王大慶
(貴州省公路局高速公路建設營運中心,貴州 貴陽 550000)
隨著我國交通運輸業的快速發展,公路橋梁工程數量迅速增加,復雜環境下的施工項目逐漸增多,加之車流量不斷遞增,對公路橋梁工程的穩定性、安全性和耐久性提出了更高的要求。由于受施工條件、施工材料、施工設計和施工工藝的影響,公路橋梁工程均存在不同程度的病害,如何通過合理的控制措施避免病害的發生成為提升公路橋梁施工質量的一個關鍵因素。
公路橋梁地基的不均勻沉降會導致嚴重的病害,如橋面裂縫甚至橋梁塌陷、損毀。地基的不均勻沉降通常是由以下三種原因引起的:
a)施工環境因素 公路橋梁工程為露天工程,周圍環境的變化難以控制,另外若在現有工程周邊開展其他工程的施工則有可能因打樁深挖施工不合理而導致現有工程地基被破壞;
b)設計因素 如果進行施工設計前沒有對公路橋梁施工地段進行充分的地質考察,則工程設計無法充分結合地質因素,易導致設計不合理、材料選用不合理,進而導致地基穩定性不足,產生不均勻沉降;
c)施工因素 如果施工中不能嚴格按照施工圖紙和施工規范開展施工操作,或者施工過程中不重視現場管理,則會導致偷工減料、操作不規范等問題,無法保證地基穩定性。
橋面裂縫一方面是車輛超載及車輛剎車磨損造成的,另一方面是施工因素造成的。首先,施工過程中環境溫度的變化會引起橋面材料的熱脹冷縮,從而導致裂縫的產生。由于我國公路橋梁多采用半剛性的橋面結構,溫度的變化極有可能造成橋面裂縫的產生。其次,混凝土材料的配合比對橋面的完整性也有著顯著影響,如果施工中混凝土配合比的設計不夠合理,或混凝土材料拌合過程中沒有嚴格按照規定的配合比施工,就會造成混凝土材料比例不佳,進而在施工過程中或竣工投入使用后產生橋面裂縫。
梁端頭局部破損是公路橋梁結構中最為常見的局部破損之一,這種破損出現之后修補難度較大,對公路橋梁的外觀完整性和工程的使用壽命有著不利的影響。梁端頭局部破損多由設計中對縮量的計算失誤、施工中沒有控制好伸縮縫施工質量和養護工作不到位等原因引起。
鋼筋銹蝕常常伴隨混凝土的碳化產生?;炷林泻蠧a(OH)2,Ca(OH)2與空氣中的CO2相結合會發生化學反應從而轉化為CaCO3,造成混凝土碳化。碳化后的混凝土PH值下降,會對鋼筋造成腐蝕,鋼筋的腐蝕又進一步對公路橋梁工程的使用壽命和安全性造成威脅。
剝蝕指公路橋梁表面出現起皮、蜂窩乃至整體性剝落的現象。按成因可將剝蝕分為凍融剝蝕、水質剝蝕和風化剝蝕等,其中凍融剝蝕對公路橋梁造成的損壞最為嚴重,剝蝕面積較大。剝蝕不但嚴重影響公路橋梁工程的外觀,也會加速內部材料的老化,影響公路橋梁的穩定性和耐久性。
公路橋梁的病害應以預防為主、防治結合,對此應從強化施工控制和合理加固兩方面入手,主要對策如下。
施工過程是決定工程質量的關鍵環節,公路橋梁工程施工具有不可逆性,如果不對施工環節加以嚴格控制,就會造成諸多質量隱患。為避免公路橋梁病害的產生,應在施工中控制好以下幾個問題:
a)控制好基層施工質量,包括嚴格控制松浦厚度,控制好材料含水量,初壓后要進行人工修整等等,由于基層邊緣的壓實度對于公路橋梁的穩定性影響顯著,因而要強化該部分的壓實控制,當特殊情況下機械無法壓實時,可通過人工手段進行夯實,確保基層邊緣緊湊密實;
b)在進行材料配比時要遵循各材料的規格、級配及配合比,確保該層在有效寬度內的平整度和壓實度;
c)強化基層平整度控制,進行平整度檢測,發現不平整的部位及時采取整平措施,進行攤鋪操作前先將基層表面清理干凈,確保無雜質后再進行攤鋪,清理時如果出現基層表面局部下封層脫落,則先將脫落處基層表面清洗干凈后再補灑透層瀝青或補做下封層;
d)控制好瀝青路面施工質量,首先,要控制好瀝青混合料的配合比和拌合質量,瀝青混合料的配合比應該合理,避免配合比不當引起的密實度、強度不足等問題,其次,要對混合料拌合過程進行全程監控,避免溫度過高、花白料和拌合不均勻等情況出現,再次,要控制好礦料質量,若礦料的質量不佳,如扁平細長顆粒的含量過高,石料的抗壓強度和集料的壓碎值達不到設計要求,則瀝青混合料的穩定性和抗壓強度均難以符合要求,容易產生路面病害。
公路橋梁病害威脅著公路橋梁的結構安全,但實際施工中病害的產生原因往往十分復雜,難以完全避免。而通過合理的加固措施對病害進行處理,能有效控制病害的范圍和危害程度,并提升路橋穩定性。對于已經形成的公路橋梁病害,應及時采取加固措施,通常在原有橋梁的基礎上進行加固處理。加固措施的選擇和設計應充分考慮到以下幾個問題:
a)橋梁底部需要具有足夠的荷載能力;
b)應保證加固后的公路橋梁能夠承受重型車輛荷載;
c)裂縫修補應盡量保證外觀美觀、表面平滑,同時要確保接縫得到牢固的修補,避免再次開裂;
d)對于公路橋梁不同部位的加固,一方面要考慮加固方案的科學性和有效性,另一方面要考慮該部位的原有性能,不能為了加固而影響原有功能;
e)加固措施的采用應考慮重量問題,不能因加固而影響橋梁原有承重能力;
f)加固措施與加固材料的選用要盡量與公路橋梁保持協調一致,使公路橋梁結構在穩定性得到提升的同時具有良好的整體性和協調性。
綜上所述,公路橋梁工程的施工較為復雜,施工質量影響因素較多,施工病害難以完全避免,而公路橋梁工程病害的產生不外乎施工條件、施工材料、施工工藝和施工設計這幾方面原因,因而只有強化管理和控制才能盡可能地避免病害產生。合理選擇施工材料和強化施工過程控制是避免公路橋梁病害發生的最為經濟有效的途徑,因而實際施工中應從這兩個方面加強控制。
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