钢纤维混凝土桥面铺装施工处理
摘要:近年来,随着交通事业的飞速发展,造型优美而结构新颖的大中型桥梁在我国各地屹立如林。由于我国各相关行业对桥梁结构及路面工程的施工比较重视,技术也已相当成熟。钢纤维混凝土是一种性能优良且应用广泛的新型复合材料,它在桥面铺装层的应用,由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的开展,从而使其抗拉、抗弯、抗剪强度等较普通混凝土显著提高,其抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性也有较大改善。归纳出钢纤维混凝土桥面铺装的施工工艺及施工流程,为桥面铺装设计施工提供指导。
关键词:钢纤维混凝土，铺装，施工
引言;
相对而言,桥面铺装的设计方法和施工技术的研究却显得薄弱。对于桥面铺装材料、铺装结构厚度、防水及排水措施以及施工工艺,只是给予指导性说明。另一方面,随着交通量和重型车量的增加,桥面铺装损坏较为严重,维修周期也越来越短,有的甚至通车不久就出现了纵向、横向和斜向裂缝、坑洞、裂纹、起皮等病害。因此,设计出符合技术要求的桥面铺装,并制订相应的施工工艺,对减少桥面铺装病害的发生,延长其使用寿命,提高桥面的通行质量,减少灾害性事故的发生等均具有非常现实的意义。如何在施工中保证桥面铺装的设计功能及设计寿命,关键是处理好两个方面:①如何处理好桥面铺装层上表面,满足行车质量要求;②如何处理好桥面铺装层下表面,使之与下基层粘结牢固。本文就如何在施工中处理好这两个方面加以探讨。
1.钢纤维混凝土桥面铺装层的施工流程
水泥混凝土桥面铺装的上表面与水泥混凝土路面在功能上是雷同的,即有抗滑、耐磨及平整度三个因素。因此关于桥面铺装层上表面的影响因素及其分析和要求。钢纤维混凝土桥面铺装层的施工方法和工序,除按水泥混凝土桥面铺装层的施工方法外,施工工艺有其特别之处。为了保证施工质量,要严格参照《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》,施工按车道宽度分幅浇筑,按先后顺序依次浇筑。施工
前,要依据施工规范,结合试验试铺情况,将施工操作程序进行完善和改进。
2.桥面铺装前的清除工作
2.1调查损坏区域
调查可根据新旧桥梁情况的不同而方法各异。对于新桥,需进行全面的调查,主要根据设计要求,调查是否达到设计所要求的各项指标。而对于将要修复的旧桥,可从防止发展和杜绝再次损坏的前提出发,一般可确定为正方形,以便修补方便和美观。
2.2凿除
对于新旧桥梁板体表面上高出设计的部分或旧桥已有的桥面铺装,在调查研究与分析的基础上应进行凿除。当确定完修复范围以后,首先用切割机将即将修复的部分与不准备修复的部分切割开来,以保证凿除修复部分时殃及邻里。切割时,应注意切割的深度,避免切断铺装层钢筋。下面的部分采用凿除的方式,这样虽然还会影响到不修复桥面铺装部分,但由于切割分离效应,其影响甚微,且能保证修复界面的直立规正。
由于桥面铺装是在桥面板施工完成以后进行的,因此无论怎样处理,都会有新旧混凝土的界面问题,这一位置一方面可从凿除的混凝土结构材料判断(交界面处以砂浆为主),另一方面可从凿除的难易程度判断(交界面处往往是抗剪强度最弱处)。以上几个方面可帮助施工人员判断凿除是否己达到桥面板顶面,一旦出现以上几方面症状时(砂浆层、剥离、混凝土成色出现变化等),可认为将要或己经达
到桥面板顶面了,这时应改变凿除的方式,如更换小功率的凿除设备或从下而上的铲凿方式。风炮凿除应分二步走:
1)粗凿:基本达到桥面板顶面(除边界处外)可大刀阔斧地进行凿除;
2)精凿:在粗凿的基础上,为防止伤害桥面板,可用功率小的设备或告知施工人员采用轻凿方式,清除遗留在桥面板上的残余桥面铺筑层。对于桥面板表面还须除去其表面的微裂缝,否则铺装后,就会在此处形成一个软弱区。
2.3测量
将桥面划分为1m见方的方格,计算并量测好设计高程后,按纵横方向进行编号分别量测各交点处的深度或高程,并列表记录,量测完后,将凿除厚度不够的部位标记下来。这些位置厚度不够的原因可能为下列三种之一:
1)未彻底凿除原来的桥面铺装,致使部分遗留下来;
2)原桥面铺装层厚度不够;
3)桥面板表面平整度差。
2.4粗面
桥面板表面的水泥浮浆主要是由混凝土中上浮的水泥浆和细的砂粒组成,强度低、耐久性很差,如果不进行处理,那么在进行铺装后,该处会形成一个软弱夹层,造成铺装层与桥面板表面间粘结强度的下降。目前我国对桥面铺装前的粗面还未能引起足够的重视,大多施工单位没有粗面设备,在这种情况下,笔者建议采用混凝土路面表面切缝机进行粗面,实践证明这一建议是可行的,只是要合理掌握切缝的深度。研究表明:切缝深度可掌握在3～6mm为宜。在实施这一过程时应该注意以下几个问题:
1)由于桥面高低不平,所以切缝机行走时易产生颠簸,这时,应随时调整切刀的高度,以保证其切割深度保持在3～6mm的范围内。
2)注意不要损坏桥面板的配筋。在用切缝机粗面后,由于桥面板的高低不平,在进行切割的过程中,留下许多空白,这些空白就需要人工补造,即用人工在空白处的表面用凿刀进行轻击同时要掌握好力度,一般以打出3～6mm的小坑为准。进行这一工序时,应将数个人工横向排列,逐渐推进,避免漏凿。
2.5修补
桥面板的施工过程中,由于种种原因,总会出现这样或那样的问题,常见的有:①由于混凝土振动不密实留下的空洞应凿除;②由于工作疏忽将施工时所用的砖头、棉纱;湿接头施工时用来吊底模板的竹筒等遗忘在桥面,应凿除。凿开的部分,应进行及时的修补,否
则可能会引起两方面的问题:
① 导致表面水下渗大梁,造成大梁或桥面板内配筋的腐蚀;
②成为藏污纳垢的地方。这些地方的补强,其主要的问题是处理好新旧混凝土的接合问题,混凝土的强度等级应接近桥面板的设计强度等级。
2.6清洗
①检查桥面板表面的是否有松动的颗粒(矿粒砂子砂浆或混凝土块等)发现有诸如这些问题,则需清除,主要方法是先凿除较大粒径的松动颗粒,再用高压水头进行地毯式喷射,重点地段应多喷几次或增加喷射时间,如此重复两到三次,直至检查没有松动颗粒,混凝土的新表面完全暴露出来为止。
②清理可能隐藏的微裂缝。该步既重要又艰难,重要的是:如果进行不周可能对整个铺装层造成无法挽回的影响;艰难的是:如何才能辨出微裂缝已被消灭,对此一般在施工现场无能为力,大多只能靠经验和肉眼做出判断。
③检查将要铺装的桥面板表面是否有污迹。
④完全清洁。从头到尾,从上到下,清除一切可能存在的污垢。
3.桥面铺装施工
3.1准备
1)在保证施工人员安全的前提下,选择对桥面铺装干扰最小的施工场地;
2)安排好混凝土的运输,注意避免不必要的振动,保证混凝土在施工前的各项要求;
3)认真考虑铺筑场地上不同铺装层及不同位置处的铺筑施工方式,如边角、中心等处;
4)注意施工期的天气影响;
5)准备好各种可能应用的施工机具。
3.2铺设钢筋
1)根据设计图纸中配筋设计图纸进行墨斗弹线;
2)嵌入支架筋用于支架铺设的钢筋网。在十字交叉处,间隔一定距离打孔并嵌入一定长度的短筋,露筋长度不能大于桥面铺装层的设计厚度;
3)绑扎钢筋将钢筋按弹好的墨线摆放好后,进行绑扎,在有支架筋的地方,应将钢筋首先绑扎在支架筋上,并保证铺装钢筋能与桥面板之间保持一定的距离,尽量使铺装钢筋的位置处在铺装层的中部。
3.3模板安装
钢筋网绑扎好后,采用专用钢模,提前1d支立。立模的平面位置和高程应符合设计要求,模板支立要稳固,接头紧密平顺,与梁顶接触部位不得有漏浆,模板内侧应涂好隔离剂。
3.4钢纤维混凝土的搅拌
钢纤维混凝土生产过程的各个环节,不论是投料、搅拌、运输,还是浇筑和成型,都要有利于钢纤维混凝土的密实性和钢纤维分布的均匀性,只有纤维分布均匀才能充分发挥其对混凝土的增强、增韧、阻裂作用,这是制备钢纤维混凝土特别要关注的问题。钢纤维混凝土的投料与搅拌工艺主要有三种:
① 先干后湿的搅拌工艺;
② 湿拌工艺;
③分段加料与搅拌工艺。
3.5铺筑
铺筑时尽量采用泵送混凝土,并注意轻放,以防止混凝土的离析或造成布筋的变形,用拉板及铁铲将混凝土初步整平,避免通过振动的方式,将混凝土分散开来,最好是按顺序铺满一部分以后,用振捣棒或振捣板进行捣实处理。关于铺筑的工艺,具体可分为如下几个部分:
1)施工前的桥面板顶面应处于饱和面干状态,为此,在施工前的3～4h,应不停地洒水,尽量使整个桥面板处于饱和状态。而在即将施工的0.5～1h(看天气情况,天阴可在1h前停止洒水,天气晴可在施工前半小时停止洒水)停止洒水,以保证桥面板在桥面铺装施工时处于面干饱和状态。
2)混凝土的摊铺与振捣:严格按照施工顺序、松散摊铺厚度摊铺混凝土,先以人工大致找平,边角部位用振动棒轻振,其它地方用平板振捣器横向平行振实,平板每次重叠1/2,严禁在一处久振或中间停滞,以防混凝土过振、振捣不均和横向出现臃包现象。
3)利用三轴混凝土提浆整平机进行匀料、整平、压实、提浆,直至达到理想为止。
4)整平、抹光:利用4～5m长的铝合金尺装上可调节推柄作纵横向刮尺,反复多次精确整平表面,使混凝土表面达到理想的平整度。
5)表面刻槽:表面刻槽是不可轻视的一道工序。表面刻槽质量直接影响桥面的美观和抗滑性能。表面刻槽的深度、宽度和间距,可视设计单位、建设单位和监理部门的具体要求而定。根据美国和法国的研究:通常,槽宽为3～5mm,槽深为5～6mm,槽间距为20～30mm。考虑行车的舒适性及刻槽寿命,槽宽可取2.4mm窄槽。刻槽表面积比为12%～17%时比较合理。拉毛、压纹工艺因其耐久性较差尽量避免使用。
3.6切缝
桥面铺装横向缩缝自墩顶每30m一条,并和防撞栏缩缝对齐。切缝时间可按混凝土初凝时气温同浇筑完成时间的乘积为250～300(℃•h)来控制,切缝深度为2cm,并选择专用填缝料灌缝。
3.7养护
为防止混凝土表面干缩裂纹影响美观和使用性能,初期养护很重要,养护可采用淋水养护或养护剂养生。
4.结语
钢纤维增强聚合物混凝土桥面铺装,其结构简单,施工方便。本文提出了保证该种桥面铺装设计功能及设计寿命的关键是:①如何处理好桥面铺装层上表面,满足行车质量要求;②如何处理好桥面铺装层下表面,使之与下基层粘结牢固。并探讨在施工时如何处理这两个面使其达到设计要求的功能,最后在总结工程实践与分析理论的基础上,归纳出施工该类桥面铺装的施工工艺及施工流程。
