混凝土拱桥的基本知识
钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁的桥面部分通常包括桥面铺装、防排水设施、伸缩缝、人行道(或安全带)、路缘石、栏杆和灯柱。因为桥面自然暴露的表面对大气的影响非常敏感,车辆和行人之间的交通对于美观也非常重要。按照以往的做法,由于对桥面的重视不够,对以后的桥面维修养护有很多不利之处。因此,如何合理地改进桥面板的结构和施工,越来越受到人们的关注。
一、桥面铺装
桥面铺装又称行车道铺装,其作用是保护作为主梁组成部分的行车道板免受车辆轮胎(或轨道)的直接磨损,防止主梁被雨水侵蚀,使车辆轮重集中荷载起到固定分布作用。
桥面铺装在桥梁恒载中占有相当大的比重,特别是对于小跨径桥梁,应尽量减轻铺装层的重量。如果桥面铺装采用水泥混凝土,且强度等级不低:桥面混凝土的强度等级,施工时铺装与桥面能紧密结合,那么铺装的混凝土(不包括车轮磨耗部分,为1 ~ 2 cm厚)也能在桥面中共同参与工作,充分发挥这部分材料的作用。
(一)桥面铺装的类型
目前,钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的桥面铺装采用以下形式:
1.普通水泥混凝土或沥青混凝土路面
在非寒冷地区的小跨径桥梁上,通常可以在桥面上直接铺一层5-8 cm的普通水泥混凝土或沥青混凝土路面,不需要专门的防水层。桥面一般采用铺装。
与板混凝土强度等级相同或稍高等级的混凝土,摊铺时要求密实度较好。为了防滑和减少光的反射,最好把混凝土做成粗糙的表面。混凝土路面造价低,耐磨性好,适合重交通,但养护期比沥青路面长,以后维修起来比较麻烦。沥青混凝土路面重量轻,维修方便,几个小时后即可投入使用。桥上的沥青混凝土路面可做成单层(5-8厘米)或双层(底层4-5—8厘米,面层3-4 ~ 5厘米)。
2.防水混凝土路面
当非冰冻地区的桥梁需要适当的防水时,可在桥面上铺8 ~ 10 cm厚的防水混凝土作为铺装[图4-2 (a)]。防水混凝土的强度等级一般不低于桥面混凝土,一般不需要在其上再设置面层。但为了延长桥面的使用寿命,宜在其上铺设2cm厚的沥青表面处理剂,作为可修复的磨耗层。
3.带粘结防水层的水泥混凝土或沥青混凝土路面。
柔性粘结防水层常用于防水程度要求高的桥梁上,或因桥面位于结构受拉区而可能产生裂缝的地方[图4-2 (b)]。粘结防水层设置在低强度混凝土排水三角垫层上。其方法如下:首先用水泥砂浆抹平垫层;硬化后,在其上涂一层热沥青底层;然后在上面涂一层油毡(或者麻袋布,玻璃纤维布等。);然后涂上一层沥青砂浆;最后再涂一层沥青砂浆。通常所谓的“三油两毡”防水层厚度为1-2 cm。为保护粘结防水层不被路面的摊铺和整修损坏,应采用厚度约为4cm、强度等级不低于C20的细石混凝土作为保护层。当达到足够的强度时,将铺设沥青混凝土或水泥混凝土路面。由于该防水层造价高,施工耗时长,应根据桥梁施工地区的气候条件和桥梁的重要性,在技术和经济上充分考虑后采用。
此外,国外还采用了环氧树脂涂层,以达到耐磨、防水、减少桥梁自重的目的。这种铺装层的厚度通常为0.3-1.ocm,为保证其与桥面结合牢固,混凝土桥面在涂抹前应进行清理和涂刷。很明显,这种铺面价格不菲。
对于装配式梁桥,当桥面铺装采用混凝土和粘结防水层时,为了加强接缝处的强度,避免因凝结而产生纵向裂缝,需要在混凝土铺装层或接缝处的保护层中设置一个小的(3 ~ 6直径)钢筋网,网孔尺寸为15 cmx 15cm ~ 20 cmx 20cm。如果路面参与接缝处的应力,钢筋的具体配置应通过计算确定。