淺析市政路橋施工病害防治措施
2015-07-13
市政路橋的病害嚴(yán)重影響到行車的舒適性和安全性，對路橋的使用壽命也會有很大影響，而且增加了維修保養(yǎng)的工作量和費(fèi)用，所以要重視路橋的病害，并找出原因及采取有相應(yīng)的防治措施。文獻(xiàn)[1]將路橋的病害分為結(jié)構(gòu)性病害和構(gòu)造性病害。結(jié)構(gòu)性病害是橋梁結(jié)構(gòu)受外界荷載的影響，使既有結(jié)構(gòu)整體的承載能力有所下降的病害。構(gòu)造性病害是橋梁使用過程中部分構(gòu)件喪失功能，使橋梁結(jié)構(gòu)的通行和使用舒適性有所下降的病害。本文從這兩種病害的病因、危害性和防治措施上進(jìn)行探討。
1 路橋結(jié)構(gòu)性病害的防治措施
1.1 結(jié)構(gòu)性病害的種類及危害
結(jié)構(gòu)性病害主要有結(jié)構(gòu)性裂縫、混凝土結(jié)構(gòu)壞化等。結(jié)構(gòu)性裂縫的危害在于降低了橋梁的承載能力并使耐久性受到削弱，如果處理不當(dāng)裂縫將繼續(xù)擴(kuò)展，嚴(yán)重限制了橋梁的使用。混凝土結(jié)構(gòu)壞化是由鋼筋腐蝕造成混凝土的剝落引起，壞化對橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)、承載能力、殘余壽命都有很大的影響。
1.2 梁橋結(jié)構(gòu)性裂縫病因及防治措施
結(jié)構(gòu)性裂縫主要有彎曲裂縫、剪切裂縫、斷開裂縫、扭曲裂縫和局部應(yīng)力引起的裂縫等類型。彎曲裂縫也稱垂直裂縫，是混凝土梁上施加彎距時(shí)，混凝土受拉區(qū)產(chǎn)生的裂縫；剪切裂縫又稱斜裂縫，構(gòu)件支座附近受到剪應(yīng)力的作用產(chǎn)生的裂縫；斷開裂縫是構(gòu)件受拉時(shí)沿截面擴(kuò)展形成的裂縫；扭曲裂縫是構(gòu)件受扭轉(zhuǎn)與彎曲共同作用時(shí)產(chǎn)生的裂縫；局部應(yīng)力引起的裂縫主要是墩臺支座、預(yù)應(yīng)力梁錨固端受到較大局部應(yīng)力或構(gòu)件受到?jīng)_擊荷載時(shí)產(chǎn)生的裂縫。
結(jié)構(gòu)性裂縫可能是施工方法不當(dāng)，如混凝土強(qiáng)度不夠、支架下沉、脫模過早、養(yǎng)護(hù)操作不合理等形成早期裂縫，再加上橋梁通行后在荷載的作用下加劇了裂縫的發(fā)展和擴(kuò)大。預(yù)防結(jié)構(gòu)性裂縫的措施是加強(qiáng)施工管理，從原材料進(jìn)場到施工結(jié)束全程監(jiān)控，嚴(yán)格按照規(guī)范施工。
防治裂縫的通常做法是封閉壓漿處理，但是效果往往不夠理想，更合理的做法是加固處理。加固做法主要有：⑴在梁下設(shè)置預(yù)應(yīng)力拉桿，再噴射混凝土保護(hù)層進(jìn)行加固；⑵沿梁腹側(cè)面敷設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絲束，再噴射混凝土保護(hù)保護(hù)層進(jìn)行加固；⑶通過增大構(gòu)件截面進(jìn)行加固，增大截面時(shí)必須增焊主筋以增強(qiáng)承載能力。
1.3 混凝土結(jié)構(gòu)壞化病因及防治措施[2]
前面述及混凝土結(jié)構(gòu)壞化是鋼筋腐蝕引起，造成鋼筋腐蝕的原因是混凝土碳化作用、氯離子侵襲、堿硅反應(yīng)、硫酸鹽侵蝕、酸侵蝕和凍融作用等?；炷两Y(jié)構(gòu)缺陷如保護(hù)層太薄、存在蜂窩、結(jié)構(gòu)不密實(shí)、原材料問題等會導(dǎo)致上述問題的發(fā)生。
預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)壞化的措施是加強(qiáng)原材料檢測，不使用含蛋白石、燧石類的原料，防止發(fā)生堿硅反應(yīng)；施工時(shí)合理操作，避免出現(xiàn)保護(hù)層太薄、蜂窩、結(jié)構(gòu)不密實(shí)、露筋等問題；如存在凍融問題，摻加加氣劑以減少混凝土中水份凍漲的影響。
防治混凝土結(jié)構(gòu)壞化的措施有：⑴電化學(xué)處理法。通過電化學(xué)處理使混凝土重新堿化或脫鹽，使鋼筋鈍化；⑵用氯離子腐蝕抑制劑MFP浸漬混凝土。MFP滲透到鋼筋表面，與表面的氧化膜及腐蝕產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成“保護(hù)膜”增強(qiáng)抵抗氯離子能力；⑶沿海地區(qū)的陰極保護(hù)法。以混凝土內(nèi)部鋼筋為陰極，海水中加陽極，通以微弱的直流電，使混凝土裂縫和表層處鈣和鎂以碳酸鈣和氫氧化鈣的形式析出。
2 路橋構(gòu)造性病害的防治措施
2.1 構(gòu)造性病害的類型及危害
構(gòu)造性病害主要是伸縮縫損壞、橋面鋪裝破損、橋頭跳車和構(gòu)造裂縫等類型。伸縮縫損壞的危害是使伸縮縫兩側(cè)橋面破損，破壞了橋面的平整度，造成嚴(yán)重跳車，而且使水分容易滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，降低橋面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和承載力；橋面鋪裝破損后出現(xiàn)開裂、卿漿、碎裂、松散等現(xiàn)象，繼續(xù)發(fā)展形成坑洞，對行車安全造成嚴(yán)重影響；橋頭跳車影響行車的舒適性，增加車輛的故障率，還會造成橋臺及結(jié)構(gòu)、伸縮縫、支座等損壞；構(gòu)造裂縫是指結(jié)構(gòu)性裂縫以外的裂縫，一般對橋梁結(jié)構(gòu)沒有很大影響，但給人以不安全的感覺，如果任由裂縫發(fā)展下去，構(gòu)造裂縫可能會轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)性裂縫。
2.2 伸縮縫損壞病因及防治措施[3]
伸縮縫損壞的病因是：⑴交通量大的原因，加上重載車多，沖擊力大，造成伸縮縫損壞；⑵設(shè)計(jì)方面不合理的一些原因，如伸縮量計(jì)算不準(zhǔn)確、橋面板設(shè)計(jì)剛度不夠、排水設(shè)計(jì)不完善等原因；⑶施工方面沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范施工，錨固件焊接質(zhì)量差，混凝土強(qiáng)度不夠等原因；⑷維護(hù)管理不到位，伸縮縫內(nèi)砂土未及時(shí)清除，限制了伸縮量，兼之超載車控制不力等原因。
防治伸縮縫損壞的措施是：⑴伸縮裝置的錨固寬度設(shè)置為50cm為宜，橋臺上采用背墻的寬度進(jìn)行設(shè)置，使施工性和伸縮縫的穩(wěn)定性都能得到滿足；⑵伸縮裝置的錨固鋼筋應(yīng)以對稱于每片梁（板）的中心進(jìn)行設(shè)置，保證足夠的錨固長度；⑶伸縮裝置的定位角鋼之間的距離要嚴(yán)格控制，該處鋼筋密集，應(yīng)加強(qiáng)人工插搗；⑷橋面行車道混凝土鋪裝應(yīng)該與伸縮縫錨固區(qū)的混凝土同時(shí)澆筑，不允許在該部位及整個(gè)橋面上留有施工縫。
2.3 橋面鋪裝破損病因及防治措施[4]
橋面鋪裝破損病因是：⑴設(shè)計(jì)方面原因有：橋面鋪裝層設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠、橋面鋪裝的縱向施工縫處無鋼筋穿過、橋面橫向受力考慮不足、防水設(shè)計(jì)不合理等；⑵施工方面原因：主梁（空心板）的質(zhì)量控制不嚴(yán)、鋪裝層混凝土澆筑厚度不夠、梁頂面清理及鑿毛處理不到位、混凝土水灰比大、養(yǎng)護(hù)操作不合理等。
防治橋面鋪裝破損措施是：⑴保證主梁（板）的施工質(zhì)量，使同批主梁（板）的預(yù)拱度接近一致；⑵保證橋面鋪裝的厚度不小于10cm；⑶梁頂面清理干凈，全部鑿毛處理，使鋪裝層與梁頂面結(jié)合良好；⑷嚴(yán)格控制混凝土配合比；⑸嚴(yán)格規(guī)范鋪裝橋面防水混凝土的施工；⑸按規(guī)范養(yǎng)護(hù)，炎熱多風(fēng)季節(jié)要覆蓋養(yǎng)護(hù)等。
2.4 橋頭跳車病因及防治措施
橋頭跳車病因是：⑴橋涵和路基地基強(qiáng)度不一致。橋涵的地基要求高，經(jīng)加固處理，沉降很小；而臺后填方地基不加固處理，沉降較大，從而使橋臺和臺后填方之間產(chǎn)生差異沉降，產(chǎn)生跳車的臺階；⑵設(shè)計(jì)時(shí)碾壓和填料考慮不周詳，壓實(shí)度不夠；⑶施工時(shí)回填土不滿足要求，或雨天施工使回填土含水量大，密實(shí)度不夠，或分層夯實(shí)厚度偏大等，造成回填土沉降過大，而且沉降穩(wěn)定下來需要較長時(shí)間，造成橋臺和臺后填方之間長時(shí)間存在差異沉降；⑷施工的工期工序安排不合理，為了減少臨時(shí)征地費(fèi)用，將橋頭的路基作為預(yù)制場，完成預(yù)制后，再來填筑橋頭填土，造成時(shí)間緊難以控制填土的壓實(shí)度；⑸軟弱土地基、濕陷性黃土地基等浸水造成路基沉降。
橋頭跳車防治措施是：⑴地基盡量加固處理，軟弱土地基則必須加固處理，通過加固處理使臺后填方的沉降與橋臺接近一致；⑵對臺后填方進(jìn)行預(yù)壓處理，即在填筑臺后填土前，在原有地基上堆載，在地基以下的土層排水固結(jié)后，再修筑路堤；⑶在臺后設(shè)置搭板。將主梁和橋頭搭板固結(jié)在一起，適當(dāng)加長搭板的長度，搭板斜置，并在搭板上設(shè)置土工合成材料，主梁的伸縮由路基逐漸吸收；⑷選擇合適的臺后填料，采用輕質(zhì)粗顆粒材料作為路基的填料，減少地基下土層沉降，并改善壓實(shí)度。
2.5 構(gòu)造裂縫病因及防治措施
構(gòu)造裂縫病因是：⑴原材料問題，如水泥和骨料質(zhì)量不合格等；⑵施工質(zhì)量問題，如混凝土擱置時(shí)間過長、模板質(zhì)量不合格、接頭部位處理不好、振搗操作不合理、水灰比過大、大體積混凝土水化熱影響、養(yǎng)護(hù)不好等原因。
防治構(gòu)造裂縫的措施是：⑴嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量和改善水泥等材料的存放條件；⑵加強(qiáng)施工管理，嚴(yán)格按照規(guī)范施工和養(yǎng)護(hù)；⑶控制裂縫寬度不超過0.2mm（有侵蝕性環(huán)境不超過0.1mm），超過部分壓漿封閉處理。
3 結(jié)語
路橋病害的原因是多種多樣的，對各種病害的防治需要具體問題具體分析，但在路橋交付使用前做好各種預(yù)防工作無疑比出現(xiàn)病害后再來治療強(qiáng)的多。
