桥梁工程技术的分析与研究

・１９０・　第４０卷第３５期　２　０　１　４年１　２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．３５　Ｄｅｃ．　２０１４　文章编号：１００９—６８２５（２０１４）３５－０１９０—０２　桥梁工程技术的分析与研究　张小平　（山西平阳路桥有限公司，山西临汾０４１０００１　摘要：以某桥梁工程为例，在了解该工程混凝土结构裂缝情况的基础上，根据桥梁结构混凝土裂缝的防治要求，提出了该桥梁混　凝土裂缝的防治措施，以供类似桥梁施工参考借鉴。　关键词：桥梁工程，混凝土技术，结构施工　中图分类号：Ｕ４４５　文献标识码：Ａ　１　某桥梁混凝土结构裂缝普查情况　某总长度７８４．０９　ｍ的桥梁，其结构分别由三孔应力混凝±　连续箱梁、三孔１８　ｍ预应力混凝土空心连续板和多孔１６　ｍ预应　和工艺技术等方面的准备工作，基于相关桥梁施工的技术经验，　笔者对该工程相关的准备工作进行如下归纳：　１）材料准备工作。案例工程施工所需的材料主要有钢筋、水　泥、石子、砂、掺合料、外加剂几种，其中钢筋在品种、级别、规格等　力混凝土空心连续板组成，净跨３５　ｍ。然而，由于混凝土施工质　量控制不当，包括边跨跨中、中跨跨中、支座位置、预留槽口位置　等，出现了不同类型的裂缝。譬如在边跨跨中位置，存在最大宽　方面必须符合国家规定的质量标准，譬如冷轧带肋钢筋网片，应　根据《冷轧带肋钢筋》的规定，检查其合格证、质量证明书等，检验　其刚度和稳定性是否达标；水泥适宜选用硅酸盐水泥，强度至少　度０．２９　ｍｍ的纵向裂缝；中跨跨中位置，存在最大宽度０．４　ｍｍ的　为３２．５级，可按照《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的标准检查水　纵向裂缝和最大宽度０．１６　ｍｍ的横向裂缝；支座位置存在最大宽　度０．２４　ｍｍ的纵向裂缝。为进一步防治这些混凝土结构裂缝，笔　泥是否合格；石子建议选择粒径５　ｍｍ一２０　ｍｍ、含泥量至多为１％　者对桥梁结构裂缝的成因进行了全方面剖析，发现施工荷载、使　用荷载、温度应力是裂缝形成的主要原因，在施工荷载和使用荷　的碎石或者砾石，进场时，应要求出具碱活性报告，以及分批检验　其质量；掺合料选用Ｉ，Ⅱ级粉煤灰，Ｉ级粉煤灰的细度不大于　１２％，烧失量不大于８％，需水量不大于９５％，二氧化氯含量不大　于３％，ＩＩ级粉煤灰细度不大于２０％，烧失量不大于８％，需水量　不大于１０５％，二氧化硫含量不大于３５％；外加剂按照《混凝土外　加剂》的规定，重点检验材料中有害物质和碱的含量，并以此明确　合理的掺量。　２）机具准备工作。本工程所选用的主要机具主要有｛昆凝土　铺装机具、浮浆清理机具、材料加工机具、养护机具、拉毛机具、切　载的作用下，桥梁结构产生横向应力，当结构混凝土的抗拉强度　低于该应力，则可能被拉裂，形成纵向裂缝；另外混凝土结构对温　度较为敏感，本工程桥梁混凝土结构内外温度为２０℃，在出现温　差后，混凝土的变形受到约束，由此产生的横向应力与荷载产生　的横向应力，大于混凝土结构本身的抗拉强度，也是纵向裂缝产　生的主要原因。尤其是在桥梁箱梁底板预留槽口位置，底板位置　应力集中，再加上各种荷载和变形的共同作用，使得结构纵向拉　应力远远超过混凝土抗拉强度，导致桥梁的底板存在严重的开裂　现象，而且开裂的部位，钢筋已经出现不同程度的锈蚀，钢筋的有　缝机具、计量检测用具，其中混凝土铺装机具必须保证满足混凝　土预拌、现场拌制、振捣等施工需求，建议选用自卸翻斗车、振捣　梁、混凝土泵车、汽车吊、料斗；浮浆清理以人工和机械相结合方　式，因此应选用凿毛锤、空压机和高压水枪。至于其他机具，均可　效断面面积不断缩小，难以形成混凝土的支撑体，其锈蚀成分甚　至会不断侵蚀混凝土内部结构，降低混凝土的性能水平。除此之　在施工前，结合施工实际所需检验其功能是否正常。　外，混凝土冻胀与桥梁所在区域的气候条件因素息息相关，尤其　３）其他准备工作。在技术方面，本工程在会审图纸之后，编　是在气候变化幅度比较大或者气候相对较冷的地区，冻胀现象尤　制完善的施工方案，并组织施工人员进行施工方案的交底，同时　为明显，对桥梁混凝土产生极大的负面影响。　２桥梁施工技术案例的应用建议　２．１　施工准备工作　在桥面梁板顶面清理凿毛完毕后，根据设计标准检查梁板板面高　程的最小厚度，协同设计人员对高程的偏差进行调整；在作业条　件方面，应保证施工方案和开工报告审批通过，以及在铺装桥面　为保证工程顺利施工，在施工之前，需要做好材料、机械设备　之前，严格验收桥面排水口、护栏渗水管、止水带等桥面预埋件的　Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｕｒｉｎｇ　ａｓｐｈａｌｔ　ｓｔｅｅｌ　ｄｅｃｋ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅ　ＬＩ　Ｆｅｎｇ－ｙｕａｎ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｃｈａｎｇｘｉｎｇ舶　＆ＢｒｉｄｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈａｎｇｚｈｉ　０４６０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｓｐｈａｌｔ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｔｈｒｅｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｄｅｃｋ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｓｃｈｅｍｅｓ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｃａｓｅ　ｏｆ　Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　ｆｏｕｒ　ｂｒｉｄｇｅ，ｍａｉｎｌｙ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｏｕｒｉｎｇ　ａｓｐｈａｌｔ　ｓｔｅｅｌ　ｄｅｃｋ，ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｅｎｓｕｒｅｄ　ｔｈｅ　ｂａｃｋ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｉｍ—　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ，ａｌｓｏ　ｓｈｏｒｔｅｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｏｕｒｉｎｇ，ｓｔｅｅｔ　ｄｅｃｋ，ｐａｖｅｍｅｎｔ，ａｓｐｈａｌｔ　收稿日期：２０１４－０９．２３　作者简介：张小平（１９７７．），男，工程师　第４０卷第３５期　２　０　１　４年１　２月　张小平：桥梁工程技术的分析与研究　・ｌ９１・　施工状况，确保施工质量。　２．２界面处理　行二次振捣。二次振捣的目的是排除混凝土粗骨料和水平钢筋　下方的泌水和间隙，增强混凝土和钢筋之间的握裹程度。ｅ．保温　在混凝土浇筑完毕之后，进行持续性的保温养护，时间至少　首先是强力清扫，在防水粘结层施工前，借助强力清扫机，将　养护，养护的要点是保持混凝土表面的润湿程度，并覆盖好土　桥面上的杂土、碎石等清除干净，再用空压机、水泵抽水冲刷干净　为１５　ｈ，并且根据温控指标要求，为混凝土养护营造有利的环　桥面，以此确保桥面的平整度，而在施工期间，从中央分隔开开　工布等等，　始，向桥面两侧缓慢清扫灰尘，避免灰尘聚集在行车带外侧边缘。　境条件。其次是铣刨，铣刨的施工目的是提高桥面的抗滑能力，期间需要　３）桥梁裂缝修补技术。首先是表面处理法，表面处理法主要　借助铣刨机处理水泥混凝土表面，但需要控制好铣刨的深度，尤　针对桥梁的微裂缝，即宽度在０．２　ｍｍ以内的裂缝，直接在裂缝位　涂抹防水材料，就可以提高修补位置的防水性，并阻止　其是局部位置，常见铣刨深度超标或者铣刨不到位的情况，适时　置填料后，根据桥面的平整度和预拱度，灵活调节铣刨方向，本工程的铣刨　裂缝表面的进一步扩大。在使用这种施工方法时，由于没有办法　未能保证裂缝在混凝土结构内部的　厚度至少为７　ｍｍ，最深则不能超过１０　ｍｍ，这样才能够避免路面　将防水材料嵌填到裂缝内部，错台现象。再次是喷砂打毛，该工序主要机具为喷射机，目的是　继续延伸，因此需要通过对裂缝走势的判断，根据实际情况选择　改善路面的微观结构，增强路面与加铺层之间的粘结能力，使用　这种方法。其次是注浆法，注浆法主要针对裂缝宽度比较大，并　该方法时，应控制喷射的速度和密度，如果桥面状况不明，可在施　且有内部纵向延伸趋势的裂缝，其施工方法是将树脂、水泥类材　工前检查后，调整喷射的角度、距离和时间，降低机械操作的危险　料等，以手动方式或者借助输液泵，注入到裂缝当中，注入时，需　系数和提高施工的效果。　控制好注浆量和注浆速度。除此之外，环氧树脂粘度的调整，也　２．３混凝土施工技术　是保证注浆效果的关键，譬如延伸性的裂缝，普通环氧树脂的浆　结合案例铁路桥梁混凝土裂缝的情况与成因，对该桥梁的混　液难以注入到裂缝深处，可选用可挠性环氧树脂，与钢抓钉并用，　凝土结构裂缝进行防治，需要根据裂缝防治的基本要求，一方面　有效防止裂缝的继续扩展延伸。再次是填充法，当裂缝宽度超过　控制现浇混凝土裂缝，另一方面采用合适的加固方法修补裂缝。　０．５　ｍｍ，可选用填充法，具体的施工方法是沿着裂缝方向，凿出一　１）裂缝防治的基本要求。首先是结构耐久性改善的高标准　条深槽，将水泥砂浆、环氧砂浆、环氧树脂混凝土、沥青、化学补强　要求，出于桥梁用途特殊性的考虑，应该尽量减少桥梁结构的维　剂等，嵌补到深槽内。在填充施工之前，需检查裂缝位置裸露的　修频率，在设计和施工的时候，对结构的耐久性进行改善，除了需　钢筋是否锈蚀，如果钢筋没有发生锈蚀，可沿着裂缝１０　ｍｍ的位　要合理布局桥梁结构和相关细节，而且还要确保施工的质量水　置，将深槽凿成Ｕ形，然后将密封材料填入深槽内；如果钢筋已经　平。其次是施工立模标高的确定，为避免桥面出现起伏情况，在　发生锈蚀，则需要将锈蚀位置周围的混凝土凿除，然后进行钢筋　浇筑悬臂的时候，要掌握准备浇筑箱梁节段底板和前端标底板的　除锈处理，并将防锈漆涂抹在裸露钢筋上，最后再填充密封材料。　设计标高、施工预抛高、发生竖向弹性变形的挂篮主桁架对竖向　最后是表面喷涂法，裂缝表面凿毛处理之后，直接将高粘度的水　挠度影响值、混凝土浇筑后的徐变、桥梁运营期引起竖向变形的　泥砂浆喷射在裂缝表面，形成裂缝保护层。在喷射混凝土之前，　静活载等，从而确定待浇筑箱梁节段底板两端前端的混凝土收面　需将混凝土结构表面剥离的混凝土去除干净，然后利用清水清洗　控制标高。再次是主梁结构稳定性的控制，主梁的稳定性，可能　钢筋，在表面接近干燥之前，开始喷浆加固，必要时可将基层湿润　造成桥梁的失稳，甚至导致坍塌事故，譬如加拿大的魁北克大桥，　后，再进行喷浆。　由于悬臂一侧的下弦杆发生屈曲破坏，从而导致桥梁悬臂的坠　３结语　落。为了控制好主梁的稳定性，在施工的时候需要准确掌握主梁　文章通过研究，基本明确了案例桥梁工程施工技术的应用方　的变形和内部应力状态，尤其是悬臂施工，需要严格控制主梁整　法，其中要求在做好施工技术准备工作的基础上，进行桥梁界面　体和局部的稳定性水平。　处理，最后根据桥梁结构混凝土裂缝的防治要求，提出相应的裂　２）现浇混凝土裂缝控制技术。ａ．合理控制混凝土摊铺厚度，　缝控制技术和裂缝修补技术，但鉴于不同桥梁工程施工条件和要　根据振捣器作用深度和混凝土和易性，确定具体的摊铺厚度，因　求的差异性，因此以上方法在实际工程中的应用，还需要结合具　而需要根据是否采用泵送混凝土方式，确定摊铺厚度小于０．６　ｍ　体工程施工的情况，予以灵活参考借鉴。　或者０．４　ｍ。ｂ．后浇带施工，针对桥梁的大体积混凝土块体结构，　参考文献：　工程采用后浇带施工的方法，即通过分析计算确定分层浇筑块的　［１］　姜林宏，张兆勇．桥梁施工技术及裂缝成因分析［Ｊ］．建材世　长度，并控制好间隔浇筑的时间和处理好浇筑的施工缝。Ｃ．层间　界，２０１４（２）：１２４・１２６．　浇筑间隔时间控制，在第一层混凝土初凝之前，需要完成第二层　［２］　李　霞．论公路桥梁施工技术的质量控制［Ｊ］．建筑知识（学　混凝土浇筑作业，因此要求尽可能缩短层间浇筑的间隔时间，间　术刊），２０１４（Ｂ０２）：４０６．　隔时间不小于第一层混凝土初凝时间，如果间隔时间超出，则需　［３］侯金岳，刘　龙，侯乐清．桥梁施工技术［Ｊ］．房地产导刊　要根据要求处理施工缝。ｄ．二次振捣，出于混凝土强度改善和抗　（中），２０１４（５）：３１８．　裂性能提升的考虑，在混凝土浇灌后，并在达到振动界限之前，进　［４］　刘孝金．论市政桥梁施工技术［Ｊ］．江西建材，２０１４（４）：２０７．　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｂｒｉｄｇｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｏ－ｐｉｎｇ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｉｎｇｙａｎｇ　Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，ｔ，ｉ￣ｎ　０４１０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ａ　ｂｒｉｄｇｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｓ　ａｌｌ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ｏｆ　ｃｒａｃｋｓ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋ，ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋ，ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｄｇｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ