桥面混凝土铺装层早期裂缝成因及其预防措施

潘海江,陈德智,王 君

(1.黑龙江省桦南县公路管理站;2.黑龙江省路友工程招标代理有限公司)

1 前 言

桥面铺装层也称行车道铺装,其主要功能是保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆荷重(或履带)的直接磨损,防止主梁受雨水的侵蚀,并能使车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。桥面铺装层在桥梁恒载中约占 20%～30%的比重。特别对于小跨径桥梁尤为显著。在桥梁的施工过程中,桥面铺装层厚度薄、面积大、要求高、施工难度大。工程质量往往难以保证;在桥梁的使用中,桥梁铺装层直接承受荷载的作用和雨水的侵蚀,极易损坏。

2 早期裂缝成因分析

2.1 构造设计的原因

经近年来的调查,桥面混凝土铺装层早期纵向裂缝均出现在后张法施工的预应力混凝土铰接板弯坡桥中。这主要是由于以下原因。

(1)铰接板底四个橡胶支座难以在一个平面上,即使四个支座在一个平面上,弯坡上四个支座受力也难以一致,施工操作受力时铰接板震动极易产生纵向裂缝。

(2)后张法施工的预应力混凝土桥面板上拱度不一致(先张法施工的预应力混凝土桥面板张拉力相对较易控制,其上拱度偏差较小),形成阶梯,导致铺装层厚度不均匀。

调查了几座预应力和先张法施工的混凝土铰接板弯坡桥未发生纵向裂缝就是一个证明。

(3)混凝土铺装层强度偏低,配筋量过少,裂缝处刚度过小,也是主要原因之一。

2.2 施工条件的原因

弯坡桥构造复杂,施工难度较大,施工工艺和施工环境是引起桥面混凝土铺装层早期裂缝的主要原因。

(1)板底不平整,盖梁标高欠准确,受桥板上拱度的影响使板底四个支座不在一个平面上。

(2)铺装层钢筋位置施工操作时被压得过低,未能发挥应有的抗裂作用。

(3)混凝土配合比不当或施工时水灰比过大。养护不当,受施工气温影响,铰缝处混凝土强度过弱,极易形成收缩裂缝。

(4)施工操作不当。混凝土铺装层强度达到设计强度时,才可以通行。在施工过程中,多数桥梁一侧已浇铺装层混凝土,施工车辆在未浇筑一侧通行,使先浇筑的铺装层的中央铰缝拉裂,或是两侧都已浇筑铺装层混凝土,施工时车辆在早浇筑部分铺装层混凝土上通行,导致另一侧未达到强度的铺装层铰缝处拉裂,这是因为施工车辆通行时,离活载较近的中块附近横向分配到得荷载较远处为大。这就说明纵向裂缝大多发生在桥面中间附近铰缝处的原因。

3 早期裂缝的预防措施

桥面混凝土铺装层产生早期纵向裂缝,对桥面混凝土铺装层的耐久性十分不利,会加速混凝土铺装层的损坏。但这些裂缝一般很小,在早期(通车前)立即进行处理,则会增加造价和延误工期,处理难度也相当大。因此,目前一般认为,如果纵向裂缝宽度在允许范围内,则早期不作处理,视通车后裂缝发展情况再予处理。但是,这不意味着可以忽视早期纵向裂缝的危害性,在设计和施工时应采取积极有效的预防措施,避免早期裂缝的发生,并及时观察,适时处理。

3.1 构造设计的预防措施

(1)弯斜坡桥的铰接板宜优先采用先张法预应力结构,尽量使上拱度保持一致,或有条件的采用现浇法施工的整体板。

(2)研究新型结构,尽量减少支座,如采用肋板式结构。

(3)提高桥面铺装层混凝土强度等级,增加铺装层钢筋量,或采用钢纤维混凝土,提高混凝土的抗裂性。

3.2 施工条件的预防措施

(1)认真制作桥面板和盖梁,确保尺寸准确。

(2)改善施工工艺,增加垫块或用短钢筋固定钢筋网,保证钢筋位置准确无误。

(3)铺装层混凝土配合比要科学合理,骨料和砂级配合格,减小水灰比。同时保证铺装层和桥面板混凝土的均匀性,以降低铺装层混凝土的收缩和减少桥面板上拱度偏差。

(4)施工时尽量避开不利气温,加强养护。

(5)整幅施工桥面铺装层混凝土,在万不得已时才采用分幅施工,但要采取适当的措施,控制施工车辆荷载和振动。

(6)后张法施工的桥面板,严格控制张拉力,确保张拉力均匀一致。

(7)严格操作规程,按施工技术规范进行施工,严禁违章操作。

4 结束语

桥面混凝土铺装层施工是全桥施工的一个重要环节,是桥梁耐用、美观的一个重要组成部分,务必引起高度重视。有人曾将浇筑桥面混凝土铺装层比作踢足球的“临门一脚”,其重要性可见一斑。目前,桥梁损坏以桥面铺装层损坏最为常见。早期裂缝的发生,加剧了桥面混凝土铺装层的损坏,因此要采取积极的预防措施,防患于未然,对于后期损坏现象,要及时进行处理,维修,以免严重损坏桥面,影响行车和结构安全。