CN107059581A - 一种空心板梁桥桥面的养护维修方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空心板梁桥桥面的养护维修方法，该方法包括在重新铺装待修复桥面之前仅采用水平方向的切力将所述桥面的混凝土铺装层刨除的步骤。本发明提供的方法在养护维修过程中桥面最大受力为水平切力，产生的荷载作用于损坏的桥面空心板板梁桥面混凝土铺装层上，对桥体无冲击荷载，并且桥涵通过高程不变，保证桥面拆除后与桥梁设计恒载不变，且能保证重新铺装的混凝土与乔木具有良好的结合性能，具有良好的经济效益和社会效益，极具推广价值。

Description

一种空心板梁桥桥面的养护维修方法

技术领域

本发明涉及道路铺装领域，具体涉及一种空心板梁桥桥面铺装工程中维持空心板顶板质量的方法。

背景技术

随着交通运输业的快速发展，运输工具的运载能力越来越强，对交通基础设施的要求也越来越高。拆除翻修大修旧的路面、桥面工程日益增多。目前，很多国道和主要交通运输道路的交通量逐年增多，超载现象严重，交通事故频繁发生，居民生活受到很大影响，严重制约着地区经济发展。为促进地方经济发展，改善沿线居民生活环境和提供便利的出行条件，对原有道路进行翻修势在必行。

当前运输工具高速度、高负荷、高载重及重型车辆密集，80、90年代修建的桥梁桥面出现坑槽、露筋等不同程度的损坏，运营状况已经满足不了现有运输工具的需要，翻修工程越来越多，拆除空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层时，降低对桥体冲击荷载成为一个重要课题，研究空心板梁桥桥面铺装大中修工程确保空心板顶板原始质量的施工方法，不仅具有现实意义，对今后各类保养大修工程施工也具有指导借鉴作用。

目前，常用的路面修复方法为风镐凿除、挖掘机破碎锤“啄木鸟”凿除、水泥膨胀剂胀裂或挖掘机直接剥离。

关于风镐凿除：

在实际操作过程中，发明人尝试配置了两台高压移动空压机及30把风镐，进行地毯式凿除。但由于镐钎接触面积较小，每次凿除掉的混凝土面积过小，效率极低。并且风镐凿除采用人工操作，风压过大容易造成风管脱落，极易造成人员受伤，不具安全性。就凿除效果而言，凿除的混凝土部分不能完全从梁体剥离，无法达到工程质量要求。并且风镐凿除时镐钎损耗率大，不具备经济效益。一个班组施工中，使用风镐作业，拆除下来的岩石仅巴掌大小，日均拆除量约5平米。采用人工手持风镐法，不仅效率不高，而且噪声污染很严重。采用石材锯先对混凝土桥面进行切割，然后在利用手持破碎锤冲击破碎，切割片近900元一片，现场需要水，施工地钢筋网多，对刀片的损坏大，所以这样的施工工艺不仅施工成本高，而且效率低。

关于挖掘机破碎锤“啄木鸟”凿除：

“啄木鸟”凿除的原理与风镐原理是一致的，不同的是风镐是借助推力反作用在混凝土上，而“啄木鸟”凿除是借助挖掘机液压臂进行桥面混凝土铺装凿除，这种方案振动力大，功效快，但也存在缺点，首先，由于“啄木鸟”的振动力无法控制，无法控制力度，对旧桥的破坏无法预估，容易造成结构质量隐患；其次，“啄木鸟”凿除时噪音太大，夜间施工时影响周围居民生活环境，造成较坏的社会影响。因此，此方案不可行。

关于水泥膨胀剂胀裂：

水泥膨胀剂进行破碎的原理主要是靠破碎剂在被破碎体内发生缓慢的化学反应和物理变化而使晶粒变形、温度升高、体积膨胀，以致逐渐增大对桥面的静膨胀压力作用，使旧桥桥面铺装产生龟裂而解体。水泥膨胀剂在本工程施工中，由于铺装层混凝土中分布有钢筋网片，钢筋抗拉强度大于水泥膨胀剂的膨胀压力，无法将混凝土膨胀开裂。

关于挖掘机直接剥离：

使用挖掘机外力强力冲击结构物表面，直接揭除铺装层，从而摧毁混凝土铺装结构层。由于桥面铺装混凝土有很高的抗压强度，铺装层混凝土中的钢筋网片与桥板连接筋相互连接，钢筋抗拉强度较大，撕扯过程中，容易造成梁顶板损坏，因此很多情况下，以强制强，效果并不好，无法将混凝土铺装层剥离。

发明内容

本发明克服现有技术的缺陷，提供了一种空心板梁桥桥面的养护维修方法，该方法能够确保空心板梁桥桥面养护维修过程中程确保空心板顶板原始质量，避免了对桥面板的二次损伤，具有极强的实用和推广价值。

具体而言，本发明提供的方法包括在重新铺装待修复桥面之前仅采用水平方向的切力将所述桥面的混凝土铺装层刨除的步骤。

本发明采用水平方向的切力，产生的荷载从水平方向上作用于损坏的桥面空心板板梁桥面混凝土铺装层上，确保对桥体及桥梁下部不会产生竖向荷载而造成翻修损伤，保证了桥体及桥梁下部设计荷载不变。

本发明刨除混凝土铺装层的同时需维护所述桥面上的伸缩缝和/或人行道结构的完整性。拆除桥面水泥混凝土铺装层后，桥两侧人行道边及空心板梁顶板整齐、深度均匀，从而形成新旧料易于结合的齿状几何表面，新浇注的桥面水泥混凝土铺装层与空心板顶板材料易于结合紧密，从而使翻修后桥面水泥混凝土铺装层的使用寿命大大提高，拆除荷载对桥体影响小。

本发明优选所述刨除采用设有水平旋转滚动刀头的铣刨机，所述水平旋转滚动刀头与所述混凝土铺装层直接接触。所述刀头施加的力为水平切力，通过所述旋转滚动刀头的高速旋转而使桥面混凝土受横向力螺旋搅动，进而达到铣削的目的。在实际作业过程中，应不断对多刀头进行观测，及时调整，防止刀头挂住铺装钢筋，缠绕铣刨机刀头，扯剝梁体，造成梁顶及设备伤害。

所述铣刨机还设有控制所述水平旋转滚动刀头始终沿同一固定高度的水平方向运动的自动调平装置。优选地，所述铣刨机以铣削转子侧盖作为铣削基准面控制两个定位液压缸。本发明采用的铣刨机可以始终沿同一固定高度的水平方向运动，既保证了桥面设计高程，也保证原空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层中钢筋不被损坏，同时保证了桥顶板不会因为拆除空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层而受到破坏，这使修复后的路面与桥面高程协调统一，穿行于路面的载荷对桥体不致产生冲击载荷，并且桥涵通过高程不变，保证桥面拆除后与桥梁设计恒载不变。

在实际施工中，为了确保伸缩缝完整保留，在刨除与伸缩缝连接处的混凝土时应由人工处理，防止铣刨机对所述连接处的细微造成破坏。

在实际刨除过程中，为了尽量确保人行道、伸缩缝及桥梁空心板等结构不受影响并保持完整，本发明优选在水平方向上对所述混凝土铺装层的刨除速度为8～10m/min。

一般而言，空心板桥梁桥面的混凝土铺装层由上至下包括沥青混凝土面层和水泥混凝土铺装层；本发明所述方法先将所述沥青混凝土面层全部刨除后，再将所述水泥混凝土铺装层刨除。

在刨除所述水泥混凝土铺装层时，应由上至下分多层依次刨除。为了尽量确保人行道、伸缩缝及桥梁空心板等结构保持完整，本发明优选每次刨除的厚度不大于4cm。

本发明所述方法将混凝土铺装层刨除后，分跨剥离拆除原铺装钢筋网，清理后得铣刨拉毛面。在实际操作中，将混凝土铺装层刨除后，露出铺装钢筋网以及保护所述钢筋网的部分混凝土层，此时原铺装钢筋网的抗剪及抗弯矩能力降到很低，可利用现有挖掘机设备及小型凿毛机分跨剥离拆除原铺装钢筋网，人工配合截断钢筋并拆除梁板顶剩余的松散混凝土。

本发明应对铣刨拉毛面进行彻底清理，例如，用高压气将表面浮灰吹净，确保铣刨裸露面洁净、干燥。在实际操作中，自卸车随铣刨机行驶，同步进行接料清理；待铣刨面干燥后，用小型清扫机和人工进行清扫，用空压机强风吹净，以保证界面清洁、干净。

进一步而言，对铣刨拉毛面暴露的孔洞和/或裂缝应进行修复；例如：对于孔洞等缺陷，应采用环氧树脂等材料修复；对于裂缝处，应及时灌缝；若桥梁顶板处出现严重龟裂，应上报业主进行加固处理。

本发明在所述铣刨拉毛面上喷涂防水层，以确保表面不露白。

本发明所述空心板梁桥桥面的养护维修整体过程中，应采用湿法作业，以确保无扬尘，减少对周围居民居住环境噪音及粉尘污染的影响，破碎旧材料回收重复利用，从而大大降低了施工成本，同时降低了对周围环境的噪音及粉尘污染破坏。

本发明所述方法还包括，重新铺装混凝土铺装层至刨除前高度，进一步维持空心板顶板的原始质量。

在实际施工过程中应注意以下几方面的问题：在拆除梁板前应仔细检查相邻桥跨及附属结构与拆除部分的连接情况，拆除过程中不得损坏相邻桥跨及附属结构，必须保证相邻桥跨及附属结构的完整性；第二、拆除梁板应提前检查梁板与支座的连接情况，拆除过程中不得损坏原有支座，如原有支座损坏需及时更换，更换高度不得大于原支座高度；第三、拆除原桥桥面铺装前应仔细检查桥面铺装结构与空心板、人行道、伸缩缝的连接情况，拆除过程中不得损坏空心板、人行道、伸缩缝，必须保梁板及附属结构的完整性。

本发明在施工过程中，严格按照技术规范《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004《公路路线设计规范》(JTG B20-2006)《公路路基设计规范》(JTG B30-2004)《公路沥青路面设计规范》JTG B60-2004)《道路交通标志和标线》(GB5768-2009)《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)《公路圬工桥涵设计规范》(JTJ D61-2005)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)《公路工程抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)及设计文件进行检测。

采用本发明提供的方法进行施工，工程合格率达到100％，优良率达到95％，工程质量等级确保优良，达到交通部优良工程标准。

本发明提供的方法具有以下显著效果：

第一、本发明提供的方法能够快速有效的处理桥面坑槽、露筋，使桥面保持平整，施工速度快，提高养护及大中修效率；

第二、本发明提供的方法对拆除厚度有保证，可以精确的厚度控制装置，自动调平，快速有效的拆除铺装保护层，保持桥面原有的水平高程，这使修复后的路面与桥面高程协调统一，穿行于路面的载荷对桥体不致产生冲击载荷，并且桥涵通过高程不变，保证桥面拆除后与桥梁设计恒载不变；

第三、本发明提供的方法可以确保拆除面凹凸均匀，能保证良好的结合性能；拆除桥面水泥混凝土铺装层后，桥两侧人行道边及空心板梁顶板整齐、深度均匀，形成新旧料易于结合的齿状几何表面，新浇注的桥面水泥混凝土铺装层与空心板顶板材料易于结合紧密，从而使翻修后桥面水泥混凝土铺装层的使用寿命大大提高；

第四、本发明提供的方法有利于环境保护，拆除的过程中，采用湿法作业无扬尘，减少对周围居民居住环境噪音及粉尘污染的影响，破碎旧材料回收可重复利用，大大降低了施工成本，同时降低了对周围环境的噪音及粉尘污染破坏；

第五、本发明提供的方法拆除荷载对桥体影响小，拆除过程中桥面最大受力为旋转滚动刀头施加的水平切力，产生的荷载作用于损坏的桥面空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层上，通过其高速旋转的铣刀进行工作而达到铣削的目的，对桥体无冲击荷载，不改变桥体的设计荷载。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明所述方法的具体实施方式包括以下步骤：

采用水平方向的切力将待养护维修桥面的混凝土铺装层刨除，所述刨除采用带有旋转滚动刀头的卡特彼勒PM200铣刨机，所述旋转滚动刀头与所述混凝土铺装层直接接触，所述铣刨机还设有确保其沿水平方向运动的自动调平装置；

待处理桥面的上层是较为容易刨除的沥青混凝土面层约4cm，下层是水泥混凝土空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层约8cm，分层刨除；铣刨机工作宽度为2m，铣刨机行走速度为8-10m/min，厚度为3-4cm/层，铣刨次数为2次，作业面重叠宽度为10-20cm，搭接部分应保持平整；

刨除时维护桥梁空心板结构及桥面上的伸缩缝、人行道结构的完整性；

将混凝土铺装层刨除后，分跨剥离拆除原铺装钢筋网，清理后得铣刨拉毛面；将铣刨拉毛面暴露的孔洞和裂缝修复；在所述铣刨拉毛面上喷涂防水层；

所述方法采用湿法作业，且将刨除后所得材料回收利用；

经上述处理后，重新铺装钢筋网以及混凝土铺装层，所述新铺装的混凝土层顶端高度与原混凝土铺装层刨除前的高度相同。

以上方法在G109至公务素大桥翻修工程(详见实施例1)、乌海市人民路桥翻修工程(详见实施例2)以及黄河大桥翻修工程(详见实施例3)均得到了成功应用。

实施例1：G109至公务素大桥翻修工程

G109至公乌素镇道路翻修工程是国道G109连接公务素镇的重要道路。其路段的公乌素大桥自修建以来因年代久远，桥面及梁板出现了不同程度的损坏，列入危桥范围。本项目设计标准为平原微丘区二级公路，对公乌素大桥进行翻修改造。公务素大桥第1跨部分梁板顶板露筋，破损严重，第2跨桥面铺装坑槽严重，个别漏筋，第1跨及第2跨板底铰缝砼部分脱落，渗水；其余跨桥面铺装破损比较严重，部分段落梁板顶裸露。据图纸设计要求，更换原桥第一跨和第二跨上部梁板、桥面铺装、人行道及护栏；其余跨均做桥面铺装翻修。

乌海市公路工程有限公司项目部对本工程分析发现，桥面情况复杂，延线居民众多，庄稼连绵，桥梁处于繁华路段，传统施工工法无法满足低冲击、低粉尘、低噪音的要求，决定采用本工法完成这个项目任务。

公乌素大桥全桥长195m,桥面行车道宽9m，凿除铺装层总厚度12cm,桥面上层是较为容易刨除的沥青混凝土面层约4cm，下层是水泥混凝土空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层约8cm，分层刨除。

应用优势：采用本发明提供的方法优势在于，集中完成破碎、收集工作，操作简单且不产生竖向荷载，工作效率高；自备水箱及洒水设备，工作中给刀头降温的同时，为破碎层洒水压尘，防止粉尘飞扬污染环境；旋转滚动刀头与桥面混凝土直接接触，没有冲击力，不会产生巨大的冲击噪音。

应用效果：在G109至公务素镇道路翻修工程桥梁工程施工中，采用本发明提供的施工工法，拆除过程中保证了相邻桥跨及附属结构、与相邻桥跨及附属结构的完整性。原有支座没有损坏。空心板、人行道、伸缩缝，梁板及附属结构的完整。保质保量的完成了桥面铺装层拆除任务的同时，达到了低冲击、低粉尘、低噪音的效果。既保证了桥面设计高程，也保证原空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层中钢筋不被损坏，同时保证了桥顶板不会因为拆除空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层而受到破坏。施工质量优良，符合国家规范要求，成果显著。

实施例2：乌海市人民路桥翻修工程

乌海市人民路桥翻修工程，设计起点为人民路与海达街交叉口，终点接甘德尔山景观路。地处乌海三大入口之一，是连接人民路和甘德尔山景观路的一条交通性要道。该工程位于乌海市海勃湾市区内，路两侧是居民楼聚集区，经过几年运营路面出现大面积裂缝、坑槽等，公路的整体服务水平明显降低。群众反应该路段出行不便，破损严重、通行条件差等问题，市领导、市建委、市交通局领导高度重视，坚持为民办实事的理念，通过积极协调，对破损路面、桥面进行全面翻修。

根据路面、桥面病害性质，和居民居住环境低冲击、低粉尘、低噪音的要求，决定采用本工法完成这个项目任务。

人民路桥全长174.3m,桥面行车道宽12m，凿除铺装层总厚度15cm,桥面上层是较为容易刨除的沥青混凝土面层约5cm，下层是水泥混凝土空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层约10cm，分层刨除。

应用优势：本发明所述方法在此工程中的优势重点在于，对居民的生活环境的保护，湿法施工防止粉尘扬散，减少对环境的粉尘污染；刀头与桥面直接接触，无冲击噪音,减少对环境的噪音污染；有利于保护居民居住环境。

应用收益对比：凿除混凝土空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层，本工程桥面面积为2092平米计算，收益对比如表1所示：

表1：费用计算表

具体而言，用破碎锤凿除水泥混凝土铺装层所用费用为：

破碎锤每天能完成15m2的工作量，以此计算2092平米需用2092/15＝140天；破碎锤140天租金为2500*140＝350000元；每天3人人工费为120*3*140＝50400元；水车费用140*500＝70000元；合计费用为350000+50400+70000＝47.04万元。

本发明用铣刨机凿除水泥混凝土铺装层所用费用为：

铣刨机每天能完成工作量为600m²，以此计算2092平米需用2092/600＝4天；铣刨机每平米18元，18*2092＝37656元，每天3人人工费为120*3*4＝1440元；合计费用为37656+1440＝3.9096万元.

破碎锤合计费用47.04万元-铣刨机合计费用3.9096万元＝43.1304万元.节约费用43.1304万元。

应用效果：乌海市人民路桥翻修工程，采用此施工工法，拆除过程中保证了相邻桥跨及附属结构、与相邻桥跨及附属结构的完整性。原有支座没有损坏。空心板、人行道、伸缩缝，梁板及附属结构的完整。保质保量的完成了桥面铺装层拆除任务的同时，达到了低冲击、低粉尘、低噪音的效果。拆除过程中，即保证了桥面设计高程，也保证原空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层中钢筋不被损坏，同时保证了桥顶板不会因为拆除空心板板梁桥面水泥混凝土铺装层而受到破坏。施工质量优良，符合国家规范要求，成果显著

实施例3：黄河大桥翻修工程

黄河大桥翻修工程位于内蒙古乌海市，是国家“七五”期间重点建设项目。大桥主桥长530.6米，上部结构为八孔一联预应力梁。该桥于1988年9月建成通车。乌海市作为烧焦化重工业城市，桥上长年运行着大吨位货车，对桥面的损坏严重，是乌海市三区与国道重要的运输通道，是乌海市煤炭运输的重要出口。本项目的建设有利于缓解乌海地区的交通压力，极大增乌海市煤炭外运的能力，更好地适应乌海区域经济的发展，对完善内蒙古中西部地区干线公路运输网络，提高公路服务水平，促进地区经济发展具有十分重要的意义。

应用优势：本发明提供的方法在此工程中的优势重点在于，施工效率高，运用在运输要道中，本工法做到及时通车，缓解乌海地区的交通压力。施工场地紧凑，本工法具有收集旧材料的特点，旧材料不堆积，真正做到了省时省地的作用。

应用收益对比：凿除桥面水泥混凝土铺装层，本工程桥面面积为6367平米计算，对比结果如表2所示：

表2：费用计算表

具体而言，用破碎锤凿除水泥混凝土铺装层所用费用为：

破碎锤每天能完成15m2的工作量，以此计算6367平米计算6367/15＝425天；破碎锤425天租金为2500*425＝1062500元；每天3人人工费为120*3*425＝153000元；水车费用425*500＝212500元；合计费用为1062500+153000+212500＝142.8万元。

本发明采用铣刨机凿除水泥混凝土铺装层所用费用为：

铣刨机每天能完成工作量为600m2，以此计算6367平米需用6367/600＝11天；铣刨机每平米18元，18*6367＝114606元，每天3人人工费为120*3*11＝3960元；合计费用为114606+3960＝11.8566万元.

破碎锤合计费用142.8万元-铣刨机合计费用11.8566万元＝130.9434万元.节约费用130.9434万元。

应用效果：该工法解决了多年来桥梁铺装混凝土层大修质量差又无法避免的梁顶板击穿问题、粉尘和噪音污染问题，推行此工法，即节约了资源，又提高了对环境保护，既提高了质量，又节省了“二次”人工费，对于提高各类桥梁面层保养大修工程质量起到了标杆作用。该工法自应用以来，得到了业主及监理的充分肯定，在每次监理例会中，我公司的桥梁水泥混凝土铺装层质量及外观均被表扬。即节约了资金，赢得了荣誉和社会各界的一致好评。

该工法自应用以来，共节约费用211.042万元，为公司降低成本开发了新的思路，赢得了公司领导和同行各级领导的一致好评，经济效益显著。应用本工法即保证了质量，又保护了周围的环境，在施工中是很难达到的效果，因此也取得了业主和社会各阶的广泛好评。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种空心板梁桥桥面的养护维修方法，其特征在于，包括在重新铺装待修复桥面之前仅采用水平方向的切力将所述桥面的混凝土铺装层刨除的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刨除混凝土铺装层的同时需维护所述桥面上的伸缩缝和/或人行道结构的完整性。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述刨除采用设有水平旋转滚动刀头的铣刨机；

所述铣刨机还设有控制所述水平旋转滚动刀头始终沿同一固定高度的水平方向运动的自动调平装置；优选地，所述铣刨机以铣削转子侧盖作为铣削基准面控制两个定位液压缸。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，在水平方向上对所述混凝土铺装层的刨除速度为8～10m/min。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的方法，其特征在于，所述混凝土铺装层由自上至下铺设的沥青混凝土面层和水泥混凝土铺装层组成；

先将所述沥青混凝土面层全部刨除后，再将所述水泥混凝土铺装层刨除。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述水泥混凝土铺装层由上至下分多层依次刨除；优选每次刨除的厚度不大于4cm。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的方法，其特征在于，将混凝土铺装层刨除后，分跨剥离拆除原铺装钢筋网，清理后得铣刨拉毛面。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将铣刨拉毛面暴露的孔洞和/或裂缝修复；

优选地，在所述修复后的铣刨拉毛面上喷涂防水层。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法采用湿法作业，且将刨除后所得材料回收利用。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的方法，其特征在于，将所述混凝土铺装层刨除结束后，重新铺装混凝土铺装层至刨除前高度。