表面砂浆不宜太厚,通常不大于10毫米,以防止塑裂现象。

②在多风情况下,应当尽早展开养生工作,保证覆盖物有充足的搭接带同时固定良好,由专门的作业班组来负责洒水养生工作,确保连续洒水。

③禁止在桥面上留下砂浆集中发亮条带,因为混凝土收缩量与砂浆有很大差异,这种条带部位很容易出现裂纹。

④抹面时人工抹面要轻,避免拉伤混凝土。初凝时产生微裂的,要进行二次抹面处理。

⑤梁板必须清理干净,混凝土浇筑时,必须保证梁板上没有积水,以防混凝土局部与整体的不均匀。

⑥混凝土养生必须达到28天,当强度满足设计标准后才可以开放交通。假如需要提前开放交通,要做好交通管制措施,不允许超载和重载车辆高速通过。以防止微裂现象的扩展。

⑦合理控制梁体之间湿接缝和铰缝的施工质量,确保梁体整体均匀的受力,防止“单板受力”现象,杜绝因为梁体在载荷影响下变形不均匀造成桥面混凝土出现裂缝。

(3)控制好施工环境因素

①夏天气温超过30℃时,应避免在11::00~15:00塑性收缩最不利的时段施工。

②要降低混凝土温度,水泥温度不得超过50℃,混凝土温度不得大于35℃。

③在风力大于5级时,必须停止施工。

2.3工程桥面混凝土不能有效粘结梁板

梁板与桥面混凝土粘结效果不好,出现“两层皮”现象,这也是混凝土破损的关键原因之一。

(1)未及时清理干净梁板上泥水和杂物。当浇筑桥面混凝土时一定要彻底清扫梁板同时使其充分湿润。

(2)在梁板上留设植筋及竖向钢筋,同时与桥面钢筋网进行焊接,确保梁板与桥面混凝土共同受力。

(3)针对梁板的凿毛处理,可根据需要拉横向槽,使粘结力增加。

3 结论

混凝土桥面铺装是专业性、技术性很强的工作,要考虑到上述几个方面的因素,采取精细化施工措施,并且在工程实践中不断创新,才能保障桥面铺装质量,从而不断提高我国路桥工程质量水平。

论文作者:晏新平

论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期

论文发表时间:2018/8/13

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