鋼筋混凝土橋面鋪裝設(shè)計和施工技術(shù)解析

1、摘要結(jié)合鋼筋混凝土橋面鋪裝工程,從橋面連續(xù)滑模鋪裝的必要性,提出鋼筋混凝土橋面滑模鋪裝的技術(shù)條件,分析橋面鋪裝層加厚的恒載增大問題、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁的反拱控制標準、橋面鋪裝方式、鋪裝層的混凝土強度要求和鋼筋混凝土橋面鋪裝層的分縫原則。關(guān)鍵詞橋面鋼筋混凝土滑模鋪裝技術(shù)條件鋪裝特點強度分縫我省高速公路沿線人口眾多、村莊密集,平均每公里高速公路大約設(shè)置3個以上的橋涵和通道。如果采用滑模機械化施工僅能攤鋪路面,不能連續(xù)鋪裝鋼筋混凝土橋面,勢必嚴重影響水泥混凝土路面的滑模機械施工速度,使大型滑模機械的效益無法得到充分發(fā)揮,同時降低了高速公路橋涵鋪裝混凝土的施工質(zhì)量和整體平整度。1鋼筋混凝土橋面滑模鋪

2、裝的技術(shù)條件1.1連續(xù)橋面鋪裝對滑模攤鋪機的要求由于橋梁上連接鋼筋、吊環(huán)鋼筋、鋼筋網(wǎng)、脹縫、伸縮縫較多,都有可能阻擋滑模攤鋪機側(cè)模板的滑移。因此,滑模攤鋪機上的側(cè)向模板必須能適應(yīng)橋面薄鋼筋混凝土面層厚度的要求。特別是橋面橫向完整連續(xù)鋼筋網(wǎng)的阻隔,有時側(cè)?？梢苿拥母叨葍H5cm,必須是活動升降式側(cè)模板,能夠提升到與擠壓底板齊平的零位置。如果有懸掛在機后的加長側(cè)模板,也必須滿足鋪裝橋面的厚度要求。1.2預(yù)留均勻的橋面鋪裝厚度我國一些高速公路的橋面鋪裝,在很短的時間內(nèi)出現(xiàn)破損,其原因主要是預(yù)留的縱、橫向鋪裝層厚度差異過大,縱向預(yù)留的預(yù)應(yīng)力反拱過大。由于分車道行駛的高速公路和一級公路橋面與路面一樣設(shè)計有

3、2%的橫坡,若在預(yù)制鋼筋混凝土t梁和箱梁時,沒有在翼緣板上形成橫坡,則在梁橫向翼緣板之間的濕接頭處就有橫向24cm的臺階。在這種情況下,梁本身縱橫向不平整,就損失了鋪裝厚度24cm。因此,橋梁的預(yù)制必須提出嚴格的縱橫平整度要求。如果橋上梁頂高程相差在13cm之間,必須抬高橋面鋪裝標高來保證鋪裝厚度。如果超過3cm,則應(yīng)重新加工和架設(shè)主梁。最小鋪裝厚度20cm對保證實際橋面鋪裝質(zhì)量具有重要的工程價值。1.3預(yù)留滑模攤鋪機行走位置在施工過程中,對中央隔離的高速公路和一級公路,要預(yù)留滑模攤鋪機橋面鋪裝行走位置。(1)不能令雙車道大型滑模攤鋪機的履帶行進在中央隔離脫空位置,亦不得行進在主梁翼緣板的外邊

4、緣。(2)橋面鋪裝工程劃分給滑模攤鋪機施工路面時再實施,橋梁護欄必須待滑模攤鋪橋面后再實施。否則,橋欄桿將阻擋滑模攤鋪機履帶,無法確定行進攤鋪位置。1.4驗算攤鋪機鋪裝過橋面的承載能力和變形對采用滑模攤鋪橋面鋪裝層的橋梁,一般中小型滑模攤鋪機均無問題,關(guān)鍵在于是否可以同時承受攤鋪雙車道的特大滑模攤鋪機,必須進行橋梁承載能力驗算。驗算大噸位(8m寬度大型攤鋪機總噸位64t)滑模攤鋪機不間斷連續(xù)鋪裝過橋時,單根t型或箱形梁翼緣板能否承受64t的一半荷載。在沒有橋面鋪裝層時,驗算梁的承載能力及撓度變形量。驗算時,由于滑模攤鋪機鋪裝速度僅1m/min,可不考慮沖擊荷載,但它是移動荷載,要按影響線計算確

5、定最不利荷載和最大撓度位置。如果荷載滿足承載能力要求,應(yīng)以梁的跨中最大撓度小于3mm作為控制標準。這是由于當滑模攤鋪機鋪裝過橋時,如果梁的撓度大于3mm,鋪裝過后的橋梁卸載反彈,產(chǎn)生反拱。當反拱大于3mm,就不能滿足橋面鋪裝的平整度3mm的技術(shù)要求。一般情況下,只有在橋梁跨徑10m時,才會產(chǎn)生反向拱起問題。1.5鋪設(shè)滑模攤鋪機上橋行進軌跡滑模鋪裝鋼筋混凝土橋面時,橋面上鋪裝位置有鋼筋網(wǎng),非鋪裝位置有裸露錨固鋼筋的混凝土梁翼緣板,橋面板的鋪裝厚度比路面薄,而橋頭搭板的厚度比路面厚。所以,為便于滑模攤鋪機通過橋面高坎,保護橋梁上翼緣板和錨固鋼筋不被大型攤鋪機的履帶壓壞,同時也保證橋面錨固鋼筋不損壞

6、攤鋪機履帶,便于滑模攤鋪機作業(yè)通過橋涵鋪裝層,都必須在橋面梁上和橋頭履帶行走部位提前23d鋪設(shè)臨時混凝土軌跡。否則,滑模攤鋪機即使空載通過橋面梁也會有壓壞翼緣板的危險。攤鋪橋面時,履帶行走部位應(yīng)采用預(yù)鋪混凝土或木板鋪墊,防止破壞錨固鋼筋或掛壞履帶?；備仚C行走的搭板上橋的臺階處,應(yīng)預(yù)先鋪設(shè)平順緩坡度(3%)的混凝土,寬度不小于30cm,長度按臺階高度和坡度計算確定。不允許滑模攤鋪機直接行駛在橋梁翼緣板上,此時如果鋼履帶下、翼緣上有石子或鋼筋,就有局部壓穿橋梁翼緣板的可能。此外,橋面鋪裝布料機械應(yīng)提前到位。1.6施工組織橋面鋪裝的施工組織必須注意:將橋面鋪裝從橋梁施工隊伍中分離出來,留給滑模攤

7、鋪機專門鋪裝。整體一層鋪裝,則實施到梁間濕接頭澆筑完畢為止;雙層鋪裝,則應(yīng)做完防水找平層。不應(yīng)在履帶行走部位未做橋面鋪裝層前,制作橋欄桿墩臺,以防橋欄桿阻礙滑模攤鋪機鋪裝橋面的施工。2橋面鋪裝層加厚的恒荷載增大問題綜合考慮車輛荷載、溫度和濕度變化等引起的疲勞應(yīng)力,橋面鋼筋混凝土鋪裝層厚度最薄應(yīng)不小于20cm。從原有的橋面鋪裝平均10cm增大到20cm,帶來的恒荷載增大值為q=2.50.1=0.25t/m2;如果原先設(shè)計鋪裝厚度15cm,恒荷載增大值為q=2.50.05=0.125t/m2。在主梁配筋上就考慮恒載加大的影響,適當加大配筋,一般鋼筋混凝土橋梁均沒有問題。大和特大跨度的橋梁需要對增大

8、鋪裝厚度帶來的影響進行專題研究。3橋面鋪裝方式3.1組合梁板單層鋪裝對無翼緣、主梁與橋面鋪裝分體施工的梁板組合結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)本身無可厚非,但從橋面鋪裝施工難度和今后高速公路使用100年中鋪裝層的定期翻修考慮,這種梁板組合結(jié)構(gòu)必須分3次施工,即架梁、安裝板、單層鋪裝橋面。3.2防水找平層和表面層的雙層鋪裝橋面鋪裝分兩層:用三輥軸機具鋪裝防水找平層;配一層鋼筋網(wǎng),用滑模鋪裝鋼筋水泥混凝土上表層或鋪裝瀝青表層。對鋪裝瀝青面層的橋面,防水找平層是必不可少的。橋面鋪裝工程中,普遍存在的問題是摻某些防水劑的防水找平層水泥混凝土標號過低。當橋梁在荷載作用下產(chǎn)生撓度時,首先壓碎的是低標號的防水找平層水泥混凝土,結(jié)

9、果無論瀝青還是水泥混凝土橋面,都是由于防水找平層破壞而導(dǎo)致橋面過早破壞。這種破壞現(xiàn)象在瀝青鋪裝橋面反映最快也最明顯,一旦中間軟弱夾層開裂,立刻導(dǎo)致瀝青面層反射裂縫破壞,從破壞坑穴可看到已經(jīng)破碎的防水找平層或直接暴露的翼緣板。因此,所有橋面的防水找平層混凝土應(yīng)滿足鋪裝層混凝土強度的要求,不得低于c35c40級。高標號的混凝土本身就是抗?jié)B性優(yōu)良的混凝土。3.3整體單層鋪裝鋼筋混凝土橋面的鋪裝,無論單層或雙層鋼筋網(wǎng),均可采用整體一次滑模攤鋪方式。雙層鋼網(wǎng)的上層鋼筋以防裂為主,直徑812mm,間距1015mm;下層以增強抗扭轉(zhuǎn)為主,直徑1016mm,橫向直徑大于縱向,間距1520mm。無論一層或雙層鋪

10、裝,均應(yīng)解決各層間的鋼筋錨固:雙層鋼筋網(wǎng)上下層焊接,下(單)層與橋梁上翼緣板混凝土錨固。4鋪裝層的混凝土強度要求大量低標號c25c30的混凝土橋面鋪裝出現(xiàn)早期破壞表明,有必要將橋面混凝土的標號提高到c40級,最低不得低于主梁翼緣板的設(shè)計混凝土標號c35級。c35c40級混凝土的抗?jié)B標號可達到s10s12,要求不低于s10,滲透系數(shù)k1.510-9cm/s,10m水頭不會透水,才能夠滿足抗壓強度和滲透性雙重要求。對于摻減水劑、引氣劑和保塑劑并且實施計算機控制攪拌c35c40混凝土,沒有問題。若不使用外加劑,使用自落式滾筒小型攪拌機生產(chǎn)路面混凝土,不僅達不到混凝土高標號,而且混凝土勻質(zhì)性很差。由于

11、其加水量和水灰比失控,使用三輥軸機具鋪裝時,混凝土稀稠不均勻且離析嚴重。因此,必須規(guī)定橋面混凝土應(yīng)使用計算機控制攪拌,并使用適宜的外加劑。5鋼筋混凝土橋面鋪裝的分縫原則鋼筋混凝土橋面鋪裝的單層或雙層鋼筋網(wǎng)必須整體連續(xù),按連續(xù)鋼筋混凝土路面設(shè)計理論在一定限度內(nèi)可不留接縫。但是,橋面的受力狀態(tài)不同于路面,橋面鋪裝層在下述情況必須預(yù)留接縫。5.1負彎矩和梁接頭處必須設(shè)置接縫橋墩支座、簡支梁端、剛構(gòu)接頭和負彎矩部位必須設(shè)置接縫。對接頭和負彎矩設(shè)置縮縫部位,應(yīng)設(shè)計直徑20mm、間距30cm、長度140cm并且中間帶塑料管的螺紋加強縮縫鋼筋,施工方法與路面相同,采用硬切縫,但切縫深度不得大于單層鋼筋網(wǎng)的安裝位置。5.2伸縮縫的設(shè)置對于橋面伸縮縫,應(yīng)按橋梁結(jié)構(gòu)的位置不設(shè)置鋼筋網(wǎng)。在滑模攤鋪機施工后,修整伸縮縫旁的混凝土,準確安裝伸縮縫鋼結(jié)構(gòu),將伸縮縫鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋網(wǎng)相焊接,再用c40級鋼纖維混凝土填充補平。其鋼纖維用量一般為80100kg/m3。5.3按溫差和干縮應(yīng)力預(yù)留縮縫工程實踐證明,必須按橋面上的溫差應(yīng)力和干縮應(yīng)力狀況設(shè)置必要的接縫。否則,任橋面自由開裂,對橋面的防水和使用是很不利的。縱縫可按滑模攤鋪機的攤鋪寬度,在最大9m內(nèi)不設(shè)置縱縫,