桥面连续结构的改进及施工工艺.doc

桥面连续结构的改进及施工工艺-中铁隧道局一处杭州绕城项目部 王承山摘要在高等级公路桥梁工程的设计中，存在大量的梁板简支、桥面结构连续的设计形式，在杭州市绕城公路北线工程中，中、小跨径的桥梁工程也多采用此种连续构造形式。但从目前已开通的几条高等级公路的桥梁工程的实际使用情况反馈的信息来看：由于高等级公路的交通量较大，此种桥面连续构造形式出现的损害现象也较多。在本工程中，在梁板结构形式及下部结构已无法进行设计变更的情况下，从连续构造的改进措施及施工工艺着手，以求尽量避免桥面连续构造损害的出现。关键词 桥面连续结构 改进 加强 施工方案 施工工艺 一、概述杭州市绕城公路（外环）北线工程位于杭州市北部，起点位于沪杭高速公路乔司互通立交桥，终点与杭州市绕城公路西线余塘河桥北相接，全长29.297公里。公路沿线村镇密布，河渠交错，并跨过多条公路、铁路及水运等运输干线。在设计时，充分考虑了与沿线城镇规划、经济发展相配合，并尽量避免与原有道路和农田水利设施发生干扰的原则，大量布设互通立交、桥涵等构造物。本线各类中、小跨径的桥梁多采用：16m、20m预应力混凝土空心板简支梁或25m预应力混凝土T型简支梁，为适应高速公路的行车要求，每100m160m设一道仿毛勒伸缩缝，其余的桥孔跨间作桥面连续。桥面铺装混凝土层厚10cm，上覆沥青混凝土层10cm。我项目部所承建的上塘河中桥的结构也为此种形式。上塘河中桥中心桩号为K14+096，其下部结构为钻孔桩基础，柱式墩台；上部构造为3-25预应力组合T梁，在桥台处设置RG-80伸缩缝，其余的桥孔跨间作桥面连续，桥面板纵向钢筋通长绑扎，梁段桥面连续构造钢筋与桥面板钢筋绑扎成一体。其桥面连续构造设计如图1所示。本桥桥面连续结构的设计形式参照了沪宁高速公路的设计，从目前已开通的沪宁高速公路及有着相同桥面连续结构的邻近几条高速公路反馈的信息来看，此种桥面连续结构存在有设计缺陷，在桥面连续构造处出现的损害较多，并已影响了桥梁寿命以及行车安全。为确保杭州市绕城公路北线的工程质量，设计代表、监理、施工单位、建设单位曾多次广泛地进行了讨论，并邀请了有关专家召开专题研讨会。经过研究，鉴于杭州市绕城公路北线工程多数桥梁已完成梁板安装，若作设计变更为梁板结构连续，改变梁板结构型式、上部构造建筑高度或桥梁跨径，将会造成较大的经济损失，直接影响工期，影响工程投资控制。最后统一的意见是：不改变桥面连续构造的形式，所有需处理的桥面连续结构只在连续缝形式上给予加强和改进，并在施工工艺上加以严格控制。二、连续缝形式的确定本桥T梁的配筋及构造布筋均是按简支梁受力图式进行内力计算的，施工又是严格按照设计进行的，若现在只是通过增加钢筋等加强手段，将其改为刚性的连接缝结构型式进行施工，将会造成：1梁体内力的变化 因计算图式的改变，内力发生变化，影响受力筋的配置，梁体上端部将产生负弯矩，原设计中是未考虑的；2梁体端部钢筋需要调整及加强 若现在在梁端上部增设梁与梁之间连接的纵向钢筋，因设计中末考虑该钢筋的连接构造要求及加强措施，无法形成整体的理想效果。 鉴于上述原因，为避免出现意想不到的其他不良情况，首先将刚性连续缝形式排除。结合原设计，我们在施工当中采用了半刚性型式的连续桥面结构，即用20的滑动传力钢筋（失效处理）代替16连续钢筋，桥面铺装钢筋在一联长度内通长布置(在连续缝处不断开)，梁缝处桥面铺装顶面设假缝，底面设断缝的结构型式。详见图2。此结构型式的优点在于类似铰的型式，不会形成较大面积的裂缝及破损情况，产生的裂纹亦将会在假缝内发生，且梁端部桥面铺装整体性较强。三、施工方案采用上述桥面连续缝形式，结合本桥实际情况，连同桥面铺装一并考虑，提出如下施工方案：I方案：按现设计铺装类型及分层(即l0cm砼及10cm沥青砼)，在梁端部2m范围(即连续缝处4m范围)内砼铺装改用钢纤维砼铺装。II方案:沥青砼改为8cm厚，砼铺装加厚到l2cm，钢纤维砼铺装采用范围同I方案。III方案:取消沥青砼铺装层。采用砼铺装20cm厚，钢纤维砼铺装采用范围同I方案。 各方案优、缺点见下表方 案优 点缺 点I方案1、造价低2、能满足桥梁使用要求3、与全线路面类型统一梁端及跨中正负弯矩较大，砼铺装厚度偏小。II方案与全线路面类型统一8cm厚沥青铺装相对较薄，高速公路上使用易损坏。III方案1、改用全砼铺装，尽管增大了恒重，但可以作为叠合梁考虑，参与梁体部分工作。2、纵然铺装可能会产生裂纹，但不会影响行车安全和加大养护工作。1、 路面摩阻系数较小，抗滑性较差，但铺装面施工成抗滑凹槽，惰况会大有改善。2、造价较高。3、与全线路面类型不一致。4、钢纤维砼会有锈斑，影响美观。针对各方案的利弊，我们最后决定呈报本桥施工采用II方案，经主管部门批准后，决定该桥面连续构造的连续缝采用半刚性的形式，桥面铺装纵向钢筋通长布置，桥面铺装砼层为沥青砼8cm，砼12cm，连续缝处2m范围内砼铺装改用钢纤维砼铺装。四、施工工艺（一）施工工艺框图施工工艺框图详见图3。（二）、施工工艺要求1、清洗和修整梁端顶面，清除多余预埋件，如有起伏，用高标号水泥砂浆抹平。2、清除梁端缝间杂物并用泡沫板塞缝。3、在桥面连续范围内的梁端顶面上涂布 1-2毫米厚的沥青，并盖0.5毫米厚的镀锌薄钢板。4、注意做好滑动传力钢筋的失效处理。5、注意保证钢筋的设计间距和砼保护层。6、严格控制砼配比中粗骨料的规格(宜选用2.0cm以下的碎石)和砼的振捣均匀、密实;砼的振捣要人工结合机械，不可漏振。7、砼的切缝要上、下对应，宜早不宜迟。建议控制在施工后24-48小时左右，沥青灌缝也要及时饱满。8、指派专人加强砼养护工作，至少保证洒水养护7昼夜以上。标高检查清洗、修整梁端顶面砂浆抹平梁端塞缝涂沥青、盖钢板滑动传力钢筋失效处理骨架钢筋加工绑扎钢筋安放油浸木条砼生产砼浇注砼养护砼切缝验收图3 桥面连续结构施工工艺框图五、施工质量控制要素1、保证连续缝底面薄钢板的平整性与粱顶面密贴性。2、保证桥面砼铺装 (含连续缝)灌注的连续性和振捣质量。六、结论公路桥梁桥面行车道板，起着直接承受作用于桥面铺装层上的荷载，并传递分配荷载的作用。桥面板与铺装层、伸缩缝一起，都直接承受汽车车轮荷载的作用，应力集中显著。随着过桥车辆的日趋大型化、重型化以及交通量的迅速增加，车辆对桥梁构件的冲击力增加，其应力超过的频率、疲劳的影响都将越来越大，这样就使得桥面板处于极其严酷的使用状态。要想彻底解决文中所提到的根本问题，建议由业主牵头，由设计和科研单位主办，制定出切实可行的方案。采用这种处理措施，这是在设计已无法变更的情况下，通过对桥面连续结构进行改进和加强，来避免桥面连续结构损害的出现。这是从施工方面解决桥面连续结