大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝層技術研究現狀綜述

劉加興

(貴州大通路橋工程建設有限公司，貴州 貴陽 550001)

0 引 言

最近幾年，我國工程項目建設越來越多，特別是橋梁工程建設發展速度十分迅猛。在這樣的時代背景下，量大面廣的橋梁工程建設需求與當前施工技術和管理落后之間的矛盾越來越突出，導致安全事故頻頻發生，嚴重威脅著廣大群眾的生命財產安全。基于此，文章從多個角度與層面就大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝層技術進行深入分析。

1 大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝層病害原因分析

1.1 結構固有特點導致鋪裝層病害問題

大跨徑連續剛構橋是橋梁建筑建設經常采用的結構形式，其結構的受力變形情況受到多方面因素的影響，其中橋面鋪裝的受力受到墩頂負彎矩區和梁體跨中下撓變形的影響，可以說墩頂負彎矩區和梁體跨中下撓變形直接決定著橋面鋪裝的受力情況。

橋墩和梁體結構密度大，在外部荷載層面沒有足夠的應力阻力支持，加上梁體和橋墩本身的重力，加上車載量不斷增加的時代背景下，很容易出現各項變形問題。尤其是大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝層施工過程中，如果施工人員沒有對橋墩進行加固處理，加上梁體和橋墩密度大的特性，其結構很容易受到外部環境荷載作用的影響，導致大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝層出現大面積崩裂現象。同時，在車輛荷載和恒載等多種外力作用下，鋪裝層和橋梁面板受到協同作用力，這時混凝土的收縮變形和鋼筋預應力損失的加大，負彎矩會使鋪裝層層間產生向上的拉應力，致使橋梁腹板傾斜，給鋪裝層帶來一定影響。

1.2 設計存在的問題

隨著道路橋梁工程建設的快速發展，從事道路橋梁設計人員越來越多，但是總體來說我國道路橋梁設計人員水平不足，缺乏優秀的設計人員。有的設計人員并不具備相關的專業知識和技能，不能綜合分析影響道路橋梁設計的各方面因素，從而使得道路橋梁設計方案不合理和缺乏可操作性。道路橋梁工程設計是一項十分復雜的工程，設計人員在實際工程中由于缺乏對道路橋梁投入使用后的地理、環境以及車行流量等多項因素的考慮和分析，而僅僅是從道路橋梁結構的強度方面來考慮，依照規范推薦結構和厚度進行設計，使得設計方案與實際情況存在一定的差異，在鋪裝層投入使用初期，導致橫向貫穿性裂縫等問題。同時，鋪裝層對混凝土材料和防水層材料的要求極為嚴格，設計人員并沒有對相關材料做出試驗分析，不能從宏觀角度分析影響道路橋梁設計的影響，嚴重影響著道路橋梁主體結構的安全性以及后期投入使用的壽命。

1.3 施工等方面存在的問題

當前，大部分施工企業依舊沒有將施工安全管理擺在首要位置，并沒有認識到橋面鋪裝層施工質量控制的重要性，無論是施工單位的決策層還是管理層對于施工風險控制存在錯誤的認識，且施工技術方法和管理模式不能與時代發展接軌。收縮力的有效性也是是影響道路橋梁工程質量的重要因素，傳統施工人員采用增強劑來增加張拉時間，這種方式會使道路橋梁出現不同程度的裂縫。加上施工人員在施工過程中，對瀝青混凝土的質量控制不嚴格，使得混凝土攪拌溫度偏高或者偏低，不規范操作導致鋪裝層整體性能降低，而且施工管理人員在監管過程中管理不到位，造成施工人員并不能嚴格依照施工要求進行作業，進而對施工安全造成較大風險。

2 大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝有限元計算的方法和研究分析

一般在我國連續鋼構橋梁跨徑在100～300 m之間，其基本特點就是梁體連續性和橋墩的柔性。橋梁的連續性和橋墩的固定結構形式，使得我國鋼結構橋梁被廣泛使用。但是在橋梁結構設計的時候，將鋪裝層作為二期梁體，在運輸量不斷增加的時代背景下，導致橋梁整體結構和鋪裝層受到巨大破壞。因此，大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝受到社會各界關注，相關學者也加強了對大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝的研究。目前很多學者已經將研究重心偏向于鋼橋的鋪裝層，對于大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝的理論研究和實踐研究不斷成熟。由于鋪裝才能夠受到車輛載荷的作用力，應力集中現象比較明顯，一般鋪裝層病害問題都是發生在車輛接觸面附件，使得鋪裝層結構內部受力加大，因此必須對鋪裝層和梁體建立空間實體模型。一般來說，橋面鋪裝設計為6 cmC40混凝土調平層+6 cm瀝青混凝土面層，混凝土材料選擇三維八節點實體單元模型，預應力鋼筋采用衍架單元模擬，建立全橋模型，然后針對中跨L/2附近30 cm的兩端建設局部模型，采用ABAQUS軟件進行計算，采用空間桿系結構分析結構，并且就邊界條件采用預應力降溫法施加。通過分析和對比混凝土厚度對鋪裝層內部應力影響因素，可以知道車輛超載會導致鋪裝層內部應力上升，而調平層的厚度也會影響鋪裝層應力分布情況，這就說明在大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝施工過程中，混凝土調平層厚度控制在8 cm之內，調平層厚度必須符合大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝施工要求，不宜過薄或者過厚。

3 大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝層施工完善措施分析

3.1 對施工人員和施工材料進行控制

在經濟高速發展的時代背景下，我國交通建設項目越來越多，人員和原材料管理為施工建設的關鍵環節，一方面是人員的控制。在工程項目建設過程中，要想保證大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝層施工符合交通工程和公路運輸要求，就必須做好施工人員管理和控制，加強對人員的招聘和培訓工作，從人員專業和素養兩方面入手提升施工人員的各方面能力。此外，管理人員還有監督和督促的作用，比如在施工過程中，如果施工人員出現失誤或者其他問題，甲方如果發現其錯誤，必須及時糾正，以防止質量出現不合格的問題。同時，管理人員不能直接采購原材料，一般都是由其他人員進行采購，所以加強對采購人員的管理，嚴格依照國家相關制度和要求，對采購人員和提供材料廠家的資質進行審核。

3.2 合理選擇連續剛構橋橋面鋪裝層設計方案

連續剛構橋橋面鋪裝層設計是保證工程質量的前提，也是其使用壽命的重要保證，在道橋未進行施工過程中，要提前勘察現場基本情況來進行評估和分析施工過程中帶來的問題，也就是說在在設計階段，人力、物力、材料、基本作業和后期驗收、工程施工要求等各個方面都需要做出應對方案的部署，來保障路橋施工能夠有計劃有目的的順利進行，來保證安全與質量相結合的統一。還需要根據工程項目特點制定完善的管理制度，根據設計方案，深入分析施工環節可能出現的各種問題，然后制定相應防范措施和管理細則，為相關人員執行提出依據。

4 結束語

隨著城市化進程的加快發展與社會經濟發展的不斷完善，我國公路橋梁建設得到快速發展，大跨徑連續剛構橋橋面鋪裝層是施工的重要內容，文章就此內容進行分析，促進我國橋梁事業的可持續發展。