橋梁防水工程的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)探析

【摘 要】 研究結(jié)果表明，橋梁結(jié)構(gòu)的完整性及穩(wěn)定性很大程度上受到水因素的影響。此外，橋梁結(jié)構(gòu)受損因素還包括施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、荷載及突發(fā)事件等。其中，最為重要的影響因素仍屬橋梁防水施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)及防水設(shè)計(jì)不合理等。若橋梁防水系統(tǒng)失效，其勢(shì)必會(huì)造成橋梁結(jié)構(gòu)病害，并造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在本案，筆者就橋梁防水工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)展開(kāi)談?wù)摗?/p>

【關(guān)鍵詞】 砼橋梁 防水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 施工技術(shù) 設(shè)計(jì)原則 橋梁排水

一、橋梁防水設(shè)計(jì)原則

（一）橋梁防水設(shè)計(jì)的整體性原則

橋梁工程的系統(tǒng)性及整體性要求源于其特殊的用途及所處的獨(dú)特環(huán)境。橋梁防水設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)橋梁部分或主梁、接縫及伸縮縫等部位進(jìn)行綜合考慮，原因在于橋梁局部防水缺陷往往引起橋梁其他部位病害，并最終對(duì)橋梁整體防水系統(tǒng)造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。橋梁自身防水系統(tǒng)務(wù)必要與路基排水等排水系統(tǒng)保持高度一致，以確保積水被及時(shí)排除橋梁范圍。

（二）防水系統(tǒng)的可修性、可檢性及可換性

橋梁排水系統(tǒng)與其他構(gòu)件均需得到及時(shí)地檢查、維修，以確保其功能的正常發(fā)揮。與此同時(shí)，橋梁整體使用壽命往往長(zhǎng)于橋梁排水系統(tǒng)，則橋梁排水系統(tǒng)務(wù)必要及時(shí)更換。針對(duì)這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)橋梁防水體系時(shí)，應(yīng)該綜合考慮橋梁防水系統(tǒng)的可檢性、可修性及可換性。

（三）橋梁結(jié)構(gòu)防水的兩大策略

橋梁結(jié)構(gòu)防水的兩大策略為：通過(guò)一定的防水措施，以確保橋梁防水性能的提高；將橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)及時(shí)排出較脆弱部位，即通過(guò)電化學(xué)設(shè)備、結(jié)構(gòu)表面處理及結(jié)構(gòu)措施等，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的防水保護(hù)（亦稱防水）；通過(guò)集中引水的方式，將橋梁結(jié)構(gòu)積水及時(shí)排出（亦稱排水）。

二、橋面排水施工技術(shù)

（一）砼自身的自防水

研究結(jié)果表明，若橋梁部位能夠涉及或接觸到水，其務(wù)必要設(shè)計(jì)成防水砼，以確保砼的腐蝕性及嚴(yán)密性與相關(guān)規(guī)范間保持高度的一致性，其中以橋梁下部結(jié)構(gòu)水位浮動(dòng)部位及橋面部位最甚。若將細(xì)粉或煤灰以適當(dāng)?shù)谋壤龘饺腠艃?nèi)，其將有助于實(shí)現(xiàn)水泥堿性的減少；若將太鋼纖維深丙烯纖維摻入砼內(nèi)，其將有助于實(shí)現(xiàn)開(kāi)裂及膨脹等病害的預(yù)防、砼抗?jié)B能力的提高及橋梁結(jié)構(gòu)自防水要求的滿足：橋面砼的厚度≮10cm、最薄部位的厚度≮8cm，且砼施工設(shè)計(jì)及其配比均應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。此外，橋面鋼筋網(wǎng)的鋼筋直徑≮10mm、鋼筋網(wǎng)間間距≯150mm。調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)橋梁自防水層平均使用壽命為2.5年左右，且其受損的主要原因?yàn)闃蛎媸┕べ|(zhì)量不達(dá)標(biāo)及其鋪裝設(shè)計(jì)不規(guī)范等。

（二）橋面防水涂層

橋面病害的原因除了砼的質(zhì)量問(wèn)題以外，其還包括橋面防水涂層。防水涂層的作用在于防水效果佳；增強(qiáng)瀝青與砼間的附著力及親和性，以確保水泥砼表面與防水涂層下面粘結(jié)的牢固性，或?yàn)r青砼與防水涂層上面建粘結(jié)的牢固性。若橋面防水涂層缺失，其勢(shì)必會(huì)形成一個(gè)夾層，且該夾層的抗剪力相當(dāng)?shù)汀Ｑ芯拷Y(jié)果表明，若存在夾層的橋梁被投入使用，其勢(shì)必會(huì)在車(chē)輛荷載的作用下發(fā)生橋梁瀝青砼滑移等現(xiàn)象或橋梁結(jié)構(gòu)損壞等病害。

（三）伸縮縫的防水

在橋梁施工階段，伸縮縫下部的帽梁及梁端受水侵害的可能性最大，其一旦受損，便會(huì)大幅度增加橋梁結(jié)構(gòu)病害發(fā)生的概率，加之橋梁伸縮縫的防水性能不好，則橋梁伸縮縫部位的病害尤其突出。若橋梁伸縮縫的伸縮量<5cm，即小型變位伸縮縫，則聚合物改性瀝青彈塑體填充式伸縮縫的應(yīng)用效果最佳。

三、橋面表面排水施工技術(shù)

（一）豎向泄水管的布置

橋梁表面排水的泄水管以鑄鐵管為主，其直徑≮500mm，其頂部為鑄鐵格柵蓋。為了確保泄水管布置的穩(wěn)定性，其周?chē)臉蛎鎽?yīng)配備足夠的不強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，以便橋面鋪裝層排水。鑄鐵管應(yīng)被加工成圓孔狀，其規(guī)格設(shè)定為：孔間距25cm、直徑1cm，且其應(yīng)該伸入橋面鋪裝層。此外，鑄鐵管應(yīng)該順著圓周分布，注意分布的均勻度。泄水管布置不得與橋梁伸縮縫重疊，且在橋側(cè)與梁端間的一定間距外必須布置一個(gè)泄水管。為了實(shí)現(xiàn)排水量的增加，橋梁伸縮縫上端務(wù)必要設(shè)置相應(yīng)的泄水口，以免積水對(duì)橋梁伸縮縫的侵蝕。若橋梁在凹形豎曲線范圍以內(nèi)，則應(yīng)該相應(yīng)地增加泄水管數(shù)量及減少各管間的間距，以便泄水管在多雨季節(jié)亦能快速排除積水。泄水管的排水管口應(yīng)比橋梁略低0.8cm左右，以確保排水的暢通性。

（二）邊緣側(cè)三角形溝匯流平直式泄水管排放

就泄水管而言，其管身、格柵材質(zhì)、柵形井蓋、格柵材質(zhì)等皆為鐵鑄。在泄水管安裝之前，應(yīng)該將瀝青涂于其表面，注意涂抹的厚度應(yīng)該滿足工程設(shè)計(jì)需要，原則上應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行2次以上的涂刷。在防撞墻修筑之前，應(yīng)該選定防撞墻鋼筋骨架，并將泄水管固定在上面，且將柵形井蓋及泄水管一并澆筑在砼防撞墻的內(nèi)部，以便橋面排水不受到泄水管等的負(fù)面影響。與此同時(shí)，鑄鐵管口的高度應(yīng)該被嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍內(nèi)，即鑄鐵管管口應(yīng)該比砼面更低，且泄水管下層的設(shè)置數(shù)量及設(shè)置位置均應(yīng)有別于豎向泄水管。一般而言，泄水管管口應(yīng)該比砼面低1.5cm左右，以確保泄水管排水不受到外界因素的阻礙。泄水管的類(lèi)型最好為平直式矩形鑄鐵管，且應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范埋于護(hù)欄座的下部。此外，泄水管的上端應(yīng)該裸露于橋面，且泄水管的進(jìn)水口端應(yīng)該相應(yīng)地設(shè)置一排水篦子；泄水管的下半斷應(yīng)連接在位于橋面內(nèi)部的縱向集水盲溝上，以便排除橋面積水及橋面鋪設(shè)及碾壓作業(yè)等。

（三）橋面頭的構(gòu)造規(guī)范

研究結(jié)果表明，增強(qiáng)瀝青層、防水層及砼表面板件的抗剪強(qiáng)度，其將有助于實(shí)現(xiàn)橋梁抗剪力的全面提高。此外，必須就砼表面做拉毛處理，以確保其表面美觀及平整度均符合工程設(shè)計(jì)需要。眾多實(shí)踐證明，若砼表面屬自然平整表面，即未做拉毛處理，其抗剪力必定無(wú)法滿足工程設(shè)計(jì)需要及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；若嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范對(duì)砼表面做嚴(yán)格的拉毛處理，則瀝青砼鋪裝層、防水層、砼界面的嵌鎖力等均能得到最大程度的提高。此外，砼的抗剪力強(qiáng)度定能與設(shè)計(jì)要求及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)間保持高度的一致性，從而最大化規(guī)避了橋面裂縫的產(chǎn)生。

結(jié)束語(yǔ)

就橋梁結(jié)構(gòu)破壞的影響因素而言，橋梁防水施工質(zhì)量及其設(shè)計(jì)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)為首要原因。若橋梁結(jié)構(gòu)防水系統(tǒng)失效，其勢(shì)必會(huì)大幅度降低橋梁整體質(zhì)量、橋梁施工質(zhì)量及其施工壽命，甚至?xí)斐蓢?yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。就橋梁防水系統(tǒng)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的原因，其主要包括設(shè)計(jì)人員的防水設(shè)計(jì)意識(shí)淡薄、防水材料的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、防水施工質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求等。在本案，筆者從橋梁工程防水設(shè)計(jì)原則、橋面排水施工技術(shù)及橋表面排水施工技術(shù)等角度入手，探析了橋梁防水工程設(shè)計(jì)及施工技術(shù)。

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