橋梁防水工程的設計與施工技術探析

【摘 要】 研究結果表明，橋梁結構的完整性及穩定性很大程度上受到水因素的影響。此外，橋梁結構受損因素還包括施工質量、材料質量、荷載及突發事件等。其中，最為重要的影響因素仍屬橋梁防水施工質量達標及防水設計不合理等。若橋梁防水系統失效，其勢必會造成橋梁結構病害，并造成嚴重的經濟損失。在本案，筆者就橋梁防水工程設計與施工技術展開談論。

【關鍵詞】 砼橋梁 防水系統設計 施工技術 設計原則 橋梁排水

一、橋梁防水設計原則

（一）橋梁防水設計的整體性原則

橋梁工程的系統性及整體性要求源于其特殊的用途及所處的獨特環境。橋梁防水設計過程中，應該對橋梁部分或主梁、接縫及伸縮縫等部位進行綜合考慮，原因在于橋梁局部防水缺陷往往引起橋梁其他部位病害，并最終對橋梁整體防水系統造成嚴重的負面影響。橋梁自身防水系統務必要與路基排水等排水系統保持高度一致，以確保積水被及時排除橋梁范圍。

（二）防水系統的可修性、可檢性及可換性

橋梁排水系統與其他構件均需得到及時地檢查、維修，以確保其功能的正常發揮。與此同時，橋梁整體使用壽命往往長于橋梁排水系統，則橋梁排水系統務必要及時更換。針對這一點，設計人員在設計橋梁防水體系時，應該綜合考慮橋梁防水系統的可檢性、可修性及可換性。

（三）橋梁結構防水的兩大策略

橋梁結構防水的兩大策略為：通過一定的防水措施，以確保橋梁防水性能的提高；將橋梁結構技術及時排出較脆弱部位，即通過電化學設備、結構表面處理及結構措施等，實現對橋梁結構的防水保護（亦稱防水）；通過集中引水的方式，將橋梁結構積水及時排出（亦稱排水）。

二、橋面排水施工技術

（一）砼自身的自防水

研究結果表明，若橋梁部位能夠涉及或接觸到水，其務必要設計成防水砼，以確保砼的腐蝕性及嚴密性與相關規范間保持高度的一致性，其中以橋梁下部結構水位浮動部位及橋面部位最甚。若將細粉或煤灰以適當的比例摻入砼內，其將有助于實現水泥堿性的減少；若將太鋼纖維深丙烯纖維摻入砼內，其將有助于實現開裂及膨脹等病害的預防、砼抗滲能力的提高及橋梁結構自防水要求的滿足：橋面砼的厚度≮10cm、最薄部位的厚度≮8cm，且砼施工設計及其配比均應滿足相關標準規范。此外，橋面鋼筋網的鋼筋直徑≮10mm、鋼筋網間間距≯150mm。調查結果顯示，我國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為橋面施工質量不達標及其鋪裝設計不規范等。

（二）橋面防水涂層

橋面病害的原因除了砼的質量問題以外，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的牢固性，或瀝青砼與防水涂層上面建粘結的牢固性。若橋面防水涂層缺失，其勢必會形成一個夾層，且該夾層的抗剪力相當低。研究結果表明，若存在夾層的橋梁被投入使用，其勢必會在車輛荷載的作用下發生橋梁瀝青砼滑移等現象或橋梁結構損壞等病害。

（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，便會大幅度增加橋梁結構病害發生的概率，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用效果最佳。

三、橋面表面排水施工技術

（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定性，其周圍的橋面應配備足夠的不強鋼筋網，以便橋面鋪裝層排水。鑄鐵管應被加工成圓孔狀，其規格設定為：孔間距25cm、直徑1cm，且其應該伸入橋面鋪裝層。此外，鑄鐵管應該順著圓周分布，注意分布的均勻度。泄水管布置不得與橋梁伸縮縫重疊，且在橋側與梁端間的一定間距外必須布置一個泄水管。為了實現排水量的增加，橋梁伸縮縫上端務必要設置相應的泄水口，以免積水對橋梁伸縮縫的侵蝕。若橋梁在凹形豎曲線范圍以內，則應該相應地增加泄水管數量及減少各管間的間距，以便泄水管在多雨季節亦能快速排除積水。泄水管的排水管口應比橋梁略低0.8cm左右，以確保排水的暢通性。

（二）邊緣側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、柵形井蓋、格柵材質等皆為鐵鑄。在泄水管安裝之前，應該將瀝青涂于其表面，注意涂抹的厚度應該滿足工程設計需要，原則上應該對其進行2次以上的涂刷。在防撞墻修筑之前，應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部，以便橋面排水不受到泄水管等的負面影響。與此同時，鑄鐵管口的高度應該被嚴格控制在規定范圍內，即鑄鐵管管口應該比砼面更低，且泄水管下層的設置數量及設置位置均應有別于豎向泄水管。一般而言，泄水管管口應該比砼面低1.5cm左右，以確保泄水管排水不受到外界因素的阻礙。泄水管的類型最好為平直式矩形鑄鐵管，且應嚴格按照設計規范埋于護欄座的下部。此外，泄水管的上端應該裸露于橋面，且泄水管的進水口端應該相應地設置一排水篦子；泄水管的下半斷應連接在位于橋面內部的縱向集水盲溝上，以便排除橋面積水及橋面鋪設及碾壓作業等。

（三）橋面頭的構造規范

研究結果表明，增強瀝青層、防水層及砼表面板件的抗剪強度，其將有助于實現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計需要。眾多實踐證明，若砼表面屬自然平整表面，即未做拉毛處理，其抗剪力必定無法滿足工程設計需要及相關規范標準；若嚴格按照相關規范對砼表面做嚴格的拉毛處理，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，砼的抗剪力強度定能與設計要求及相關規范標準間保持高度的一致性，從而最大化規避了橋面裂縫的產生。

結束語

就橋梁結構破壞的影響因素而言，橋梁防水施工質量及其設計質量不達標為首要原因。若橋梁結構防水系統失效，其勢必會大幅度降低橋梁整體質量、橋梁施工質量及其施工壽命，甚至會造成嚴重的經濟損失。就橋梁防水系統出現質量問題的原因，其主要包括設計人員的防水設計意識淡薄、防水材料的質量不達標、防水施工質量不符合設計要求等。在本案，筆者從橋梁工程防水設計原則、橋面排水施工技術及橋表面排水施工技術等角度入手，探析了橋梁防水工程設計及施工技術。

參考文獻

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