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摘要:本文作者论述了混凝土桥梁防水系统的设计及施工技术,介绍了桥面防水层面的具体施工措施。
关键词:桥梁;防水设计及施工;分析
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
很多人过去有一个错误的观点,认为水对混凝土没有多大危害,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,对桥面防水层的施工质量不够重视。恰恰就因为桥面系构造的设计、施工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。所以对于桥梁防水系统的建立是至关重要的,本文就针对这个问题进行了阐述。
1 桥梁防水系统的设计
建造公路和城市道路,尤其是高速公路和城市快速路,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。混凝土桥面漏水会腐蚀钢筋,降低混凝土强度,缩短结构的使用寿命。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:
1.1 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。防水混凝土也称结构自防水,可通过调整混凝土的配合比或掺加外加剂、钢纤维、合成纤维等,并配合严格的施工及施工管理,减少混凝土内部的空隙率或改变孔隙形态、分布特征,使之具有很好的抗渗能力,从而达到防水(防渗)的目的。在构造设计上,桥面铺装水泥混凝土的平均厚度不能小于lOcm,最薄处厚度不能小于8cm,在铺装层混凝土中放置10cm×10cmD10冷轧带肋钢筋网,可防止桥面铺装混凝土开裂。
1.2 桥面防水涂层的设计
无论桥面铺装混凝土施工质量如何好,均不能完全保证不开裂。所以混凝土桥面铺装层上面必须设置防水层。防水层不但本身要起到防水作用,而且要求其与水泥混凝土和沥青混凝土都有很好的亲和性,附着力好。下面能牢固地与水泥混凝土表面粘结,上面与沥青混和料牢固地粘结,否则就成为一个层间抗剪力很低的夹层,将导致桥面沥青混凝土出现涌包、滑移,直至松散、破坏。在桥面防水层设计时,可根据材料的特性及结构要求,可设计成一层或多层。
1.3 伸缩缝的防水
由于伸缩缝的形式及安装质量问题,造成该部位最容易损坏。伸缩缝的漏水对梁端和帽梁的损害非常大,因此设计伸缩缝时应采用较好的具有防水功能的伸缩装置。
1.4 桥面泄水孔处的防水
很多桥梁由于泄水孔的设计考虑欠佳,没有重视泄水孔的安装形式和质量。常见的问题主要表现在下面几点:收水口小,不能及时将水泄走;收水口标高高于周围标高,造成积水;收水口高出混凝土表面,而且周围混凝土不密实,造成管周围漏水;出水管过短,发生尿檐现象,从而导致泄水孔周围和孔下梁板混凝土受到严重的腐蚀。因此泄水管位置的设计应选用密封性好的材料,施工时应注意收水口的标高,收水口周围应采用水泥砂浆抹实。
1.5 边梁和边板的防水
边梁和边板外缘由于直接暴露在外,长期受到雨水的侵蚀,较之中梁和中板更容易出现开裂、露筋、锈蚀、混凝土剥落等病害。因此桥梁边梁和边板位置的防水构造设计尤为重要。设计时应注意:(1)护栏外侧应设计为光滑的表面,底面设有止水槽,雨水能很快地顺护栏外侧流向地面,而不应再流向边梁和边板;(2)设有人行道的桥梁,人行道的防水也不能忽视,要采取防水措施防止雨水渗流到主梁。(3)边梁和边板挑臂边缘也可以设置滴水槽防止雨水顺着挑臂流向主梁。
2 桥面防水层施工技术
2.1 桥面防水层具体技术要求
2.1.1 桥面防水层应覆盖整个混凝土桥面,防水层为两道防线,第一道喷涂水泥混凝土表面防水剂二遍,第二道喷涂桥面防水涂料二至四遍,防水涂膜厚度以平均不超过2mm为宜。
2.1.2 防水层应具有良好的耐久性,至少应有不低于桥面沥青铺装层使用年限的寿命(约8~10年)。并能适应高架桥动荷载抗压,抗拉的特点,当混凝土桥面板开裂≤2mm时,防水涂膜变形仍应满足不拉裂的需要,以保证防水要求。
2.1.3 在环境条件-15~+90℃范围内,仍能满足第2条的要求。同时,在经受沥青层摊铺温度约160℃后,不影响其长期耐久使用性时。
2.1.4 喷涂水泥混凝土表面防水剂,应保证防水剂能够渗入桥面混凝土10mm以上,提高混凝土抗渗性>0.2MPa。
2.1.5 防水涂层对混凝土桥面板亦应具有良好的粘结性,以保证沥青铺装层粘结力的需要,并在粗糙桥面板上具有良好的密贴性。防水层粘结后不得夹有空气层。
2.1.6 防水层抗渗要求应在0.3MPa以上。
2.1.7防水施工应便于操作,满足大桥工期安排的要求。
2.2 橋面混凝土构造要求
为提高防水层和沥青混凝土铺装层同混凝土桥面板之间抗剪强度,混凝土桥面板进行拉毛处理是必要的。试验表明混凝土表面是自然平整表面,抗剪强度很难达到规定要求,经过适当拉毛处理后,防水层和沥青混凝土铺装层同混凝土界面的嵌锁力和港阻力都有很大提高。因此其抗剪强度均可超出规定要求,这样就为路面车辆行驶后长时间内不出现起皱,裂缝创造良好的条件。具体拉毛要求如下:拉毛深度3mm,宽度4mm,相邻拉毛净距24mm。
2.3 混凝土桥面清洁要求
2.3.1 混凝土桥面拉毛处理后要保持桥面干净,不得在桥面上拌合混凝土和砂浆。
2.3.2 防撞墙浇注混凝土时,应防止混凝土撒落桥面上,万一撒落应及时清除掉。
2.3.3 一般不允许运送混凝土和砂浆的车子,从已拉毛处理过的混凝土桥面上通过,必须通过时,应采取措施防止抛撒混凝土和漏浆。
2.3.4 防撞墙折模后,应彻底清除防撞墙和混凝土桥面交接部位的木模、钢筋、铁丝等杂物。
2.3.5 在混凝土桥面上的施工机械,应防止漏油,污染混凝土桥面。
2.4 喷涂桥面混凝土防水抗渗剂施工技术要求
2.4.1 在施工部位用自来水或清洁水冲洗表面浮灰,井喷洒足量的水使基层混凝土完全湿润。
2.4.2 待基层清洗湿润后,表面无浮水时,喷涂防水剂于基层表面。当防水剂渗入基层内部,表面无明显湿润状态时,再喷涂第二通防水剂。
2.4.3 喷涂第二遍防水剂后,应有专人负责观察涂层蒸发情况。
2.5 喷涂桥面防水涂料施工技术要求
2.5.1 基层清理
喷涂桥面防水涂料前,首先凿除混凝土浮浆,平整凸凹不平处,清除油污,垃圾等,然后彻底清扫基面,再用吹尘器把基面吹干净。
2.5.2 喷涂桥面防水涂料
喷涂桥面防水涂料第一层时,要在涂料中适当掺加一定量的表面活性剂溶液进行稀释,以促使涂料掺入基层毛细孔隙以提高防水涂层的粘结强度和抗剪强度。
喷涂第二、三、四遍涂料,要待上一遍涂料实干后才能喷涂。
2.5.3 局部涂刷
为避免涂料污染防撞护栏,在喷涂桥面防水涂料时,由两人执挡布护住防撞护栏,因此防撞护栏底部防水层,是采取人工涂刷的。
3结束语
我们应不断加强国内、国际间城市道路和桥梁结构防水技术的学术交流。应不断搜集和了解国外该项技术的发展动态,总结正反两方面的经验教训,树立技术创新观念,重视城市道路和桥梁防水技术的标准化建设,发挥科研、材料、设计、施工、管理等各方面的积极作用。
参考文献:
[1] 冯浩,朱清江.混凝土外加剂工程应用手册[M].中国建筑工业出版社,2006.
[2] 杨舜龙,刘光万.桥面防水层材料与施工要点分析[J].广东建材,2010,(9).
[3] 张琦,郑少午.城市桥梁钢筋混凝土桥面防水措施分析[J].中国科技博览,2011,(1).
[4] 龚卫红.桥梁防水层质量的控制分析[J].价值工程,2010,(2).
[5] 田景涛.桥面铺装防水层的选择与施工[J].建材技术与应用.2011,(5).
关键词:桥梁;防水设计及施工;分析
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
很多人过去有一个错误的观点,认为水对混凝土没有多大危害,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,对桥面防水层的施工质量不够重视。恰恰就因为桥面系构造的设计、施工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。所以对于桥梁防水系统的建立是至关重要的,本文就针对这个问题进行了阐述。
1 桥梁防水系统的设计
建造公路和城市道路,尤其是高速公路和城市快速路,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。混凝土桥面漏水会腐蚀钢筋,降低混凝土强度,缩短结构的使用寿命。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:
1.1 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。防水混凝土也称结构自防水,可通过调整混凝土的配合比或掺加外加剂、钢纤维、合成纤维等,并配合严格的施工及施工管理,减少混凝土内部的空隙率或改变孔隙形态、分布特征,使之具有很好的抗渗能力,从而达到防水(防渗)的目的。在构造设计上,桥面铺装水泥混凝土的平均厚度不能小于lOcm,最薄处厚度不能小于8cm,在铺装层混凝土中放置10cm×10cmD10冷轧带肋钢筋网,可防止桥面铺装混凝土开裂。
1.2 桥面防水涂层的设计
无论桥面铺装混凝土施工质量如何好,均不能完全保证不开裂。所以混凝土桥面铺装层上面必须设置防水层。防水层不但本身要起到防水作用,而且要求其与水泥混凝土和沥青混凝土都有很好的亲和性,附着力好。下面能牢固地与水泥混凝土表面粘结,上面与沥青混和料牢固地粘结,否则就成为一个层间抗剪力很低的夹层,将导致桥面沥青混凝土出现涌包、滑移,直至松散、破坏。在桥面防水层设计时,可根据材料的特性及结构要求,可设计成一层或多层。
1.3 伸缩缝的防水
由于伸缩缝的形式及安装质量问题,造成该部位最容易损坏。伸缩缝的漏水对梁端和帽梁的损害非常大,因此设计伸缩缝时应采用较好的具有防水功能的伸缩装置。
1.4 桥面泄水孔处的防水
很多桥梁由于泄水孔的设计考虑欠佳,没有重视泄水孔的安装形式和质量。常见的问题主要表现在下面几点:收水口小,不能及时将水泄走;收水口标高高于周围标高,造成积水;收水口高出混凝土表面,而且周围混凝土不密实,造成管周围漏水;出水管过短,发生尿檐现象,从而导致泄水孔周围和孔下梁板混凝土受到严重的腐蚀。因此泄水管位置的设计应选用密封性好的材料,施工时应注意收水口的标高,收水口周围应采用水泥砂浆抹实。
1.5 边梁和边板的防水
边梁和边板外缘由于直接暴露在外,长期受到雨水的侵蚀,较之中梁和中板更容易出现开裂、露筋、锈蚀、混凝土剥落等病害。因此桥梁边梁和边板位置的防水构造设计尤为重要。设计时应注意:(1)护栏外侧应设计为光滑的表面,底面设有止水槽,雨水能很快地顺护栏外侧流向地面,而不应再流向边梁和边板;(2)设有人行道的桥梁,人行道的防水也不能忽视,要采取防水措施防止雨水渗流到主梁。(3)边梁和边板挑臂边缘也可以设置滴水槽防止雨水顺着挑臂流向主梁。
2 桥面防水层施工技术
2.1 桥面防水层具体技术要求
2.1.1 桥面防水层应覆盖整个混凝土桥面,防水层为两道防线,第一道喷涂水泥混凝土表面防水剂二遍,第二道喷涂桥面防水涂料二至四遍,防水涂膜厚度以平均不超过2mm为宜。
2.1.2 防水层应具有良好的耐久性,至少应有不低于桥面沥青铺装层使用年限的寿命(约8~10年)。并能适应高架桥动荷载抗压,抗拉的特点,当混凝土桥面板开裂≤2mm时,防水涂膜变形仍应满足不拉裂的需要,以保证防水要求。
2.1.3 在环境条件-15~+90℃范围内,仍能满足第2条的要求。同时,在经受沥青层摊铺温度约160℃后,不影响其长期耐久使用性时。
2.1.4 喷涂水泥混凝土表面防水剂,应保证防水剂能够渗入桥面混凝土10mm以上,提高混凝土抗渗性>0.2MPa。
2.1.5 防水涂层对混凝土桥面板亦应具有良好的粘结性,以保证沥青铺装层粘结力的需要,并在粗糙桥面板上具有良好的密贴性。防水层粘结后不得夹有空气层。
2.1.6 防水层抗渗要求应在0.3MPa以上。
2.1.7防水施工应便于操作,满足大桥工期安排的要求。
2.2 橋面混凝土构造要求
为提高防水层和沥青混凝土铺装层同混凝土桥面板之间抗剪强度,混凝土桥面板进行拉毛处理是必要的。试验表明混凝土表面是自然平整表面,抗剪强度很难达到规定要求,经过适当拉毛处理后,防水层和沥青混凝土铺装层同混凝土界面的嵌锁力和港阻力都有很大提高。因此其抗剪强度均可超出规定要求,这样就为路面车辆行驶后长时间内不出现起皱,裂缝创造良好的条件。具体拉毛要求如下:拉毛深度3mm,宽度4mm,相邻拉毛净距24mm。
2.3 混凝土桥面清洁要求
2.3.1 混凝土桥面拉毛处理后要保持桥面干净,不得在桥面上拌合混凝土和砂浆。
2.3.2 防撞墙浇注混凝土时,应防止混凝土撒落桥面上,万一撒落应及时清除掉。
2.3.3 一般不允许运送混凝土和砂浆的车子,从已拉毛处理过的混凝土桥面上通过,必须通过时,应采取措施防止抛撒混凝土和漏浆。
2.3.4 防撞墙折模后,应彻底清除防撞墙和混凝土桥面交接部位的木模、钢筋、铁丝等杂物。
2.3.5 在混凝土桥面上的施工机械,应防止漏油,污染混凝土桥面。
2.4 喷涂桥面混凝土防水抗渗剂施工技术要求
2.4.1 在施工部位用自来水或清洁水冲洗表面浮灰,井喷洒足量的水使基层混凝土完全湿润。
2.4.2 待基层清洗湿润后,表面无浮水时,喷涂防水剂于基层表面。当防水剂渗入基层内部,表面无明显湿润状态时,再喷涂第二通防水剂。
2.4.3 喷涂第二遍防水剂后,应有专人负责观察涂层蒸发情况。
2.5 喷涂桥面防水涂料施工技术要求
2.5.1 基层清理
喷涂桥面防水涂料前,首先凿除混凝土浮浆,平整凸凹不平处,清除油污,垃圾等,然后彻底清扫基面,再用吹尘器把基面吹干净。
2.5.2 喷涂桥面防水涂料
喷涂桥面防水涂料第一层时,要在涂料中适当掺加一定量的表面活性剂溶液进行稀释,以促使涂料掺入基层毛细孔隙以提高防水涂层的粘结强度和抗剪强度。
喷涂第二、三、四遍涂料,要待上一遍涂料实干后才能喷涂。
2.5.3 局部涂刷
为避免涂料污染防撞护栏,在喷涂桥面防水涂料时,由两人执挡布护住防撞护栏,因此防撞护栏底部防水层,是采取人工涂刷的。
3结束语
我们应不断加强国内、国际间城市道路和桥梁结构防水技术的学术交流。应不断搜集和了解国外该项技术的发展动态,总结正反两方面的经验教训,树立技术创新观念,重视城市道路和桥梁防水技术的标准化建设,发挥科研、材料、设计、施工、管理等各方面的积极作用。
参考文献:
[1] 冯浩,朱清江.混凝土外加剂工程应用手册[M].中国建筑工业出版社,2006.
[2] 杨舜龙,刘光万.桥面防水层材料与施工要点分析[J].广东建材,2010,(9).
[3] 张琦,郑少午.城市桥梁钢筋混凝土桥面防水措施分析[J].中国科技博览,2011,(1).
[4] 龚卫红.桥梁防水层质量的控制分析[J].价值工程,2010,(2).
[5] 田景涛.桥面铺装防水层的选择与施工[J].建材技术与应用.2011,(5).