桥梁伸缩缝处积水病害的研究——以广西南宁市东西向快速高架桥梁为例.pdf
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1、广 西 城 镇 建 设 GUANGXI CHENGZHEN JIANSHE2023/7 总第 248 期丨伸缩缝作为桥梁的重要组成部分,既要保证桥梁结构在各种因素作用下的变位,使行车顺适、不颠簸,又要保证伸缩缝与沥青桥面有更长的使用寿命,是桥面构造中直接与桥梁服务功能有关的重要部件之一。一、桥梁伸缩缝处积水病害问题分析目前桥面基本采用沥青路面铺装,具有梳齿板式、牙齿式、多向变位波浪式及无螺栓型在内多种类型的伸缩缝。由于沥青铺装层内均未设有排水装置,仅依靠桥梁道路表面进行排水,加之沥青桥面铺装普遍存在着不同程度的渗水,且桥面还具有定的纵坡,造成雨后桥面渗水从高处流淌到伸缩缝混凝土端部与桥梁沥青路
2、面桥梁伸缩缝处积水病害的研究 以广西南宁市东西向快速高架桥梁为例文赵胜兵(南宁市建筑规划设计集团有限公司,一级注册结构工程师、高级工程师,硕士)罗献燕(广西建设职业技术学院,一级注册结构工程师、副教授,硕士)李 琪(广西建设职业技术学院,一级注册建造工程师、教授,硕士)排水装置伸缩缝积水病害YAN XUE 丨 研 学交接处的内部。而伸缩缝混凝土过渡带就像挡水埂一样,把渗水阻挡在迎水面。由于桥梁横坡较小,这部分积水也无法通过横坡及时排出,在沥青铺装空隙内部大量积存。这种固有的结构缺陷,造成了以下危害。(1)维修费用大量增加。由于伸缩缝混凝土端部与桥梁沥青铺装路面交接处内部孔隙大量积水,在车辆行驶
3、过程中受到轮胎的反复碾压,孔隙内的积水压力变化极大,水流在孔隙中起着“泵引”和“压裂”的作用,使桥面铺装沥青混凝土中的沥青逐渐剥落,引起石子松动,从而形成坑洞,造成伸缩缝与桥面沥青路面早期损坏,影响行车顺适感和伸缩缝的使用寿命,维修费用也大量增加。(2)耐久性问题突出。由于伸缩缝混凝土端部与桥梁沥青铺装路面交接处的积水不能及时排出,导致伸缩缝耐久性不足。二、桥梁伸缩缝处积水病害原因分析由因果分析鱼刺图如图1,找出9个末端因素。其中桥梁伸缩缝处没有排水系统缺陷,确定了5条末端因素;伸缩缝处混凝土与沥青接触面存在高差缺陷,确定了4条末端因素。经过全面的因果分析后,进一步确认主要影响因素。为充分了解
4、南宁市现有部分桥梁伸缩缝处积水情况,本文对南宁的已建桥梁进行专题调查。图1 因果分析鱼刺图(一)设计人员对伸缩缝排水设计不够重视桥梁排水系统和伸缩缝在桥梁设计中属于附属结构部分,部分设计人员对伸缩缝处的排水细节处理没有加以详细设计和说明。通过走访调查市内各个设计单位,与30名桥梁设计人员进行沟通了解,发现大部分设计人员对伸缩缝排水设计没有足够重视。调查表如表1。可知,设计人员的重视程度不足是主要因素之一。表1 设计人员对伸缩缝排水设计重视度调查表调查人数足够重视人数足够重视率对比确认标准301818/30=60%60%90%广 西 城 镇 建 设 GUANGXI CHENGZHEN JIANS
5、HE2023/7 总第 248 期丨(二)设计人员经验水平不足通过与设计人员的沟通了解,调查这些设计人员是否有过一次或者一次以上的桥梁伸缩缝排水设计经验,结果是绝大部分人都了解并做过这部分内容的设计。经过分析,设计人员经验水平不足是次要因素之一。(三)设计人员对先进设计理念学习不够过去,设计人员桥梁设计理念不够完善,很多细节没有考虑到,但随着实践中遇到越来越多的问题,设计理念也在一步步地更新完善,针对伸缩缝处积水病害问题,也有了进一步的改进措施。但可能有部分设计单位没有注重对员工的先进设计理念更新培训,加上员工自身可能也没有积极查阅相关资料,导致他们在设计过程中思想固化,甚至照搬套用旧图纸。经
6、过分析,设计人员对先进设计理念学习不够是次要因素之一。(四)层间水排水设计缺陷 桥梁伸缩缝处积水的一个很大原因是伸缩缝附近桥面沥青铺装层内充斥着大量的层间水,这部分积水无法通过桥面排水系统有效排出,需针对此病害专门设计排水装置。通过查阅市政管理处和业主单位保存的40份已竣工桥梁施工图,发现大部分桥梁施工图没有专门做层间水排水设计,调查统计结果如表2。可知,层间水排水设计缺陷也是主要因素之一。表2 层间水排水设计缺陷调查统计表查阅施工图份数施工图做了合理的层间水排水设计份数施工图做了合理的层间水排水设计率对比确认标准401212/40=30%30%100%(五)设计人员对厂家现有产品依赖大普通桥
7、梁伸缩缝装置一般是由厂家标准化生产加工,设计人员可能缺乏针对不同桥梁设计伸缩缝的意识。通过走访市内各个设计单位,与30名桥梁设计人员进行沟通了解,发现大部分设计师具备相应意识,会针对特定桥梁结构设计伸缩缝结构,调查统计结果如表3。可知,设计人员对厂家现有产品依赖大是次要因素之一。表3 设计人员对厂家现有产品依赖调查统计表调查人数有针对桥梁设计伸缩缝的意识的人数有针对桥梁设计伸缩缝的意识率 对比确认标准302727/30=90%90%=90%(六)设计缺陷设计人员设计桥面铺装层时如果没有严格控制好桥面标高和伸缩缝过渡段混凝土标高一致,会导致桥面伸缩缝处混凝土与沥青接触面存在高差。查阅了市政管理处
8、和业主单位保存的20份已竣工桥梁施工图,发现所有施工图设计标高都一致,调查统计结果如表4。可知,设计缺陷是次要因素之一。表4 设计缺陷调查统计表查阅施工图份数设计标高一致份数设计标高一致率对比确认标准404040/40=100%100%=100%YAN XUE 丨 研 学(七)施工缺陷施工单位技术员未对工人进行技术交底,桥面铺装施工过程标高控制不严,导致桥面标高与设计值存在偏差,伸缩缝处混凝土与沥青接触面存在高差。为此,走访调查了5个正在铺装桥面的施工现场,与20名技术管理员进行沟通了解,发现初始问题结症表现在无设计交底,或设计交底不详细、全面,施工员对施工图理解不透彻,施工过程中没有严格控制
9、路面标高等,调查表如表5。可知,施工缺陷是次要因素之一。表5 施工缺陷调查统计表调查项目评估结果施工过程严格控制路面标高程度施工员施工图理解程度对比确认标准效果评估(%)70%80%75%90%综合评估(%)(70%+80%)/2=75%(八)管理、养护不善桥面铺装层与伸缩缝混凝土过渡段交接处沥青桥面出现石子剥落等早期病害后,车辆行驶过出现跳车现象。如果不及时进行维修养护,交接处桥面长期承受车轮反复冲击荷载,导致沥青层出现坑洼,高差加大。针对这个问题,走访了市政管理处等主管单位,查阅了20起桥梁维修养护记录,发现绝大部分都能在发现病害两周内实施维修养护。调查表如表6。桥梁主管部门基本都能针对伸
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