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铺装施工论文赏析八篇

时间:2023-03-16 15:57:22

铺装施工论文

铺装施工论文第1篇

关键词:桥面铺装层;影响因素;承载力

Abstract: this paper discussed the bridge deck pavement influence the main factors of bridge structure, analysis of the bridge deck pavement bridge to the influence of the bearing capacity of provide further evidence.

Keywords: bridge deck pavement; Influencing factors; Bearing capacity

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

1引言

桥面铺装作为桥梁的组成部分,具有重要的作用。桥面铺装层在施工阶段及后期使用阶段,由于施工荷载、行车荷载、下部梁板变形和周围环境等因素的影响,将产生一定的病害,对于行车不利,桥梁的承载力及使用寿命也随之受到影响。桥梁建设中水泥混凝土和沥青混凝土桥面铺装的应用比较广泛, 沥青混凝土铺装常用于大中型桥梁。对于大跨桥梁而言,铺装层所占比重较小,而主梁截面较大,因此铺装层对主梁影响较小。中小跨径桥梁常采用水泥混凝土桥面铺装,一般混凝土层与梁板连接状况良好,因此,桥面铺装层对于桥梁结构的影响较大,要经过可靠的计算分析,适当提出改善措施,才能确保桥梁结构的整体受力。

2 影响因素

2.1 施工

在桥面铺装的施工过程中,由于现场各种因素及工艺的影响,可能使梁板混凝土产生裂缝、碎裂等病害。

铺装层原材料选用不当,会降低混凝土的整体强度,使铺装层达不到设计强度,难以满足使用要求。因此对于铺装层原材料应仔细筛选,且拌合应均匀充分,拌合机具经检查应能保证拌合的质量,从而使铺装层的强度达到设计要求。

若桥面铺装层施工前梁板表面的松散砂石粒,泥污等没有冲洗干净,梁板预制时顶面刷毛不当,都会很大程度的降低桥面铺装层与梁板表面之间的粘性,使铺装层与梁板混凝土之间连接不顺畅。在车轮的冲击荷载作用下,桥面易出现脱皮、裂缝、碎裂等现象,久而久之导致铺装层的局部破坏。

钢筋网在进行绑扎和浇筑混凝土时,受到施工人员、运输机具碾压和混凝土拌合物的自重压力,导致其变位,削弱了钢筋网的分布筋作用和承受荷载的能力,尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层,容易因此而出现桥面裂缝等损坏。

施工缝及桥头附近的桥面铺装层受到的荷载冲击较大,易产生剪切变形,影响行车舒适性,必要时应配置加固钢筋。

施工工艺、养护措施不当,会造成局部铺装层偏薄,铺装层混凝土薄厚不均匀,铺装层强度偏低以及早期受荷载破坏。由于桥面铺装层直接承受车轮荷载的作用,当铺装层本身强度、厚度不均匀时,或者铺装层下行车道板强度不足造成铺装层非均匀受力,将导致铺装层局部剪切变形过大,降低铺装层与梁板之间的连接作用。

由于施工原因造成的桥面结构裂缝、剥落等病害的出现,加速了铺装层破坏的速度,降低了桥梁整体使用性能。对于早期就出现的损坏,还要进行维修养护,增加了桥梁养护费用。

桥面铺装层施工时考虑的因素较多,因此其受力状态比较复杂,不但要承受正应力与层间剪应力的作用,还要承担受扭应力与疲劳应力的作用,因此,铺装层的施工应合理且符合计算分析。

2.2 铺装层与梁板的粘结性

近年来如何让梁板与桥面共同受力提高桥梁整体的承载力,成为了广大设计人员研究和分析的内容。

有研究人员通过工程实例并建立模型进行理论计算分析得出:装配式板桥设计和承载力评定必须考虑桥面铺装层参与结构受力,装配式板桥80%~90%的桥面铺装层参与结构受力符合结构实际受力状态 ;桥面铺装层能显著提高空心板梁的开裂荷载和极限承载力,浇筑一定厚度铺装层,空心板梁开裂荷载与极限荷载分别有所提高;通过对不同厚度的桥面铺装理论计算值进行对比分析,得出,对于T型梁桥,桥面铺装与主梁共同受力,承担部分荷载。

当混凝土铺装与梁板接合不完善时,混凝土铺装仅仅作为恒载与梁板共同承受弯矩和剪力;若混凝土铺装层与梁板接合良好,则可以抵消铺装自身恒载的一部分负面效应的同时,提高桥梁承载力。不同厚度的铺装层对粘结力及承载力的影响不完全相同,因此,混凝土铺装层厚度应设计合理,既应满足桥梁构造上的需要,还要保证在最不利截面处最不利荷载组合下,混凝土受压区高度或者剪切面不在铺装与梁板接合层面上,同时在接合面的联结构造要满足层面的抗剪要求。

为保证铺装层与梁板的粘结性能,铺装层混凝土的强度应比老混凝土强度提高一个等级,同时可在梁板与桥面之间设置联结钢筋,即梁板顶面增加预埋钢筋和桥面钢筋联系在一起,从而可提高桥梁抗剪能力。

混凝土桥面铺装层对梁桥总体承载能力的影响有其有利的一面,也有其不利的一面,要使其发挥最佳作用,必须经过仔细慎重的计算与分析,在利与不利之间找到最佳的结合点,从而达到在不增加过多恒载内力的前提下,保证桥梁承载能力的目的。

3 结语

桥面铺装施工时应注意施工人员、施工机具等各方面协调配合,保证施工材料的合格,注重易损坏部位的加强措施,保证铺装层能承受行车荷载、自然因素等的综合作用,并与梁板形成统一整体。对于中小型梁桥,为了保证铺装层与梁板之间的粘结性能,可采取一定的措施来改善铺装层与梁板间的接合性,从而提高梁的承载能力。

桥面铺装层受力比较复杂,本文只是在较小方面对其影响梁桥结构的因素进行了讨论分析。对于铺装层提高梁桥承载力的问题,还需广大设计人员进一步研究分析。

参考文献

[1] 邹兰林,彭冬.装配式板桥桥面铺装层受力特性分析[A].公路与汽运.2010.

[2] 徐洪涛,郭长辉.混凝土桥面铺装层的承载力试验研究[A].邢台职业技术学院学报.2003.

[3] 赵立征,刘颂.桥面铺装层裂缝的原因及防治措施 [A].市政与路桥.

[4] 许世展.桥面铺装层对空心板结构承载力影响的静力试验 [A].西部探矿工程.2009.

[5] 唐国斌. 项贻强等.桥面铺装对中小跨径桥梁力学性能影响研究[A].公路交通科技,2010.

[6] 蔡华忠.T型梁桥桥面铺装对主梁受力性能影响分析 [A].福建建材,2010.

[7] 范立础.桥梁工程(上册)[M].人民交通出版社,2001.

铺装施工论文第2篇

关键词:水泥混凝土桥面;沥青混凝土;桥面铺装;早期病害;原因分析;

近年来我国公路桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装病害普遍存在,如开裂,壅包和面层分离等,这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难。

1  概述

随着桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析.随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装病害时有发生.这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难.近年来,人们对于因桥面铺装病害造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视.桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的主要因素。

桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥板的冲击,较易达到运营中平稳舒适的要求,随着沥青材料性能的改进,应用将更加广泛,但现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明,这就造成了在实际设计,桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构,设计者对其甚少花费精力,从而为桥面铺装的损坏埋下了隐患。

2 桥面铺装层病害分析

2.1 结构理论与设计

桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一一直在备等级公路中运用了几十年。随着交通量的增大.现行铺装与重型超重型汽车的增多和车速的增快已不相面铺装层直接承受车轮荷载的面铺装部分或全部参与了主梁形 因此桥面适应。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。

粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以.设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。从众多箱梁的设计来看 大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。

而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面又有异于T梁的一面,对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽,桥跨与桥宽之比越来越小 箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋.就越来越不适宜。

2.2 施工工艺

2.2.1 铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。

2.2.2 梁顶清理不利,造成铺装层与主梁结合欠佳。

2.3 桥面防水层的影响

由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚一柔一刚的板体受力体系,中间柔f生夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。

处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落。另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

2.4 桥面铺装的约束条件

桥面铺装受桥梁结构的约束,受荷后其边界条件与一般路面相差甚大,加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。

3  桥面铺装设计方法的讨论

桥面铺装层是一种特殊的路面结构,如何合理简化荷载模型,以及如何进行横向和纵向布载,也直接关系到计算结果的精确程度。文献中在计算剪应力时参照路面设计中的荷载模型,荷参数为BZZ=100,P=0、7MP,=10.65cm,水平荷载与垂直荷载同时考虑。黄晓明在文献中,则对不同的桥跨截面在横向不同位置进行布载,找出最不利的荷位。只有将桥梁结构分析和路面理论结合起来,才能较好的解决这一问题。

另外需要研究的一个重要问题是,桥梁在荷载作用下产生挠度及其它形变,这些因素对铺装层的力学特性有何影响,如何考虑这些影响,这也是桥面铺装不同于一般复合路面的一个方面。目前,国内还没有专门针对这方面的讨论。

合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面入手,正确的理论基础是根本,合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比,较好的解决如上述的接触模型、荷载简化等问题,搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下,加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上,确定关键因素,提出控制指标并建立相应的破坏准则,为设计提供依据,要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。

4  结束语

合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面人手,正确的理论基础是根本,合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比,较好地解决如上述的接触模型、荷载简化等问题,搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下,加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上,确定关键因素,提出控制指标并建立相应的破坏准则,为设计提供依据,要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。

桥面铺装早期破坏严重影响了交通通行的舒适性、安全性、给养护维修部门带来较大的治理维修难度,影响正常的交通运营畅通。为从根本上解决这一问题,应加快对桥面铺装的进一步研究,以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数,为桥面铺装的设计提供指导,并在铺装施工中切实保证质量。

参考文献:

[1]赵满,梅琪,赵庭耀.混凝土桥面铺装设计与施工[J].东北公路,2000,23(3)

铺装施工论文第3篇

关键词:水泥混凝土桥面;沥青混凝土;桥面铺装;早期病害;原因分析;

近年来我国公路桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装病害普遍存在,如开裂,壅包和面层分离等,这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难。

  概述

随着桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析.随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装病害时有发生.这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难.近年来,人们对于因桥面铺装病害造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视.桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的主要因素。

桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥板的冲击,较易达到运营中平稳舒适的要求,随着沥青材料性能的改进,应用将更加广泛,但现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明,这就造成了在实际设计,桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构,设计者对其甚少花费精力,从而为桥面铺装的损坏埋下了隐患。

桥面铺装层病害分析

. 结构理论与设计

桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一一直在备等级公路中运用了几十年。随着交通量的增大.现行铺装与重型超重型汽车的增多和车速的增快已不相面铺装层直接承受车轮荷载的面铺装部分或全部参与了主梁形 因此桥面适应。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。

粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以.设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。从众多箱梁的设计来看 大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。

而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面又有异于T梁的一面,对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽,桥跨与桥宽之比越来越小 箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋.就越来越不适宜。

. 施工工艺

.. 铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。

.. 梁顶清理不利,造成铺装层与主梁结合欠佳。

. 桥面防水层的影响

由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚一柔一刚的板体受力体系,中间柔f生夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。

处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落。另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

. 桥面铺装的约束条件

桥面铺装受桥梁结构的约束,受荷后其边界条件与一般路面相差甚大,加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。

  桥面铺装设计方法的讨论

桥面铺装层是一种特殊的路面结构,如何合理简化荷载模型,以及如何进行横向和纵向布载,也直接关系到计算结果的精确程度。文献中在计算剪应力时参照路面设计中的荷载模型,荷参数为BZZ=,P=、MP,=.cm,水平荷载与垂直荷载同时考虑。黄晓明在文献中,则对不同的桥跨截面在横向不同位置进行布载,找出最不利的荷位。只有将桥梁结构分析和路面理论结合起来,才能较好的解决这一问题。

另外需要研究的一个重要问题是,桥梁在荷载作用下产生挠度及其它形变,这些因素对铺装层的力学特性有何影响,如何考虑这些影响,这也是桥面铺装不同于一般复合路面的一个方面。目前,国内还没有专门针对这方面的讨论。

合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面入手,正确的理论基础是根本,合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比,较好的解决如上述的

  

接触模型、荷载简化等问题,搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下,加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上,确定关键因素,提出控制指标并建立相应的破坏准则,为设计提供依据,要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。

  结束语

合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面人手,正确的理论基础是根本,合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比,较好地解决如上述的接触模型、荷载简化等问题,搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下,加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上,确定关键因素,提出控制指标并建立相应的破坏准则,为设计提供依据,要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。

铺装施工论文第4篇

关键词:沥青混凝土;桥面;病害;防治

中图分类号:TU755文献标识码:A 文章编号:

1前言

近年来,我国的桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新的结构形式也不断的涌现,然而,桥面的铺装设计和施工却一直沿用传统的方法,在进行桥梁设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着目前车流量的逐步增加以及重型车辆的不断增加,桥面的铺装问题不断的出现,致使桥面铺装病害成了普遍现象,不仅影响正常的交通,特别在城市中还影响的城市的市容、市貌,也极易产生交通事故,维修难度较大。据有关数据显示,桥面铺装的早期损坏已经成为影响高速桥梁施工功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。由于病害的普遍性,相关管理单位近年也逐步开始重视因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失。

桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥面板的冲击,容易达到运营平稳舒适的要求,随着沥青材料性能的改进应用将更加广泛,可是现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料的做法及厚度等方面做了指导性的说明,关于具体的设计理论和方法目前还是空白的,具体的铺装层的设计无章可循。这样造成了在实际桥面铺装层只作为桥梁的工程结构,设计者对其很少花费精力对桥面铺装设计,这样对桥面的病害埋下的隐患。因此,应提高对桥面铺装的重视,加强对桥面沥青混凝土相关病害的认识,重视对其结构破坏机理和设计理论方面的研究,已经刻不容缓。

2病害的表现形式

桥梁沥青面层的主要破坏形式有两方面,一方面时沥青混凝土面层内无确定面的剪切变形,由于铺装面层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力弱,在水平方向容易产生相对位移发生剪切,致使出现推移、拥抱的病害。另一方面是由于温度变化伴随桥面板和梁结构的绕度而产生裂隙,在车辆荷载及渗入水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。

在设防水层的水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装,在行车作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥抱和推移病害,多发生在简支梁的制作部位以及桥梁的受拉部位等等。突出的主要问题有如下两个方面:

1)桥面早期破坏严重,出现车辙、拥包、网裂、龟裂、沥青层面剥落、产生坑槽,甚至出现防水混凝土铺装层外露,极大地影响了行车的舒适性,严重影响行车安全;

2)桥梁上部结构及铺装结构的耐久性不足,主要是由于铺装层难以阻止水的渗入,渗入水沿桥面裂缝进入主梁,造成主梁钢筋的腐蚀,在行车荷载及温度作用下,加快主梁和面层的变化,降低桥梁寿命,特变在桥面负弯矩处表现的尤为明显。

3对沥青混凝土桥面铺装破坏的原因分析

3.1结构理论与设计方面的因素

3.1.1桥梁的结构理论中对桥面层的计算分析论述很少,在现行规范中也只给出了厚度的推荐值,然而实际中,面层的铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其受力的分布。

3.1.2《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》规定:如无更精确的计算方法。箱形梁也可参照T形梁的规范处理。现实从众多箱桥的设计看,大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面,又有异于T梁,而对于连续梁差别则更大,尤其是对近年来箱梁的桥面越来越宽,桥跨与桥面之比越来越小,如果箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋,就越来越不适宜了,导致按梁设计的箱梁骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以,设计时采用的假设状态与箱梁的设计实际受力状态并不一致。

3.1.3随着材料工业的发展,桥梁承重结构的改进,使桥梁主梁能以较柔的结构达到受力的要求,大跨桥梁的横向越来越宽。特别在设计计算中侧重于主梁纵向的计算分析,对桥梁横向刚度重视不足,横向构造措施不利使桥面铺装分担了过多的次内力。

3.1.4对于连续桥、拱桥及悬臂梁桥等桥型结构,由于荷载的作用而产生负弯矩或拉力,使桥面铺装层受到拉力的作用而产生负弯矩区裂纹,从而造成桥面铺装的损坏。

3.1.5在城市的桥梁中,由于车道功能的不同,人为强制地使桥梁结构运营始终处于偏载状态,使主车道的铺装承担了比超车道高得多(量值可达三至四倍)的运营应力水平,加快了主车道铺装层的疲劳。特别是随着私营运输业得发展,货运业主为追求短期经济利益,通过改变车厢结构,使汽车的载重、轴重及轮载成倍的增加。这些车辆对铺装面层具有严重的损坏作用,并使桥梁结构局部超载,加快了主车道铺装层的病害发展。因此,在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况,在明确了桥梁结构受力的基础上,对桥面铺装层进行受力计算。

3.2施工工艺方面的因素

3.2.1铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符比较困难,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使局部厚度偏小。

3.2.2桥面的施工前清理不干净或喷撒粘结层不均匀,容易造成铺装层与主梁结合欠佳,产生施工过程中的病害。

3.2.3复合式桥面铺装层的下层即水泥混凝土铺装层的平整度施工过程中未控制好,直接影响沥青混凝土施工厚度的均匀性和平整度,进而影响整个桥面铺装层的施工和美观。

3.3桥面防水层的影响

由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成“一柔一刚”的板块受力体系,中间柔性夹层会增大桥面板中部的板底拉应力。处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落。另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

3.4桥面铺装复杂受力的因素

与一般道路上所铺装的沥青混凝土相比,桥面铺装受梁结构影响较大,在荷载作用下,梁体会产生较大的扰度与变形,从而桥面铺装材料处于复杂的受力状态,当材料不能满足梁体变形的要求时,便产生大面积的裂缝。

4病害防止措施

综上所述,由于现行桥面铺装设计及施工工艺等方面的不足,常引发一些桥面铺装病害,针对经常发生的病害,结合实际施工经验,提出如下防治措施:

4.1提高桥面铺装防水混凝土的标号,提高至40号,同时加大厚度,厚度加厚至10-12cm,加粗钢筋直径,直径加粗至Ø12。从而提高铺装层的整体强度,尽量减少应桥体晃动造成的病害。

4.2严格控制施工过程质量,在铺装沥青混凝土前,将梁板顶面凿毛露骨料3-5cm,并用高压气泵水枪清理干净;严格控制混凝土的配合比及塌落度,使混合料具有良好的和易性;并且混凝土采用低收缩配方,以减少收缩裂缝。

4.3为使桥面铺装与梁板结合紧密,使桥面铺装共同参与受力,同时固定桥面铺装钢筋的位置,可采用“植”钢筋技术,即空心板顶按一定间距钻孔,孔深要大于苗固长度,孔径略大于钢筋直径。用高压气泵将孔清理干净后,灌入调配好的环氧树脂胶液并及时植入钢筋,待胶液固化并达到强度后,将植入的钢筋与桥面铺装钢筋牢固焊接后,再浇筑防水混凝土。

4.4在混凝土中加入钢纤维或聚丙烯纤维,以提高混凝土的整体性,防止开裂。

4.5在桥墩顶部负弯矩区域,设置加强钢筋,减少铺装层顶层开裂。

4.6在桥面层与沥青混凝土面层之间设置防水卷层,以改善桥面层的破坏引发的沥青面层的病害。

4.7加强对沥青面层的养护,在雨季及时排除桥面的积水;在冬季及时铲除桥面的积雪,减少外部环境变化引发的质量病害。

5结束语

本文对沥青混凝土桥面铺装的早期病害及其原因进行分析与探索,总结了当前沥青混凝土桥面铺装的一些病害,并根据实际经验对桥梁路面的病害提出了相应的防治措施。通过本文的分析,建议加快对沥青混凝土桥面铺装的进一步研究,以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数,为桥面铺装的设计提供理论指导;同时,加强对各铺装层材料性能指标和测试技术的研究,开发适应桥面破坏机理的新材料;另一方面,还要改进铺装技术及提高施工质量,保证设计模型的准确性,从而根本上解决桥面铺装损坏病害。

参考文献:

1、沥青路面工程手册 / 张登梁主编—北京:人民交通出版社,2003.3

铺装施工论文第5篇

关键词:沥青混凝土;桥面铺装;早期病害;原因;防治措施

中图分类号:TU416 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)05(a)-0000-00

沥青混凝土桥面铺装层会受到环境因素、桥梁梁体变形、车辆荷载等共同作用,因此其必须具有足够的耐磨性、抗冲击力性以及抗裂性,保证铺装层的整体性以及强度。随着我国经济的发展,私家车的数量越来越多,给公路桥梁造成的压力越来越大,加上目前很多桥梁工程施工中还沿用传统的设计方法以及施工工艺,与现阶段的工程需求不符。这就需要对沥青混凝土桥面早期铺装病害的原因进行认真分析,然后提出针对性的防治措施。现阶段,我国公路交通工程正处于快速发展的新时期,加强对沥青混凝土桥面铺装早期病害及其原因的研究具有十分现实的意义。

1.沥青混凝土桥面铺装早期病害形式

与水泥混凝土桥面以及正常路面铺装相比,沥青混凝土桥面铺装层病害形式也有所不同,主要表现在:第一,沥青混凝土桥面铺装层内部的剪应力较大,会导致一定的剪切变形问题,或者是由于桥面板层与铺装层之间粘结力不足,导致抗水平剪应力的能力低,使其产生拥包、推移等病害;第二,在温度变化的情况下,加上桥梁结构以及桥面面板挠度出现裂隙,在行车荷载的共同因素影响下导致铺装层出现坑槽破坏或面层松散问题。

从上个世纪七十年代开始,欧美国家都开始使用桥面铺装防水层,虽然在很大程度上提高了桥面的防水能力,但同时也带来了一些新的问题,包括面层与防水层粘结问题、坑槽、开裂、早期破损等等。沥青混凝土桥面铺装过程中设置防水层,在行车荷载的作用下容易发生剪切破坏,包括推移、拥包等问题。产生剪切破坏主要包括以下两种情况:第一,沥青混凝土以及防水层模量远远小于桥面钢筋混凝土模量,同时沥青混凝土层较薄,在沥青层中产生了较大的剪应力,造成剪切变形,并且破坏面具有不确定性;第二,由于沥青混凝土面层与防水层之间的粘结力不足,在荷载的作用下导致剪切破坏。

2.沥青混凝土桥面铺装早期病害原因

对沥青混凝土桥面铺装早期病害原因的分析,需要从桥梁结构理论、铺装设计、施工工艺、防水层影响以及约束条件等方面进行,具体原因分析体现在以下几个方面:

2.1 桥梁结构理论与设计因素

在现有的桥梁结构理论中,几乎没有关于桥面铺装层的计算以及分析,同时现行的规范中也仅仅给与铺装层厚度的推荐值,这一推荐值在我国各级公路建设中已经运用了几十年。随着我国交通流量的增多,重型车辆越来愈多,目前的铺装厚度设计等都不能满足行车要求。如果采用传统的铺装层设计,由于无法承受过大的车载压力,会导致变形问题出现。同时,在我国科学技术不断发展下,桥梁承重结构也发生了一定的变化,高等公路中桥梁宽度越来越大。然而在桥梁结构设计过程中,侧重点往往集中在对主梁纵向的计算方面,忽视了对其横向刚度的计算,导致横向结构过多的分担次内力,给桥面铺装早期病害带来了更多的可能性。

对于悬臂梁桥、拱桥、连续梁桥等结构形式,在车辆荷载的作用下容易产生拉力、负弯矩等,使沥青混凝土桥面铺装在拉力的作用下出现裂缝,导致病害产生;另外,在高速公路交通组织管理过程中,不同车道具有不同的功能,认为强制性的运营情况会导致交通压力偏差,使得主车道铺装层压力往往比普通车道压力高出几倍之多,使得主车道铺装层压力过大。特别是我国运输事业的发展,货车吨位越来越大,在长期超载运行模式下,铺装层过渡疲劳导致其局部结构变形,加快了铺装层病害发生。

2.2 施工工艺因素

在沥青混凝土桥面铺装施工工艺方面,造成其早期病害的原因主要体现在以下几个方面:

1)铺装层厚度不足。在施工过程中,由于无法准确的预测预应力反拱以及支架沉降,加上施工工艺如果没有得到实际的控制,就会导致施工实际情况与设计值不符。如主梁顶面标高与设计值不相符,需要通过相应的调整,保证桥面厚度,但是如果调整不到位,就容易造成铺装层厚度不均匀,容易造成局部破损。

2)在铺装前,没有对梁顶进行完善的清理,或清理的不干净,都会导致主梁与铺装层结合不足,引起各种质量问题。

2.3 防水层影响因素

由于防水层具有一定的柔性性质,而铺装层以及主板强度较大,因此防水层的设置使得桥梁上部结构形成了刚-柔-刚的受力体系,在中间柔性结构的影响下,桥面板受到的拉应力就会增加。如果防水层上层的铺装结构出现开裂现象,在行车荷载的作用下,铺装层与防水层之间的间隙会越来越大,最终导致其松散脱落。同时,设置防水层还会增加铺装层发生剪力破坏的几率。

2.4 沥青混凝土桥面铺装条件约束

在桥面铺装过程中,会受到桥梁结构等方面的约束,与一般路面相比,桥面在受到荷载力作用后边界条件十分严格。另外,在梁体扭曲变形以及挠度变化等共同作用下,都会影响铺装层使用性能。

3.防治措施

针对目前我国桥面铺装早期病害形式以及病害发生的原因,笔者基于多年的工作经验,现提出以下几个方面的防治措施:

3.1 优化施工设计

沥青混凝土桥面铺装层设计主要体现在混凝土铺装设计、配合比设计以及厚度设计。桥面铺装防水混凝土,其强度等级需要为C40,铺装层的厚度应该提升到10厘米到12厘米,保证铺装层最薄处厚度不低于8厘米,钢筋网中钢筋规格一般采用Φ11,保证铺装层强度以及整体性。

3.2 加强施工质量控制

为了提高混凝土铺装层与主梁之间具有良好的连接,需要在施工前对梁顶进行清扫,并用高压水进行冲洗。同时在铺设钢筋网后以及混凝土浇筑前,需要对梁顶实施空压机除尘,保证预制梁梁顶面具有一定的粗糙度。需要对混凝土坍落度进行严格的控制,一般以10厘米为宜,尽可能避免其发生泌水。加强对混凝土的养护,在铺装前期需要对其表面进行修整,避免结构出现塑性裂缝,确保铺装层的整体性。梁顶混凝土表面需要具有一定粗糙度,通过木抹进行处理,保证沥青层与铺装层良好连接。

3.3 选择合适的防水层

设置防水层的目的不仅能够增强桥面防水能力,还能够起到一定的保护连接的作用。随着科技的发展,防水材料越来越多,防水层形式也多种多样,这就需要根据实际工程需要,选择合适的防水材料。对于一般的桥梁(承载力较弱),选择防水性能较强的卷材;而对于重载公路桥梁来说,防水层应该选择聚合物涂料以及改性沥青等材料。

3.4 优化沥青混凝土配合比

如果沥青混合料配合比不合理,就会导致混凝土孔隙率较大,同时由于矿料颗粒不均匀问题,也狐疑导致混合料局部孔隙率增加,导致局部水破坏。因此,在沥青混合料配制过程中,需要严格的控制配合比,加强生产过程中实际配比。

3.5 加强桥面排水设施设计

设置有效的排水设施,迅速排除路表水,避免雨水渗入铺装层内,可以大大减小层间水对桥面铺装的破坏。通过改变泄水孔的型式,可以使其既能排出表面水又能排出渗入沥青面层结构或滞留在界面上的雨水。泄水孔上口应低于水泥混凝土铺装层表面,并设置纵向排水盲沟,连接各个泄水孔。

4.总结

通过上述分析可知,沥青混凝土桥面铺装早期病害与施工工艺、设计、现行的桥梁理论、防水层、桥面铺装约束条件等具有很大的关系,加强对铺装病害的研究就有重要的意义。为了防止沥青混凝土桥面铺装早期病害,不仅需要合理设计,加强施工工艺控制,还需要严格控制沥青混合料的配比,加强桥面排水设施设计,为桥梁工程提供质量保证。随着我国科学技术的发展,我国的沥青混凝土桥面铺装施工工艺必将被不断的完善,各方面的设计也会越来越合理,必将为我国交通事业的发展做出更大的贡献。

参考文献:

[1]张昊,李茂奇.沥青混凝土桥面铺装病害成因分析及防治措施研究[J].城市道桥与防洪.2013,25(2):126-127.

[2]王宏伟,田伟.沥青混凝土桥面铺装早期病害分析及防治措施[J].公路桥梁.2013,35(23):99-100.

[3]李国芬,侯雁鸣,朱华平.沥青混凝土桥面铺装早期病害原因的分析[J].森林工程.2012,23(2):255-256.

[4]刘一博.沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析[J].常州信息职业技术学院学报.2014,35(11):88-89.

铺装施工论文第6篇

关键词:桥面铺装;防水体系;典型结构;设计方法

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

0引言

随着西部大开发战略计划的实施,我国西部地区公路建设事业得到了大规模发展。桥梁作为公路建设项目中的重要组成部分,其结构的耐久性及桥面使用功能也越来越受到重视。合理和可靠的桥面铺装体系,不仅能提供行驶性能良好而耐久的桥面,而且能作为桥面的有效防护体系,防止水份的渗透,保证桥梁结构的耐久性[1]。

本文在现有桥面铺装研究成果和工程应用实例基础上,进一步通过理论与试验研究,系统开展水泥混凝土桥梁桥面铺装材料和技术研究,逐步完善现有桥面铺装材料及结构体系,并开发研究新的铺装技术,形成适用于我国西部不同地区气候,交通状况的不同体系的桥面铺装成套技术[2]。以切实提高我国西部地区桥梁桥面铺装铺筑水平,延长桥面铺装使用寿命,防止早期病害的发生。

1沥青混凝土桥面铺装病害调查

(1)桥面铺装病害调查结果[3]显示,水泥混凝土桥梁的桥面板均存在微孔和裂缝,从而为水进入桥梁结构提供了通道,并导致桥梁结构钢筋锈蚀、以及因为冻融循环引起混凝土的损坏,最终造成桥梁的耐久性降低。

(2) 沥青混凝土桥面铺装的主要病害类型为坑槽,松散、剥落,占被调查桥梁总数的55.2%,且西北季节性冰冻地区的发生率明显高于西南地区。其病害原因与沥青混凝土路面的水损坏相似,也与西北地区冬季在桥面撒除冰盐、冻融循环的破坏作用、调平层在负弯矩的作用下或因调平层过薄而损坏并引起沥青层损坏有关。其次病害类型为车辙、推拥,占被调查桥梁总数的43.8%,不论是夏季炎热的西南还是夏季凉爽的西北,其热稳性病害均较路面严重,这主要与桥面铺装较薄、混凝土调平层刚度较大、铺装层内剪应力较大、以及桥面铺装沥青层的温度大部分高于沥青路面温度等原因有关。裂缝病害,占桥梁调查总数的30.2%,并以桥梁结构原因所致的裂缝为主,包括伸缩缝附近刚柔交替行车荷载的冲击作用、负弯矩处的拉应力、空心板的湿接缝强度不足、箱梁横向刚度不足、腹板顶面产生较大的弯拉应力等所致的裂缝,还包括由施工原因造成的面板裂缝、拱上拉杆受力复杂桥面受力不匀、墩台沉降等原因所致的裂缝。

2沥青混凝土桥面铺装设计方法

(1)根据桥梁的设计安全等级和桥梁所处的气候环境条件,将桥梁对桥面的防水等级要求分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,其中Ⅰ为最高防水等级并以此类推,桥面铺装的防水结构选择将依据桥梁的防水等级要求进行;我国沥青路面施工技术规范中关于沥青路面的气候分区仍将适用于桥面铺装的沥青混凝土材料和防水层材料的选择[4]。

(2) 防水层材料在桥面防水结构体系中所贡献的防水性,与防水材料自身的防水耐久性、防水材料的施工性能、防水材料的抗裂缝能力、防水材料与基面的连接性能等多方因素有关,并且还与这些因素在桥面防水中所占的权重系数有关,考虑所有综合因素后组合成四类与防水等级相匹配的防水结构体系。

(3) 桥面铺装设计方法,就是根据桥梁设计安全等级和所在的气候区,拟定的桥面铺装防水等级,确定桥面铺装防水体系,并结合我国沥青路面施工技术规范中关于沥青路面的的气候分区,确定铺装用沥青用沥青混凝土材料和防水层材料,通过对防水结构体系的抗剪强度、粘结强度试验确定铺装结构的容许剪应力和容许拉拔应力,以此为设计指标,确定铺装层厚度,并对沥青铺装层在特殊部位和负弯矩区最大拉应力,负弯矩区防水层最大拉应力进行验算,以满足沥青混凝土的容许弯拉应力和防水层的容许弯拉应力的要求;防水层合理厚度主要取决于获得最大层间抗剪、法向抗拉拔强度,并满足防水结构体系的防水性指标要求。

(4)根据代表性防水结构体系的抗剪强度和拉拔强度,得出推荐的沥青层最小值5cm。结合沥青路面的舒适性对沥青层的厚度要求,推荐桥面铺装的沥青层典型厚度为5~12cm。

(5) 卷材、涂膜、热融沥青碎石、沥青玛碲脂等防水层的厚度一般为1.2~5mm。稀浆封层的厚度一般为5~10mm、沥青砂的厚度一般为20~25mm,并以防水结构体系获得最大层间抗力、达到体系的防水性指标所对应厚度为防水层的合理厚度。

3桥面铺装典型结构

本文研究并提出了基于不同地区气候和桥梁设计的桥面铺装防水等级分类,建立了砼桥梁桥面铺装结构组合体系、设计方法,形成了数种适应于不同条件的铺装典型结构,如图1所示。

图1 桥面铺装典型结构图

4结论

1、 研究并提出了基于不同地区气候和桥梁设计的桥面铺装防水等级分类,建立了水泥混凝土桥梁桥面铺装结构组合体系,形成了数种适应于不同条件的铺装典型结构。

2、研究并提出了沥青混凝土桥面铺装结构设计方法。

5参考文献

[1]长安大学.水泥混凝土桥面防水系统设计与施工技术研究.河南省交通厅研究报告.2003

[2]重庆交通科学研究所等.桥面铺装材料与技术研究.西部交通建设科技项目.2005

[3]张占军.水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装结构研究[D]:[硕士学位论文].长安大学.2000

[4]张占军.混凝土桥桥面防水系统性能及设计方法研究[D]:[博士学位论文].长安大学.2004

姓名:徐进 性别: 男出生年:1986.07 籍贯:陕西省韩城市人

职务:职称(或 学历):助理工程师

铺装施工论文第7篇

【关键词】桥面铺装层;常见种类;平整度;混凝土施工;行车道板

前言

桥面铺装层是桥面的基本结构,具有保护和受力两项基本的功能,合格的桥面铺装层应该具有足够的强度和整体性,能够确保对外力和环境带来的磨损、冲击、重力等不同形式的影响和破坏。桥面铺装层质量主要是在施工阶段形成的,如果施工技术、施工材料、设计环节出现问题,将会导致桥面铺装层病害隐患的遗留,在桥梁投入运行后,桥面铺装层承受车辆载荷、桥梁变形、自然环境等综合性因素的影响,容易产生各类桥面铺装层病害,不但影响了桥面铺装层的观感,更影响了桥面铺装层的性能,还会对桥梁通车能力和安全造成严重的威胁,因此,必须对桥面铺装层病害加以高度的重视。应该从设计和施工两个方面对桥面铺装层病害进行分析和探讨,形成施工中有效预防桥面铺装层病害的措施,进而提高桥梁工程的整体质量和稳定。在实际的桥面铺装层施工中要想预防病害的产生必须根据施工的基本经验和实际情况,要提高对预防桥面铺装层病害的重视程度,在描述桥面铺装层病害种类的基础上,重点分产生桥面铺装层病害的原因,探寻出设计和施工阶段预防桥面铺装层病害的技术要点,进而达到从不同的层面上控制桥面铺装层病害的产生和积累,构建出适宜桥面铺装层设计和施工的技术体系,最终达到确保桥面铺装层施工中控制各种病害发生的目标。

1 常见的桥面铺装层病害的种类

1.1 桥面铺装层平整度不符合设计标准

桥面铺装层的平整度是行车速度和行车安全的重要保障,平整度不符合设计标准将会带来行车舒适度的下降,同时也会形成桥梁行车安全的降低,是桥面铺装层施工中较为常见的一种病害类型。

1.2 桥面铺装层裂缝

桥面铺装层裂缝以产生原因和表现形式可以分为纵向开裂、横向开裂、网状开裂和坑槽。纵向开裂主要是指沿桥梁的板或梁结构部位产生的接缝纵向开裂,在纵向桥板缝处的开裂最为明显,不但影响了桥梁整体的横向刚度,更会使桥梁荷载产生分布上的不均匀,进而导致桥梁承载能力出现整体性严重下降。横向开裂柱要是指发生在桥梁主梁支座中心或桥梁跨中部位的铺装层上的裂缝,其辐射范围可以达到1~2m,深度可以达到20~50cm,横向开裂直接影响通行质量,造成跳车、产生噪音,提高了桥梁后期养护和维修的费用。桥面铺装层网状开裂是铺装层病害最为严重的情况,产生原因比较复杂,如果不及时进行处理,网状开裂将会进一步发展,形成桥面铺装层坑槽,这时不但会对桥梁通行功能造成影响,而且对桥梁的结构也会造成严重的破坏。

2 产生桥面铺装层病害的原因分析

2.1 桥面铺装层病害的设计原因

首先,设计时缺乏桥面铺装层的理论计算,桥面铺装是一个极其复杂的多向受力结构,各种结构形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布,如果不进行科学计算将会造成桥面铺装层病害的产生。其次,桥面铺装层设计的厚度值偏小,薄弱的桥面铺装层注定难以抵抗日益增大的荷载作用,进而会出现桥面铺装层病害。其三,桥面铺装层的混凝土配筋量偏小

如果出现配筋量过于偏小,将会产生桥面铺装层病害。最后,车道划分的影响,车道划分不合理将会使桥梁结构在运营中长期处于偏载状态,这样会加快桥梁的疲劳,进而产生桥面铺装层病害。

2.2 桥面铺装层病害的施工原因

首先,桥面铺装层的混凝土浇筑厚度偏小,进而导致桥梁结构以承受荷载的作用,最终产生桥面铺装层病害。其次,铺装层与行车道板的粘结不好,形成一个相对滑动的界面,容易脱落,在个别部位形成应力集中,产生桥面铺装层病害。其三,混凝土施工质量控制不严,出现水灰比、坍落度、干缩性的失控,进而在施工中产生铺装层裂缝。其四,支架拆除工序控制不当会使桥梁结构产生较大瞬时动荷载,在行车荷载作用下,这类裂缝可能进一步发展成桥面铺装层病害。最后,桥面铺装层平整度差,施工工艺、施工缝处理、施工机械性能、混凝土质量和施工技术运用等原因都会造成桥面铺装层平整度不高,这会形成桥面铺装层各种病害的隐患。

3 桥面铺装病害的施工防治

3.1 桥面铺装层病害的设计预防

桥面铺装层设计时对于那些受力结构刚度较小、震动较大、面层拉应力较大的桥梁,建议采用沥青混凝土铺装层或采用钢纤维混凝土铺装层。桥面铺装层的强度不应低于主梁(板)的混凝土强度,应该采用低收缩配合比,以减少收缩引起的开裂。

3.2 桥面铺装层病害的施工防治

混凝土施工时要重视水灰比、配合比、坍落度等关键参数,使混合料具有良好的和易性。在进行桥梁上下部结构施工时,要严格控制施工标高,确保铺装层的厚度。为保证桥面铺装与梁板结合紧密,可采用“植筋”技术这样可以预防桥面铺装层病害的产生。

4 结语

总而言之,必须桥梁桥面铺装加强重视,要在设计和施工的阶段做好对桥面铺装层病害的防治,进而达到确保桥梁的稳定和交通的安全,本文对桥面铺装层病害进行了种类划分,原因分析和预防建议。要看到,桥面铺装层病害的防治工作还存在诸多问题有待解决,同行应该根据自身的桥面铺装层设计和施工实际,从具体实际情况出发,参考本文的方式和方法,形成自身的桥面铺装层病害防治经验,这样才能在丰富桥面铺装层病害控制技术的同时,确保桥梁工程的整体质量。

参考文献:

[1]尹东涛,李顺红.水泥混凝土桥面铺装施工病害防治措施探讨[J].价值工程,2010(13).

[2]郭玲敏,李伯.水泥混凝土桥面铺装施工病害防治措施探讨[J].现代商贸工业,2009(06).

[3]乔洪峰.高速公路桥面铺装早期病害原因及防治措施[J].山西建筑,2007(36).

铺装施工论文第8篇

Abstract: There are a variety of different types of early diseases in the use of cement concrete bridge deck in China. And these diseases seriously affect the passage quality of cement concrete bridge deck. In this paper, through the mechanical characteristics and causes analysis of the diseases of cement concrete bridge deck, combined with the implementation of Guzhu high-speed project, the technical requirements and technical points in the whole construction process of cement concrete bridge deck are proposed in order to improve the durability of cement concrete bridge surface and service life.

关键词:水泥混凝土;桥面铺装;病害;预防

Key words: cement concrete;bridge deck;diseases;prevention

中图分类号:U448.33 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)18-0125-02

0 引言

目前我国在桥面铺装领域的研究比较广泛,像黄晓明提出了水泥混凝土桥面沥青铺装层技术研究;张仲帆提出基于环氧沥青的水泥混凝土桥面铺装技术研究等等,都已取得了一定成果,但是相关文献仅仅是做表面文章,鲜少涉及水泥混凝土桥面铺装病害的成因及预防措施的研究。现阶段,国内公路建设规模不断扩大,为了保证公路质量符合使用要求,必须对水泥混凝土桥面铺装层的病害及预防措施加强研究,不断优化设计混凝土桥面铺装工艺,延长桥面铺装的使用年限,确保公路桥梁发挥更大的功能。

1 水泥混凝土桥面铺装的力学特性

用以连接主梁结构的桥面铺装层应该有一定的强度,能够抵抗行车荷载对桥面造成的冲击,同时要抗裂、耐磨,能够分散桥面荷载,防止桥面在环境因素、梁体变形以及行车荷载的影响下遭到破坏。

沥青混合料铺装层与水泥混凝土桥梁结构所用的材料质地不同,受外部荷载的影响会产生不连续的应力变形。有的桥体结构刚度较大,就要求采用有一定抗剪强度及抗变形性能的柔性桥面铺装层。另一方面,桥梁挠度大,震动剧烈,温度应力较大,个别部位会产生负弯矩,使得混凝土桥面铺装层在实际应用中往往比普通路桥结构承受更严苛的考验。相较于水泥混凝土桥面铺装来说,沥青桥面铺装的损坏形式比较有特点:①铺装层内部产生较强的剪应力,直接导致不确定破坏面的剪切变形,或是由于铺装层和桥面板层之间粘结不结实,使得铺装层缺少足够的抗水平剪切力,在水平剪切力的作用下发生相对位移,导致桥面铺装层出现拥包、推移等质量问题;②温度变化使得桥面板和主梁结构产生较大的挠度,导致桥面铺装层出现裂纹,桥面积水顺着裂纹向下渗透,在行车荷载的作用下桥面结构极易松散或产生坑槽。

2 水泥混凝土桥面铺装病害原因分析

水泥混凝土桥面铺装结构的计算模型不同于复合路面或柔性路面弹性体系的计算模型。要研究水泥混凝土桥面混凝土铺装工艺,首先必须掌握铺装层的受力特点。本文采用简支水泥混凝土板桥作为分析模型,并配合现场调查,通过计算以达到对铺装病害原因的分析,总结出导致桥面铺装层病害的接几个要素:

2.1 桥面铺装层施工厚度不足 施作梁板结构时,由于关键工序质量控制不到位,使得梁板及湿接缝浇筑标高超出额定范围,或者造成梁板张拉预拱度估测值与实际值严重不符,桥面铺装局部厚度达不到相关指标,最终引起应力集中,桥面上出现结构裂缝。

2.2 混凝土运送方法 铺设桥面铺装层时,通常只施作半幅,用罐车从另外半幅运送混凝土,运输过程中会干扰前半幅铺装层初凝和成型,直接破坏水泥混凝土的整体性,最终导致已铺设桥面铺装层产生裂纹。

2.3 桥面铺装层钢筋网保护垫块密度不足 一般要求桥面铺装层的中上部铺设钢筋网。但在实际施工中,钢筋极易错位,所用垫块密度较小。在浇注混凝土时,由于钢筋网被人员或运输机具碾踏严重变形,其承载能力大大削弱,负弯矩较大的铺装层就极易产生裂缝。

2.4 养生不及时 桥面铺装层开裂原因有三:①在大风或温度较高的条件下铺设桥面铺装层;②铺装后人员任意踩踏导致钢筋网外露; ③养生不及时。铺装层裂缝通常会向下延伸3~5mm,会严重破坏整个路面工程的施工质量。桥面铺装完毕后由于养生不及时导致铺装层缺水干缩发生早期破坏,最终不得不返工重修。

2.5 施工缝处理不当 浇注混凝土时,如果中途停顿时间超过1小时,并且未布置施工缝,就会严重破坏混凝土铺装层的整体性和连续性。

2.6 过早开放交通 混凝土铺装层的强度未达到设计要求就直接通车,使得桥面混凝土在行车荷载的作用下松散、开裂,出现坑槽。

2.7 表面处理不当 由于混凝土铺装层未二次抹面,拉毛时深浅或时间长短把控不严,甚至拉毛方向不对,直接破坏了混凝土铺装层的防水效果,从而缩短了桥面的使用年限。

3 谷竹高速公路水泥混凝土桥面铺装实例

3.1 工程概况 谷竹高速公路土建31标共有9座大桥、1座中桥,设计时速80km/h,设计荷载公路Ⅰ级,桥面混凝土铺装层总长4130m,桥面净宽11m(半幅),桥面混凝土铺装层厚8cm。

3.2 施工工艺流程 按半幅每联整体进行混凝土桥面铺装施工,采用罐车装运混凝土,用起重机吊装、人工配合铺料,然后使用高频率、低振幅平板振动器振捣,三辊轴整平机整平。工艺流程如图1。

3.3 桥面清理、调平 施作桥面铺装层前,先将预制梁板上的杂物清理干净,提前沿桥向两端测量桥面铺装高程并放样检测,如果局部过厚,可按铺装层厚度将高出的部分凿除。用3m直尺检测桥面纵向平整度,要求最大间隙不超过10mm,横向台阶最大高差不超过10mm。若横坡较大使得横向台阶高差大于额定值,可设聚合物改性水泥混凝土整平层。清理、调平后,用高压水枪和吹风机彻底吹洗整个桥面上的物料、浮浆、积尘等杂物,保证桥面铺装层和梁体紧密连结。

3.4 安装钢筋网片 人工绑扎钢筋时,难以精确控制钢筋网网距,谷竹高速公路桥面铺装层全部采用工厂预制钢筋网片。为了达到预期效果,不再用砂浆垫块固定钢筋网,而是直接在梁板预埋钢筋上采用点焊的方式固定钢筋网,以增强钢筋网的抗剪强度和抗变形能力,从而避免其受人为踩踏或机械碾踏后严重变形。

3.5 导轨安装 将方钢导轨敷设在桥面防撞护栏内侧作为三辊轴整平机的行走轨道。浇筑完混凝土后,可以在防撞护栏内侧的作业面上进行饰面和养生。以桥面的半幅净空宽度12m计算,半幅桥面的两侧作业面的宽度可以分别设置成0.8m。在混凝土饰面和养生后再对防撞栏底座和预留作业面进行二次浇筑。首次浇筑宽度为10.4m,所以三辊轴的长度应该做成10.8m,以便在轨道上搭设饰面作业平台。对三辊轴整平机的行走轨道进行放养测量,根据测量结果严格控制其标高,并用M10砂浆填充方钢导轨下部。施工中常用3吨重的三辊轴整平机整平,因而要求方钢导轨必须能承重。可以用钢筋与桥面板剪力筋焊接固定方钢外侧,二次浇筑两侧预留的作业面和防撞护栏底座时,记得将方钢导轨及其下部填充的砂浆一起拆除,并妥善保存方钢材料以备重复使用。

3.6 三辊轴整平机摊铺施工要点 ①由于振动轴的偏心振动,会在拌合物表面形成有规律的“波浪”。为提高铺装层平整度,消除表面“波浪”,三辊轴整平机在一个作业单元长度内,应采用前进振动、后退静滚的作业方式,且宜分别滚压2-3遍,最佳滚压遍数应经过试铺确定。②三辊轴整平机振动时,应调整好振动轴的高度,使之与导轨顶面留2mm间隙,有利于振动轴打击削平拌合料表面,避免与导轨刚性接触。注意随时刮去导轨顶上留下的余浆,以保证2根整平轴始终接触导轨顶面,刮去的浆体不得再用于铺装施工。③在三辊轴整平机作业时,需要指派专人踩在人行工作架上监控轴前料位的高低情况。如果积料过高,可人工铲除多余的料;如果轴下出现间隙,可采用同一作业单元内的混凝土拌合料人工找补。④由于三辊轴整平机较大的振动作用可能使导轨松动,因此应随时注意观察导轨情况,如有松动变形,应随时校正加固。⑤振压完毕后提升振动滚,先使用甩浆辊抛浆初平1遍,再用整平轴前、后静滚整平4~8遍,以增加表面砂浆的厚度,同时提高砂浆水灰比的均匀度,直到铺装层表面砂浆水灰比均匀并且砂浆层厚度小于4mm为止。

3.7 养护 混凝土终凝后,测试其强度符合设计要求时应及时覆盖土工布进行养护。养护期间适当洒水保湿。夏季气温较高时,混凝土初凝期间易失水干缩,应适当喷雾保湿,防止早期病害,养护时间不少于7天。冬季气温较低,可以覆盖复合型土工布和防雨油布养护,夜间温度较低时可在复合型土工布上铺设电热毯保温,严防早期冻害,养护时间不少于14天。过了养护期就可以清理拉毛时的残留物,使铺装层保持整洁。

4 结论

本文通过对水泥混凝土桥面铺装的力学特性及病害原因分析,提出了水泥混凝土桥面铺装的施工全过程的技术要求和工艺要点,有效避免了水泥混凝土桥面铺装各种不同类型的早期病害,保证了水泥混凝土桥面的通行质量,并提高水泥混凝土桥面耐久性和使用寿命。

①在混凝土桥面铺装工程中,引起铺装层破损的因素涉及设计、施工、材料、气候、交通条件等诸多方面。其中,桥面铺装层开裂比较常见,会直接影响整个桥面的使用年限;②谷竹高速公路各标段均采用上述工艺完成了桥面铺装工程。铺装层摊铺厚度、混凝土表面平整度高、浮浆层厚度都在可控范围,混凝土强度与刚度都符合设计要求,无早期裂缝,并且施工周期短,施工效果良好。

参考文献:

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