余 振， 王 程

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

某大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋橋面鋪裝改造新方法

余 振， 王 程

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

針對(duì)20世紀(jì)90年代修建的某大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋，給出了最近一次橋梁檢測(cè)橋面鋪裝病害現(xiàn)狀，詳細(xì)分析了病害產(chǎn)生的原因，并提出了新的橋面鋪裝改造設(shè)計(jì)方案，有效地指導(dǎo)了橋面鋪裝的改造施工，取得了良好的效果。

連續(xù)剛構(gòu)橋；橋面鋪裝；病害；改造設(shè)計(jì)

橋面鋪裝層直接承受行車荷載、梁體變形和環(huán)境因素的作用，其功用是保護(hù)屬于主梁整體部分的行車道板不受車輛輪胎的直接磨耗，防止主梁遭受外界環(huán)境(諸如雨水、腐蝕性氣體)的侵蝕，并能對(duì)車輛輪重的集中荷載起一定的分布作用，因此橋面鋪裝既是橋面保護(hù)層又是橋面結(jié)構(gòu)的共同受力層，所以應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、平整度和良好的整體性，并具有足夠的抗裂、抗沖擊和耐磨性能[1-2]。

近年來(lái)，隨著交通量的快速增長(zhǎng)、行車速度的日益提高以及重型車輛的不斷增加，橋面鋪裝在荷載反復(fù)作用以及外界環(huán)境的侵蝕下，出現(xiàn)了裂縫、沉陷、坑槽等病害，這不僅妨礙了正常的交通，影響了橋梁的美觀，而且還嚴(yán)重影響了車輛的安全行駛和橋梁的使用壽命[3-5]。

1 工程概況及橋面鋪裝病害現(xiàn)狀

某大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋始建于1995年4月，竣工于1997年2月。主橋全長(zhǎng)198 m，跨徑組合為55 m+88 m+55 m，為三孔預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁橋；橋面橫向布置為0.25 m(欄桿)+2.0 m(人行道)+15 m(行車道)+2.0 m(人行道)+0.25 m(欄桿) m，全寬19.5 m。該橋經(jīng)過(guò)多年運(yùn)營(yíng)后，于2006年委托檢測(cè)部門對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該橋橋面鋪裝病害嚴(yán)重，并于2007年進(jìn)行了一次橋面鋪裝翻修加固處理。但時(shí)隔4年之后，于2011年又委托檢測(cè)部門再次對(duì)該橋進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)橋面鋪裝存在以下病害(圖1)：

(1) 橋面鋪裝普遍存在橫向裂縫，縫寬在0.50～3.50 mm之間，部分裂縫縫長(zhǎng)較長(zhǎng)，裂縫縫周混凝土已出現(xiàn)破損、剝落現(xiàn)象，個(gè)別裂縫深度已貫通鋪裝層。

(2) 橋面多處出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，且已出現(xiàn)多處較大面積的鋪裝層碎裂破損。橋面中線縱向混凝土接縫處多處碎裂，縫周混凝土剝落；橋面骨料大面積外露，防滑刻槽不連續(xù)或已磨損，橋面抗滑構(gòu)造深度明顯不足。

(3) 主橋邊跨過(guò)渡墩附近箱梁頂板存在滲水現(xiàn)象，頂板出現(xiàn)裂縫。

圖1 橋面鋪裝破損圖

由于原橋面鋪裝使用狀況較差，且根據(jù)檢測(cè)報(bào)告箱梁內(nèi)部頂板滲水嚴(yán)重，表明混凝土橋面鋪裝開(kāi)裂嚴(yán)重，為了改善混凝土橋面板的受力性能，提高其防水能力，阻止上部雨水等透過(guò)橋面鋪裝滲入到混凝土箱梁，腐蝕混凝土箱梁內(nèi)部鋼筋，決定對(duì)混凝土橋面鋪裝鑿除重新攤鋪。

2 橋面鋪裝病害原因分析及改造設(shè)計(jì)

橋面鋪裝的破壞原因存在諸多共性，涉及結(jié)構(gòu)理論和規(guī)范的不完善、設(shè)計(jì)的盲目性、施工質(zhì)量問(wèn)題、維護(hù)管養(yǎng)不到位、使用荷載的日益增大、混凝土鋪裝材料的力學(xué)性能和防水材料性能差等各個(gè)方面，但每個(gè)橋的橋面鋪裝破壞又不完全一樣，有必要針對(duì)橋梁的獨(dú)特性和實(shí)際使用狀態(tài)分析其橋面鋪裝的病害狀況，找出病害原因，這樣橋面鋪裝改造設(shè)計(jì)時(shí)才能對(duì)癥下藥，一勞永逸[6-10]。

2.1 橋面鋪裝病害原因分析

(1) 由于本橋修建年代較早，設(shè)計(jì)時(shí)的溫度梯度按照文獻(xiàn)[11]相關(guān)規(guī)定計(jì)算，橋面鋪裝的溫度梯度效應(yīng)不明顯；若按照文獻(xiàn)[12]相關(guān)規(guī)定計(jì)算原橋溫度梯度，則對(duì)原結(jié)構(gòu)的影響不容忽視，這種設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范上的差別是導(dǎo)致橋面鋪裝病害的重要原因。

(2)原橋設(shè)計(jì)時(shí)邊跨有一大水箱，期間水箱拆除，邊跨荷載減小，經(jīng)計(jì)算邊跨過(guò)渡墩附近頂板出現(xiàn)拉應(yīng)力，導(dǎo)致頂板出現(xiàn)裂縫，在荷載的反復(fù)作用下容易傳遞到橋面鋪裝，使其出現(xiàn)裂縫等病害。

(3) 大跨度連續(xù)剛構(gòu)普遍存在的跨中下?lián)?，致使橋梁結(jié)構(gòu)變形過(guò)大，從而使橋面產(chǎn)生裂縫，造成橋面鋪裝的破壞。

(4) 本橋是連接附近幾個(gè)煤礦的交通要道，重型車輛較多且交通量較大，橋面鋪裝層負(fù)荷不斷增加，致使橋面鋪裝產(chǎn)生病害。

2.2 橋面鋪裝改造設(shè)計(jì)

由于本橋前期已做過(guò)一次橋面鋪裝的翻新加固處理，據(jù)了解是常規(guī)橋面鋪裝更換，但使用時(shí)間不長(zhǎng)就又出現(xiàn)病害，所以本次橋面鋪裝改造設(shè)計(jì)擬另辟蹊徑，在充分分析橋面鋪裝病害原因的基礎(chǔ)上提出創(chuàng)新性的橋面鋪裝改造設(shè)計(jì)。

針對(duì)本橋橋面鋪裝病害現(xiàn)狀及產(chǎn)生病害的原因分析，提出以下橋面鋪裝改造設(shè)計(jì)方案：

(1) 為減小該橋按照文獻(xiàn)[12]相關(guān)規(guī)定計(jì)算的溫度梯度應(yīng)力，將原橋面鋪裝的8 cmC40混凝土調(diào)整為6 cmC40混凝土+5 cm瀝青混凝土的鋪裝方式，瀝青混凝土鋪裝層的存在將大大減小橋梁的溫度梯度應(yīng)力。

(2) 橋面鋪裝改造中使用C40改性維綸纖維(PVA)防水混凝土，PVA纖維抗拉強(qiáng)度大于1 500 MPa，彈性模量大于35 GPa，與水浸潤(rùn)，可有效提高橋面鋪裝的抗裂性能。

(3) 澆筑橋面C40改性維綸纖維(PVA)防水混凝土鋪裝前，在原橋面板按照一定間距植入鋼筋，通過(guò)這種措施提高原橋面板和新澆筑鋪裝混凝土之間的連接。

(4) 邊跨過(guò)渡墩墩頂附近20 m范圍，在混凝土箱梁頂板頂面粘貼鋼板條，并通過(guò)在鋼板上打孔植入錨栓，加強(qiáng)鋼板與橋面板的連接，提高箱梁的剛度和抗彎能力；同時(shí)在鋼板條表面焊接鋼筋連接件型剪力鍵，提高現(xiàn)澆的混凝土橋面鋪裝和原橋面板的連接，見(jiàn)圖2和圖3所示。

圖2 粘貼鋼板及鋼筋連接件大樣

圖3 鋼筋連接件大樣

3 橋面鋪裝改造設(shè)計(jì)及施工注意事項(xiàng)

某大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋在新的橋面鋪裝改造方案的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)精心的設(shè)計(jì)和施工順利完工，并順利通過(guò)竣工驗(yàn)收。改造后的橋面鋪裝得到了業(yè)主單位、監(jiān)理單位及施工單位的一致好評(píng)。

在對(duì)舊橋的橋面鋪裝鑿除重新攤鋪施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件施工，以免損傷橋梁主體結(jié)構(gòu)。

(1) 嚴(yán)禁使用大型施工機(jī)具鑿除原橋混凝土橋面鋪裝，盡量采用人工鑿除，避免鑿除面不好控制及振動(dòng)太大對(duì)原結(jié)構(gòu)造成損傷。

(2) 鑿除原橋面鋪裝后，為加強(qiáng)新舊混凝土之間的結(jié)合，需對(duì)新舊混凝土結(jié)合面進(jìn)行拉毛處理并清除垃圾及灰塵，保持結(jié)合面濕潤(rùn)，同時(shí)涂抹界面劑。

(3) 橋面鋪裝中采用人工綁扎鋼筋網(wǎng)，并使其滿足規(guī)范要求的保護(hù)層厚度，橋面板植入鋼筋需達(dá)到要求的固化時(shí)間后方可澆筑橋面鋪裝混凝土。

(4) 橋面鋪裝施工完成后，需充分養(yǎng)護(hù)后才能開(kāi)放交通，避免過(guò)早的開(kāi)放交通，造成橋面在未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度、形變未穩(wěn)定的情況下過(guò)早承受外來(lái)荷載的作用，造成橋面鋪裝的早期破壞。

4 結(jié)束語(yǔ)

橋面鋪裝的病害嚴(yán)重影響了車輛行駛的安全性及舒適性，有時(shí)甚至?xí)＜皹蛄航Y(jié)構(gòu)安全，給相關(guān)管養(yǎng)部門的養(yǎng)護(hù)和維修帶來(lái)較大困難，因此，為避免橋面鋪裝產(chǎn)生早期病害應(yīng)強(qiáng)化早期橋面鋪裝設(shè)計(jì)的針對(duì)性，采用新材料和新技術(shù)，嚴(yán)控施工質(zhì)量，加強(qiáng)成橋運(yùn)營(yíng)后橋面鋪裝的管理和維護(hù)；而在后期成橋運(yùn)營(yíng)過(guò)程中橋面鋪裝出現(xiàn)病害時(shí)，不能簡(jiǎn)單的鑿除重新鋪裝，應(yīng)認(rèn)真分析病害產(chǎn)生的原因，針對(duì)性的采取改造設(shè)計(jì)方案， 提高橋面鋪裝的耐久性。

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[11] JTJ 023-85，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[12] JTJ D62-2004,公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

2016-06-13；修改日期：2016-06-16

余 振(1985-)，男，安徽界首人，碩士，安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司工程師．

U443.33

A

1673-5781(2016)04-0490-03