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混凝土桥桥面系构造缺陷与防水系统

摘要：本文论述了桥面水对混凝土桥梁的危害，论证了设置桥面防水系统的重要性，进而论述了桥面系构造必须注意的要点，并介绍部分桥梁防水实用技术及施工方法。

关键词：路桥结构事故处理结构防水一、桥梁防水系统缺陷引起的病害建造公路和城市道路，尤其是高速公路和城市快速道路，动辄几亿、十几亿元的投资，其中桥梁占总造价的10％～30％左右，要求设计使用年限比较长，至少要满足50年以上，有些长达100年以上。因此桥梁的安全性和耐久性是非常重要的。天津市的桥梁，防水问题一直没有得到足够的重视，很多人过去有一个错误的观点，认为混凝土本身不怕水，钢筋混凝土结构的桥梁无须作防水，因此，对桥面系的构造设计不太讲究，甚至很粗糙。恰恰就因为桥面系构造的设计缺陷及没有完善的防水系统，引起了很多病害，再由于交通量的增长和超载交通的影响，使桥梁过早地遭到破坏，成为危桥。自1995年以来，天津市每年都发生桥面忽然塌陷，甚至出现空洞的严重病害，由于巡查及时，才没有发生重大事故，但是也造成了很大的损失。津国公路菜园桥，由于渗水致使桥梁混凝土腐蚀酥松、脱落，钢筋与混凝土高骨，造成该桥报废重建。宝卢公路上水渠桥，北围堤路马场减河桥等，都发现板梁底部混凝土大面积脱落，钢筋裸露。外环线张贵庄铁路高架桥、津榆公路一号桥，由于桥面积水、渗水，致使T梁翼板混凝土酥松，在车轮作用了突然出现了2m2以上的空洞，经检查所有边梁翼板都有同样病害。同时边梁腹板外侧也都有明显的混凝土腐蚀膨胀，钢筋锈蚀的现象。以上病害的发生，除了超载因素外，桥面系构造的不合理和没有桥面防水层是主要原因，另一方面桥面水泥混凝土铺装太薄和镇缝处的混凝土的质量不高，很容易遭到水的损害。首先在铰缝处形成裂缝，造成单梁受力，水由铺装层向下渗漏，从铰缝流到梁板，对混凝土产生腐蚀，削弱了梁板的承载能力，最后造成桥梁的破坏。过去采用的伸缩缝形式基本上都是漏水的，由伸缩缝处渗漏下的水往往流到梁端，再流到帽梁，对梁端和帽梁顶部混凝土产生严重的腐蚀，这一现象几乎在每一座桥上都可以见到，八里台立交桥、解放南路立交等就是最明显的例证。京福公路东州大桥在1999年6月27日北起第十墩T型帽梁翼板南侧西部突然断裂，主要原因就是水从伸缩缝处流到帽梁上，腐蚀了上部混凝土和钢筋造成的。从对公路桥梁病害调查结果来看，桥面的损坏占的比例最大，其次是边梁外侧。梁端和帽梁。下部结构则墩台水位浮动处损害最多。由于边梁处栏杆和人行道设计没有考虑到雨水的影响，致使含有桥面污物的雨水乱流，先是污染边梁，影响美观，继而腐蚀混凝土，仔细观察，到处可见这样

尤其在近海地区浓度更大。又因为在冬季为消除桥面的冰冻和积雪而广泛地应用喷洒盐水的方法，盐水通过不防水的伸缩缝流向墩台，通过不防水的桥面系渗入到混凝土的缝隙里，不光引起碱-骨料反应，而且引起盐腐蚀，加速了反应。天津为寒冷地区，有较长的冰冻期，渗入到混凝土中的水结冰、融化，反复进行，对混凝土的裂缝不断扩大，对结构进行漫性破坏作用。冰融的结果，加剧了碱-骨料反应和盐腐蚀的破坏作用。碱-骨料反应，盐腐蚀、冻融作用是混凝土结构的三大主要破坏因素，都是因为水进入混凝土结构里面引起的。预制梁桥的饺缝处是受力复杂、混凝土最薄弱的部位，最容易受到侵蚀，尤其近年来，超重交通的形成，过载车辆的增多，过早地造成铰缝部位的裂缝，桥面雨水通过裂缝进一步腐蚀混凝土和钢筋，形成单梁受力，降低承载能力直至破坏。对于碱-骨料反应，盐的腐蚀、冰融作用应以防止和抑制为主。减少混凝土中的碱含量是解决的办法之一，使用低碱水泥、低碱外加剂，可以减缓，但解决不了全部问题。无论碱-骨料反应、盐腐蚀，还是冻融作用，只要是没有水，就可以减缓或避免，所以必须设置完善的防水系统，将混凝土与水隔离开来，使其不具备发生反应的条件，就将达到延长桥梁使用寿命的要求。三、桥梁防水系统的设计桥梁防水系统的设计，就是设法将水与混凝土隔离，使水不能进入混凝土本体，尤其不能进入裂缝中去。系统包括以下几方面。1．混凝土本身的自防水混凝土经常接触水的部位都要设计为防水混凝土，保证本身的密实性和防腐蚀的性能。尤其是桥面和下部结构水位浮动的部位。在混凝土中加入粉煤灰或超细粉等可以减少水泥带入的碱量，加太钢纤维深丙烯纤维可以对膨胀、开裂起到阻裂作用，并具有很好的抗渗能力，达到自防水的基本要求。桥面水泥混凝土的平均厚度不能小于10cm，最薄处厚度不能小于8cm，而且混凝土本身的配比设计以及浇筑质量是最重要的。桥面钢筋网钢筋直径不宜小于10mm，间距不能大于150mm。很多桥梁不到十年甚至两三年就破坏，设计桥面铺装的不尽合理和施工质量存在缺陷是主要原因之一。2．桥面防水涂层无论桥面混凝土施工质量如何好，均不能完全保证不开裂。所以桥面水泥混凝土