公鐵兩用大橋公路橋面的維修探討
2014-11-06
1. 前言
橋梁建設(shè)的質(zhì)量完全操縱在設(shè)計、施工、材料、制造、監(jiān)理等幾個單位手里。從廣義來講，橋梁工程本身沒有高科技和低科技之分，只要能把工程做得最好，符合安全、實用、經(jīng)濟(jì)、美觀、耐久、環(huán)保六項原則的綜合要求，就是最適當(dāng)?shù)目萍肌?br />
公路橋面重量占橋梁恒載中的相當(dāng)部分，而且常是病害集中的部位，所以在做橋面板結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須考慮它的自身強度外，還應(yīng)考慮它的經(jīng)濟(jì)合理性和耐久性。因為橋面直接承受車輛荷載，行車要求平穩(wěn)、堅固、耐久、耐磨，偶有損傷時，要易于修補。橋面板質(zhì)量的關(guān)鍵問題就是能防水、防裂、硬度高、耐磨性好，確保鋼筋不銹蝕。為此，建議從下列幾方面來探討。
2. 鋼橋上的公路橋面板的佈設(shè)問題
鋼桁梁橋上最常采用的公路橋面板，是在縱向梁的頂面，設(shè)置橫向鋼筋砼板，這種砼板多為條形或塊形，在工地或工廠預(yù)制構(gòu)造，橫向分割，受力時支承在縱梁上，起連續(xù)板作用。當(dāng)橋面很寬，一塊板不能橫跨全橋時，可以用適當(dāng)板長，在縱梁間反彎點附近，用現(xiàn)地澆注砼濕接頭，此時增強鋼筋可以在澆注前事先焊接，更多地采用環(huán)形搭接，使能傳遞作用力和一定的彎矩；也可以在支點縱梁頂上，將板斷開支承，不在此點連續(xù)，由于公路面須做成明顯的路拱，以利排水，在板和梁頂之間可在現(xiàn)地用高強防水水泥砂漿墊成斜坡，或在預(yù)制橋面板下做成縱肋形條墊。當(dāng)橋面板設(shè)計與縱梁共同受力作用時，預(yù)制板就將縱向分割，長度就應(yīng)與縱梁支點相應(yīng)，縱向接縫在適當(dāng)部位按上述方法在現(xiàn)地澆注連接或斷開。此外，板塊中應(yīng)預(yù)留出若干空洞，使便于在縱梁頂面設(shè)置剪力榫，安裝后，在現(xiàn)地填充防水砼與鋼縱梁牢固結(jié)合。
3. 公路橋面防水、防裂、增硬、耐磨問題用材的建議
公路橋面在橫斷面上，如上所述，須做成便于排水的拱形或2％的斜坡路面的底層，在其上鋪防水層、保護(hù)層和耐磨層。防水層宜用剛性的水泥基滲透結(jié)晶形防水材料,簡稱（CCCW）材料，當(dāng)前在國際上，以XYPEX品牌系列材料為最佳，它最大的特點是當(dāng)砼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)微裂縫時，水氣進(jìn)入后，利用活性極強的催化劑以水為介質(zhì)催化砼內(nèi)未水化的水泥顆粒成絮狀結(jié)晶體，使裂縫有自我愈合的能力，可以達(dá)到永久防水的效果，使砼密實度增加，因而也可相應(yīng)增加它的抗壓強度，其耐久性與砼同壽命，而且是一種無毒、無味的綠色環(huán)保材料。
耐磨層建議采用‘肯泰克砼密封固化劑’（CHEMTEC ONE）材料，它是唯一能夠同時符合美國伊利諾斯州和俄亥俄州“關(guān)于應(yīng)用于橋梁和路面交通運輸規(guī)范”的反應(yīng)性產(chǎn)品。它和XYPEX產(chǎn)品一樣，施工涂刷非常方便，也是無毒、不燃，不含有VOC成分；使用安全環(huán)保，它的主要功能是通過有效滲透進(jìn)入砼內(nèi)部，與其中游離石灰鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在砼孔隙中形成凝膠，減小砼孔隙率，增大其密實性，從而提高其表面硬度和強度，可使砼表面硬度從6增加到8的指標(biāo)。
任何一種技術(shù)或產(chǎn)品，如果能夠迅速得到普遍應(yīng)用和發(fā)展，一定是取決于其本身的獨特優(yōu)勢。XYPEX＋CHEMTEC ONE兩種材料結(jié)合的使用，必然可使公路橋面砼結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳防水、防裂、堅硬、耐磨的效果。
4. 公路橋面板的制作、材料、養(yǎng)護(hù)和存放
對于特大公、鐵兩用橋的公路橋面板制作，一般均采取工地或工廠預(yù)制，在養(yǎng)護(hù)和存放期超過28天后，經(jīng)過外表檢驗和驗收，再運輸?shù)焦さ匕磁帕许樞虻跹b到位，進(jìn)行細(xì)節(jié)連接成整體而成。為了保證鋼筋砼橋面板的制造質(zhì)量，建議采取下列措施：
4.1制作用的鋼模板
宜用有足夠強度的拆裝式鋼模板，鋼模板尺寸的精度要求，要達(dá)到毫米級，緊固件必須拆裝方便，可采用卡扣式的配件，附在鋼模板上，不易丟失，而且清洗簡易。鋼模板表面的平整度應(yīng)小于1mm/M.。模板上可設(shè)置振動器，其數(shù)量和位置，可經(jīng)試驗來確定，振動時間也必須通過試驗來規(guī)定，保證震搗適度。
4.2 材料品質(zhì)要求
?。?）鋼筋：應(yīng)有生產(chǎn)廠名及檢驗合格證，入庫后必須分批抽樣查驗其技術(shù)性能指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計要求。綁扎前必須清除銹皮銹斑，應(yīng)在鋼筋車間定形生產(chǎn)，入模后，其箍筋外緣與鋼模板內(nèi)側(cè)的保護(hù)層間隔應(yīng)均勻，并不小于30毫米。
?。?）水泥：采用標(biāo)號為425水化熱低的礦砟硅酸鹽水泥較好，除了有出廠合格證和近期試驗報告外，入庫后使用前，還必須取樣化驗，安定性必須合格方可使用。
?。?）集料（骨料）：粒徑在0.15～5毫米的稱謂細(xì)骨料，一般為采集潔凈的天然河沙，粒徑在5毫米以上的稱謂粗骨料，橋面板使用的粗骨料粒徑一般為5～30毫米，最大粒徑要考慮能通過鋼筋間的凈距。骨料的一般性能用比重、硬度、強度、孔隙結(jié)構(gòu)、含堿量和耐久性表達(dá)。必須選好供料場并取樣經(jīng)試驗符合設(shè)計要求后，方可采用。
（4）水：最好采用城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)的干凈水。
4.3 配合比
選定配合比主要確定含沙率，細(xì)、粗骨料重量比率，水泥用量和水灰比。實際上選定配合比不可能十分精細(xì)。常常是通過試驗室內(nèi)砼標(biāo)準(zhǔn)試驗優(yōu)選與現(xiàn)場實施的結(jié)果，還有相當(dāng)出入，所以在現(xiàn)場要嚴(yán)加監(jiān)管：對級配、計量、拌和時間、摻合料摻入量等都要有詳細(xì)記錄。應(yīng)當(dāng)按優(yōu)選的配合比制造一塊橋面板，按拌和、澆筑、養(yǎng)護(hù)各階段，在工點取樣經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)試驗都合乎要求，才能得出確當(dāng)配合比的最后結(jié)論。
4.4 養(yǎng)護(hù)
砼凝結(jié)時，保持飽和水和溫度條件，稱謂養(yǎng)護(hù)。一般條件下，砼的體內(nèi)外溫度差控制在4～23℃之間，最佳為13℃（蒸汽養(yǎng)護(hù)除外）。養(yǎng)護(hù)時間不少于七天，以后砼在自然條件下繼續(xù)水化硬結(jié)，達(dá)到28天標(biāo)準(zhǔn)下稱為強度，約為7天強度的1.3～1.7倍。
4.5 存放
預(yù)制橋面板在正規(guī)養(yǎng)護(hù)7天后，即可送到存放場地繼續(xù)自然養(yǎng)護(hù)，也祗有在28天后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強度時，才能允許吊裝到橋面上去拼接連成整體橋面板，這是必須嚴(yán)格遵守的規(guī)則，但在吊裝前，還必須經(jīng)過監(jiān)理檢驗確認(rèn)無質(zhì)量問題后方可進(jìn)行。
5. 結(jié)語
?。?）如果估計到橋面實際發(fā)生的荷載有可能超過橋面板結(jié)構(gòu)設(shè)計對砼要求的強度和強度儲備時，勢必要增加橋面板的厚度，導(dǎo)致橋梁整體恒載增加，對橋梁整體結(jié)構(gòu)受力是不利的。目前采取的辦法是采用高強度高性能的砼，相應(yīng)就必須增加投資，而且在制作時，摻合料品種較多，工藝也較復(fù)雜。筆者建議在不增加橋面板厚度的前提下，在攪拌砼時加入水泥用量1﹪XYPEX摻和劑和適量的冷拉鋼纖維，就可制成高強度同時具有相當(dāng)大的抗彎、抗剪性能的橋面板，并且具有良好的韌度和抗?jié)B、抗裂、抗震多種功能的優(yōu)點，若配合CHEMTEC ONE的噴涂，進(jìn)一步密封砼表面，使其更能堅硬耐磨，減小砼厚度，就可節(jié)約大量水泥和鋼筋用材，降低制作成本。
?。?）武漢大橋的公路橋面板用了50多年，主體結(jié)構(gòu)并未破壞，采用上述建議制作的橋面板，是完全有可能超過50年的耐久壽命是毋庸置疑的。
?。?）采用防水材料，最好采用與砼同一屬性高性能環(huán)保材料，與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，和人類生活、文化相協(xié)調(diào)，是我們從事這項工作的天職所在。
