钢桥面铺装技术

2024-10-24

钢桥面铺装技术（共10篇）

钢桥面铺装技术篇1

目前钢箱梁桥面铺装仍是一项世界性技术难题, 我国的钢桥面铺装技术与西方发达国家相比, 仍然存在着相当大的差距。本文将针对某钢桥面病害修复施工技术展开深入探讨。

1钢桥面铺装概况

某钢桥面为正交异性板加劲钢箱梁与P·C箱梁混合结构半悬浮弹性体系斜拉桥, 主桥长906 m, 主跨518 m, 桥面总宽30.5 m, 钢桥面铺装总面积22 172 m2。桥面横坡2%, 最大纵坡3.5%, 桥面箱梁螺栓连接, 桥面板厚12 m, 横隔板间距3 m, 纵向加劲肋宽度600 mm。对其主桥全线病害调查发现, 重车道产生了较为严重的病害, 主要为推移、壅包、车辙, 并产生较大宽度的横向裂口, 最大3 cm, 局部区域出现网裂, 各个破坏部位已经连成了片。考虑这些病害, 2006年11月开始对其实施大修, 修复铺装层分两层设计, 下层侧重防水, 上层侧重高稳车辙、抗裂性能和行车舒适性, 铺装结构见图1。

2钢桥面铺装施工

该钢桥面修复铺装的具体施工工艺如下:

1) 对钢箱梁桥面钢板的上表面进行喷砂除锈, 使其清洁度达到Sa2.5级, 喷砂除锈后粗糙度应达到50 μm～150 μm。喷砂除锈后涂布溶剂型粘结剂GS, 第一层涂布量为120 g/m2～150 g/m2, 第二层涂布量为100 g/m2～120 g/m2;起到封闭钢板、防水粘结作用。

2) 铺筑浇筑式沥青混凝土GA10下层。浇筑式摊铺之前, 应保持溶剂型粘结剂层面清洁干燥。浇筑式沥青混凝土采用专用拌和楼, 石料温度约290 ℃～310 ℃, 混合料拌和后出料温度按220 ℃～250 ℃目标控制;拌合时间为干拌15 s, 湿拌90 s。运输使用专门的运输设备Cooker, 在Cooker初次进料之前, 将其温度预热至160 ℃左右, 装入Cooker中的混合料保持不停的搅拌, 将Cooker的温度设置在220 ℃～250 ℃之间, 确保混合料运至现场的温度为220 ℃～250 ℃, 尽量避免混合料在高温的Cooker车中长时间搅拌, 不得超过12 h。摊铺使用一台浇筑式专用摊铺机, 应提前30 min对摊铺机进行预热, 预热温度应达到160 ℃～200 ℃, 防止混合料侧向流动, 采用钢制模板作为边侧限制挡板, 摊铺速度控制在2 m/min～3 m/min;一台自身推进式碎石撒布机紧随摊铺机后, 趁热撒布预拌沥青碎石, 严格控制预拌碎石的撒布温度, 待混合料达到较好的撒布温度时, 进行预拌沥青碎石撒布, 撒布量为3 kg/m2～5 kg/m2, 保证撒布的均匀性, 在碎石撒布过程中, 选用加配重的滚筒对碎石进行碾压, 以便碎石与浇筑式沥青混合料能够较好的结合, 扫除未粘牢的碎石。浇筑式沥青混凝土的纵幅施工缝中采用沥青类贴缝条进行密封。

3) 在GA10层上喷洒一层改性乳化沥青粘层, 用量0.3 L/m2～0.5 L/m2, 再铺筑上层SMA10沥青混凝土。SMA10沥青混凝土采用拌合站进行集中拌和, 改性沥青送料温度170 ℃～190 ℃, 供改性沥青加工的普通沥青温度为170 ℃～180 ℃, 拌合时间以无花料且拌和均匀为原则, 一般不少于60 s;根据SMA每盘的拌合重量, 按0.2%比率预先将所需的纤维称量好, 包装成袋, 纤维添加人员在拌和过程中将纤维加入料斗。运输采用载重10 t以上自卸车, 运输过程中加盖帆布保温, 按指定路线进入施工现场, 钢桥面行驶速度不超过5 km/h, 热拌改性沥青混合料到场温度不低于170 ℃。摊铺由一台摊铺机完成, 摊铺机行走速度不宜过快, 一般不超过3 m/min, 以免使摊铺机在某一断面长时间停滞待料, 造成局部平整度不好;大纵坡路段摊铺方向由下向上摊铺, 避免料车空挡下滑或踩刹车造成摊铺机推不动的现象。初压紧跟摊铺机进行, 采用18 t光轮压路机进行静压, 初压洒水既要尽可能少用水, 既要避免过多的水进入空隙尚大的沥青混合料内, 又要保持光轮绝对不能粘料, 必要时由工人持拖把及时擦洗钢轮表面, 压路机每次前进时, 均应前行到接近摊铺机尾部位置, 每次前进后均应在原轮迹上重复倒退, 第二次前进应重复约2/3轮宽, 往返一次为碾压1遍, 需碾压1遍～2遍, 压路机行驶速度控制在3 km/h范围内, 必须在150 ℃以上完成;复压采用水平振荡光轮压路机, 振荡碾压3遍～4遍, 温度在150 ℃左右为宜, 完成温度应大于130 ℃, 复压完成现场肉眼判定标准是沥青脂上浮, 表面发亮, 达到复压标准的表面应尽快采取收迹碾压的措施, 以免温度过低无法消除复压痕迹, 压路机前行不超过稳压的表面, 后退不进入已收迹的最终路面, 碾压顺序应与初压的顺序相一致;终压采用钢轮压路机无振动碾压1遍～2遍, 碾压终了温度应大于120 ℃;在边缘、角落及桥面构造物周围难以用大型压路机压实的部位, 需采用小型压路机及人工操作的机动夯锤夯实。在铺装上层与其他结构物的结合部位, 采用热灌沥青进行密封, 在路缘石与行车道沥青铺装的结合部位, 设预留缝, 浇筑热灌沥青。

4) 铺装层厚度、压实度, 铺砂法构造深度, 路表渗水系数、平整度、GA10与钢板结合力等质量检测结果表明, 施工质量完全满足规定要求。

3结语

针对钢桥面铺装施工的特点, 对某大桥钢桥面病害修复施工工艺进行了深入研究, 该桥铺装修复至今已一年多, 跟踪观测发现, 其使用性能良好, 表明大修铺装施工是成功的。

参考文献

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[4]黄俊强, 何丽芳, 慕海瑞.环氧沥青钢桥面铺装施工控制技术[J].山西建筑, 2008, 34 (2) :311-312.

钢桥面铺装技术篇2

钢桥面铺装设计方案分析

该文通过对钢桥面铺筑的要求进行初步分析后,对钢桥面铺装的主要方案及其发展进行了分析,接着对三种主流钢桥面铺装方案进行了比选,提出了建议的.钢桥面铺装可行方案.并对桥面铺装的设计要点进行了总结.

作者：毛学功 Mao Xuegong 作者单位：开封市城区公路管理局,河南开封,475002 刊名：城市道桥与防洪英文刊名：URBAN ROADS BRIDGES & FLOOD CONTROL 年，卷(期)：2009 “”(1) 分类号：U443.33 关键词：钢桥面铺装设计方案浇注式沥青混凝土环氧沥青混凝土双层SMA

钢桥面铺装技术篇3

【摘要】在我国经济快速发展的背景下，科学技术的进步，从而促进了我国公路桥梁建设的发展。公路桥梁作为我国公路交通运输的重要组成部分，对我国的经济发展具有直接的影响。在进行公路桥梁施工时，路桥桥面铺装及防撞墙施工技术对整个工程的施工质量具有极其关键的作用，桥梁桥面铺装及防护墙施工技术的应用不仅能够提高公路施工的整个质量，还可以延长公路的使用年限，確保公路的稳定性。为了公路桥梁的建设发展和完善，本文将对公路桥梁桥面铺装及防撞墙施工技术进行分析、探讨。

【关键词】公路桥梁；桥面铺装；防撞墙施工技术

由于科学技术在不断地进行改革和创新，其公路建设中桥梁桥面铺装及防撞墙施工的技术也有了日新月异的变化，随着它们不断地完善及成熟，公路桥梁的安全系数也有了提高。在公路桥梁工程的施工过程中，其技术的发展也越来越完善。公路桥梁桥面铺装及防撞墙施工技术的改善及创新，不仅保证了整个公路工程的质量，而且还使公路的使用年限得以延长。所以，针对公路桥梁中存在的问题进行探索工作是很有必要的。

1.公路桥梁桥面铺装及防撞墙施工技术的必要性

由于公路属于全封闭的带状人工构筑物，其建设不可避免会对周围环境产生影响，桥梁结构的特点主要表现为：粘结差异性大结构刚度大、预应力结构多、桥面排水较缓、受车辆作用挠度明显，因此桥面铺装在一定程度上受到限制，只有做好桥面铺装和养护，减少病害的产生可能性，才能保证桥梁的安全、稳定、持久使用。

桥梁防撞墙作为桥梁的附属结构物，是桥梁的重要安全有效防护物，能够对车辆冲击力起到很好的缓冲作用，提高交通安全性。因此必须严格要求其工程质量，从内在质量到外观质量都实现高标准。另外，由于防撞墙结构不大，容易被忽视，且具有预埋件众、空间狭小等不利因素影响，防撞墙施工容易出现蜂窝等质量瑕疵。

2.防撞墙施工存在的问题及解决措施

2.1水线和砂线

水线的出现有以下两个原因：一就是混凝土的坍落度太大；二就是振捣时间过长。

采取的措施有：严格控制混凝土的坍落度，同时严禁施工队自己往混凝土内加水；在振捣时。控制好振捣的时间和前后振捣的距离。距离控制的依据就是振捣棒振捣时所影响的范围为振捣棒直径的9～10倍。

2.2气孔

其原因就是振捣时有漏振的现象，振捣不密实。

改进的措施：由于过振出现水线和砂线，而振捣不够则气孔较多，所以振捣时间一定要掌握在为25～40秒。

若拆模后有较多较大的气孔，则拆模后立即用水擦洗一遍，洗掉混凝土面上脱模剂，再用白水泥和灰水泥按4：6的比例混合搅拌成水泥浆，将较大的气泡进行修补，而小气泡可不必修补，保证防撞墙的自然美观，坚决不允许对其表面擦干粉和粉刷。

2.3凝结缝（冷缝）

原因：混凝土分层浇筑时，前后间隔时间过长。

措施：分层浇筑时，施工队自己要控制好前后两次混凝土间隔的时间，避免第一次混凝土浇筑完成后间隔过场时间浇筑第二次混凝土。

3.公路桥梁桥面铺装与防撞墙的施工准备

（1）原材料进场及报验审批，材料部门采购充足的原材料备用，试验室做好原材料检验工作，并报监理工程师审批，审批合格后方可使用。

（2）测量放样，对桥面防撞墙桥面铺装等平面位置进行准确测量放样，保证线形和桥面宽度，并及时报验。

（3）施工技术交底，施工前，技术人员对作业队进行全面技术交底，阅读施工图纸，说明重点、难点及注意事项。

4.公路防撞墙施工技术的分析

公路桥梁防撞墙以钢筋混凝土浇筑而成，其结构向行车方向突曲，能有效缓存能够车辆冲击，保证交通安全。防撞墙施工技术主要包括施工放线、钢筋工程、安装模板、混凝土浇筑、外观修饰缺陷等方面，具体分析如下：

4.1公路桥梁桥面铺装存在的问题

在公路桥梁桥面铺装中常出现的病害有：裂缝、变形以及铺设耗损等。首先，裂缝产生。由于公路桥梁的刚度不够以及随着温度的变化就可以导致铺装层裂缝的产生，当铺装层在受到雨雪的侵蚀时其桥面就严重地受损。公路桥梁的变形问题产生则是因为公路桥梁的原材料稳定性存在一定的差异，就会使桥面产生变形现象。桥梁桥面铺设耗损的产生则是由于车辆荷载作用，对桥面的表层材料产生一定的耗损，导致其裂缝的产生。

4.2公路桥梁桥面铺装问题产生的因素

首先，是因为混凝土的湿度因素导致干缩裂缝的产生；由于公路桥梁桥面铺装承受多次的荷载导致疲劳裂缝的产生；由于随着温度降低导致的温度裂缝。其次，由于在高温的作用下以及车辆的重载等原因而产生的车辙。然后，由于沥青混合料的质量不合理，再通过各种原因温度的升高而导致坑槽的产生。

4.3公路桥梁桥面铺装的养护方法

4.3.1实施灌缝方法

在公路桥梁桥面铺装施工中，采取灌缝方法是对桥面裂缝最好的修复方法。在做好缝隙的清理时再实施灌缝措施。在秋末冬初的时候，由于气温的降低进行裂缝的处理是最佳时机，要对裂缝进行统一封灌。其他季节，发现裂缝要及时进行处理。

4.3.2对车辙的处理

由于桥梁桥面经过严重的磨损产生的车撤现象，针对这个问题采取处理措施时，要先将桥面进行清理再实施沥青喷洒的方式，然后使用沥青混合材料进行修复使路面得到有效的处理。对于横向推挤产生的车撤问题，必须要对不稳定层进行清理，再对路面进行铺装，这样就能提高桥梁桥面的质量。

4.4公路桥梁防撞墙施工放线技术

公路对于防撞墙的线形要求极高，因此防撞墙放线时要坚持高精度、多布点的原则进行测量放线。最佳时间选择是阴天无风时，晴天操作时则要仪器上方撑伞，避免暴晒，以减小测量误差。另外可以通过测量防撞墙底部的标高的测量结果来计算出防撞墙纵断面的高程。

4.5公路桥梁防撞墙钢筋工程技术

开始防撞墙钢筋工程前，注意现场清理，然后再检测预留钢筋位置位置是否正确无误。其中，受力主筋以雙面焊为主，箍筋进行点焊，定位筋则选择绑扎的方式。同时，检查泄水孔位置，确保安装正确。

4.6公路桥梁防撞墙安装模板技术

防撞墙的外观质量好坏主要看模板安装。安装模板必须注意以下问题：应注意以下问题：一是使用大块钢模板，以避免模板小，接缝增多，接缝处不平整，出现漏浆现象。二是用横带螺丝杆固定模板。

4.7公路桥梁防撞墙混凝土浇筑技术

公路桥梁的防撞墙上窄下宽，结构比较特殊，而且内部钢筋密集，容易导致浇筑混凝土时气泡排出困难，因此要求混凝土的配合比设计紧密，保证较高的和易性。在浇筑混凝土时，注意坍落度范围，蹄部应使用小坍落度混凝土，蹄部以上使用大坍落度混凝土。待混凝土浇筑完成后，采用振动液化的原理进行振捣，增加混凝土的流动性，使其填满整个模板，顺利排出气泡，提高混凝土的质量。

4.8修饰缺陷

防撞墙的外观容易出现麻面、气泡的缺陷，为减少对防撞墙质量的影响，应该及时进行缺陷修饰。详细操作要点如下：①水要求洁净五杂质，水泥的各项指标和水灰比保持与施工时的要求一致；②注意月亮神胶、滑石粉、汽油等修饰材料和水的比例③先搅拌滑石粉和水泥，再将汽油、胶和水加入进行搅拌，颜色和原混凝土颜色保持一致；④刮抹应一次抹平，选择专业粉刷人员利用专业的工具进行。

5.结束语

为了提高公路的使用寿命和安全性，公路桥梁桥面铺装的病害要做到及时的处理，做好日常养护工作，确保桥面铺装的强度和厚度，以满足抗冲击、抗裂的要求。为保证公路交通安全，还要做好防撞墙施工技术，提高防撞墙工程的外观质量。 [科]

【参考文献】

[1]张继亮.公路桥梁桥面铺装及防撞墙施工技术研究[J].长江大学学报，2009（15）.

[2]王尚明.公路桥梁桥面铺装及防撞墙施工质量制约技术[J].科技传播，2008（11）.

[3]盛晓华.公路桥梁桥面铺装及防撞墙施工工艺研究[J].福建建筑，2010（05）.

钢桥面铺装技术比较与分析篇4

1 钢桥面铺装的主要形式

国外大跨径钢桥建设历时较长, 对钢桥面铺装的研究开展得较早, 目前, 国外桥面铺装方案主要有以下四种:以英国为代表的MA铺装体系;以日本为代表的浇筑式沥青混凝土+SMA铺装体系, 这种铺装型式在欧洲应用也较为普遍;双层SMA铺装体系, 在欧洲、美国、日本均有应用;环氧沥青混凝土铺装体系, 主要在美国、澳大利亚应用较多。

我国从1995年开始修建钢桥以来, 开始了钢桥面铺装技术的引进、研究与实践。由于双层铺装体系能够对铺装上下层材料分别进行设计, 充分利用和发挥材料特性, 发展到目前, 我国大部分钢桥面铺装都采用双层铺装体系, 应用较多的有三种结构形式:浇筑式沥青混凝土+SMA沥青玛蹄脂碎石混合料、双层SMA沥青玛蹄脂碎石混合料、环氧沥青混合料+SMA沥青玛蹄脂碎石混合料。由于SMA表面行驶功能性良好, 这三种结构形式中, 都选择了SMA作为表面层。

1.1 浇筑式沥青混凝土GA

我国的浇筑式沥青混凝土是从日本引入的, 经过长期实践, 发现使用天然湖沥青加硬质沥青作为胶结料的浇筑式沥青混凝土低温抗裂能力较差, 为兼顾高低温性能, 我国的浇筑式改用聚合物改性沥青, 沥青含量一般在7%~10%之间, 改性沥青指标如表1所示, 级配范围如表2所示[3]。

浇注式沥青混合料铺装层的主要优点是:浇筑式沥青混合料本身细集料、矿粉、沥青胶结料含量高, 其内部空隙率很小 (0~1%) , 且空隙均为不连通的封闭空隙, 防渗水性能极佳;胶浆含量高, 又使其有极好的粘结性和韧性。实践表明, 浇筑式沥青混合料具有优良的防水性能, 可有效防止钢桥面水损害, 同时不会发生脱层病害, 对钢板的追从性较好, 适用于大中型桥梁, 尤其是大跨度的斜拉桥和悬索桥的钢桥作桥面铺装[4]。此外, 浇筑式沥青混合料施工温度较高, 一般在210~250℃之间, 因此, 拥有良好的流动性和施工和易性, 只需要摊铺整平即可。

浇筑式沥青混合料铺装层的主要缺点是:浇筑式沥青混凝土由于粗集料较少, 细集料、矿粉填料、沥青含量高, 因而高温稳定性差, 易形成车辙, 不适于高温地区的钢桥面铺装;施工时, 必须在相对湿度小于80%的条件下进行, 需要使用专用机械进行施工, 例如运输拌和车以及专用刮平机等, 还需要综合考虑气温与空气湿度等因素, 施工组织比较复杂。

1.2 SMA沥青玛蹄脂碎石混合料

使用SMA沥青玛蹄脂碎石混合料进行桥面铺装时, 级配型式多采用SMA-10和SMA-13。SMA沥青混合料使用SBS改性沥青作为胶结料, 沥青含量一般在6%~8%之间, 使用玄武岩或者辉绿岩等抗磨耗性能好的岩石作为骨架集料, 使用碱性石灰岩机制砂作为细集料, 使用石灰岩矿粉作为填料, 并添加3%~4‰的木质素纤维作为稳定剂。表3为我国桥面铺装SMA沥青玛蹄脂碎石混合料改性沥青指标范围, 表4为SMA沥青玛蹄脂碎石混合料的级配范围。

SMA的主要优点是:SMA为骨架密实结构, 粗骨料含量达到70%以上, 经合适工艺压实后, 骨料间形成嵌挤, 抗高温能力较强, 而且表面构造深度大, 摩擦力强, 适合于做表面行驶功能层。

SMA的主要缺点是:SMA由于粗骨料含量较高, 需使用高频低幅的压实工艺进行压实, 但是这种压实工艺对钢桥影响较大, 碾压对SMA钢桥面铺装来说是一个难点;SMA空隙率在3%~4%之间, 在实际的使用过程中, 有渗水现象产生[5]。此外, SMA由于粗骨料多, 与钢桥面贴合较差, 因此与钢桥面的粘结性不佳。从目前的使用效果来看, SMA不适用于钢桥面铺装的下层。

1.3 环氧沥青混合料

环氧沥青混凝土是通过在沥青中添加热固性环氧和固化剂, 经固化反应而形成的一种强度高、韧性好的沥青混凝土, 油石比一般在8%~11%之间。环氧沥青胶结料技术要求如表5所示, 环氧沥青混合料级配范围如表6所示。

环氧沥青混凝土的主要优点是:高温性能好, 与钢桥面粘结性能好, 粘结性能优良。

环氧沥青混凝土的主要缺点是:在施工过程中施工工艺极为严格, 施工过程中, 混合料内部不能混入任何杂质, 否则即使是较小的缺陷, 在使用期内也会发展成为严重的病害, 而且一旦发生病害, 无法进行维修;环氧沥青混凝土需要一定的固化时间, 因此施工周期较长, 一般需要在施工后15d左右, 才可通车。此外, 目前环氧沥青的技术被美国、日本等国外公司掌握, 成本较高[6,7]。环氧沥青混凝土铺装表面光滑, 构造深度小, 抗滑性能不足, 不适于作表面行驶层。低温性能差。低温时材料变脆, 破坏应变较小, 在-15℃的条件下, 破坏微应变仅为200左右, 是同条件下SMA沥青混合料的四分之一左右[8]。因此, 环氧沥青混合料在寒区钢桥面铺装应用的适用性需进一步验证。

2 钢桥面铺装的技术性能对比与分析

对浇筑式沥青混凝土铺装、SMA、环氧沥青混凝土铺装三类技术的变形协调性、防水性能、高温性能、低温性能、与钢板的粘结性能、初期建设成本以及施工复杂程度进行了比较, 如表7所示。

在实际应用中, 浇筑式沥青混凝土与环氧沥青混凝土在与钢板的变形协调性、粘结性、材料本身的防水性方面表现较好, 在这三个方面病害出现较少, 而SMA与钢板的粘结性能一般、防水性能一般, 在使用过程中, 容易出现这两个方面的问题;对高温性能进行比较, 环氧沥青混凝土高温性能极佳, SMA高温性能优异, 使用过程中, 这两种混凝土较少出现高温病害, 而浇筑式沥青混凝土高温性能较差, 出现高温病害的情况较多;对低温性能进行比较, 可以发现, 浇筑式沥青混凝土低温弯曲性能优异, 一般破坏微应变均达到4000以上, 从实际的使用情况来看, 浇筑式铺装下层较少出现低温开裂情况, SMA低温性能较好, 而环氧沥青混凝土低温性能与浇筑式混凝土或者SMA相比较差, 尤其温度更低的情况下, 环氧沥青混凝土会变脆, 破坏微应变一般会低于300, 容易发生低温开裂情况;环氧沥青混凝土的初期建设成本最高, 几乎是SMA的3倍, 浇筑式沥青混凝土较SMA大约高30%左右;在施工复杂程度方面, 环氧沥青混合料施工难度最大, 施工时混合料上不得滴上任何水滴或者杂质, 施工后, 需15d方可通车, 而浇筑式、SMA等第二天即可通车, 维修时, 环氧沥青混合料处理耗时较长, 一般需要封闭交通1个月时间, 社会影响大, 而浇筑式沥青混凝土、SMA等一般3d左右即可完成, 对社会影响小。

3 结语

(1) 浇筑式沥青混凝土高温性能差, 不适于高温地区钢桥面铺装, 环氧沥青混凝土低温性能差, 不适宜用在低温寒冷地区。

(2) SMA高温抗车辙能力强, 低温性能强于环氧沥青混凝土, 对SMA高温性能和低温性能进行综合改进, 例如借鉴浇筑式沥青混凝土的配合比组成特点, 可使SMA获得更强的适用性。

(3) 浇筑式沥青混凝土铺装、SMA、环氧沥青混凝土铺装三类技术各有优缺点, 在进行刚桥面铺装技术选择时应该综合考虑工程所在位置的气候、交通荷载情况、钢桥结构受力特点等因素。

参考文献

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[7]杜红艳, 文宜.环氧沥青混凝土桥面铺装的效益分析[J].河南科技, 2013 (12) :68, 107.

赴日本钢桥面铺装技术考察报告篇5

为了解日本钢箱梁桥面铺装的最新技术以及国外发展动态，为我省辽河大桥的铺装设计研究做准备，2008年12月17日至12月23日，辽宁省交通厅一行7人对日本钢桥面铺装技术进行了调研考察，并先后与北海道开发技术中心、寒地土木研究所以及日本大成技术公司的相关管理和设计人员针对钢桥面铺装技术进行了交流，现将此次调研的情况汇总报告如下：

一、美原大桥

1、概况

美原大桥位于北海道札幌市附近337号国道，气候与辽宁省相似。该桥为单索面斜拉桥，主跨340米，边跨154米，主桥长648米，断面为单箱钢箱梁，横隔板间距3.5米，引桥长318.5米，断面为双箱钢箱梁，横隔板间距3.0米。

2、铺装结构

该桥的桥面铺装原设计为4cm浇注式沥青混凝土下层+4cm沥青混凝土表层SMA结构，但是在施工期间，日本的车辆荷载规范进行了调整，后轴的轴重标准由20吨提高到25吨，导致原设计的横隔板间距过大。由于当时该桥钢箱梁已

经加工完成，加密横隔板间距或提高焊接等级、增加钢板厚度等方案已经无法实施，因此只能对铺装结构进行调整，通过对下层铺装进行加强，与钢桥面板形成复合桥面板。

这一思路考虑了两个方案，一是采用钢纤维混凝土，二是采用高韧性水泥混凝土（ECC）结构，由于北海道地区多雪，融雪剂容易造成钢纤维的腐蚀，因而最后确定将铺装下层结构改为ECC结构，以对钢箱梁进行补强。

3、材料

ECC混凝土是将尼纶纤维加入混凝土中，并添加早强剂、减水剂等材料形成混合料，其中纤维的直径为0.04mm，长度12mm，添加量为体积比2%。

钢桥面板与ECC之间设树脂粘结剂，ECC与沥青混凝土之间设桥面防水层，然后铺设高粘度沥青SMA混合料。设想的SMA结构是下部为密实结构，不透水，上部为空隙结构，起到排水作用。但是在实际实施过程中未能实现，从现场看，沥青铺装基本上是密实结构，不透水。

为了加强ECC与钢桥面板的连接，采用粘结剂在钢桥面板上设置防滑垫，采用高分子合成材料制成，纵向设置间距50cm，横向30cm。通过室内疲劳等相关试验，该措施可以适应荷载以及疲劳的相关要求。

4、室内试验

针对ECC混凝土，进行的室内试验主要包括：冻融试验、接缝试验、施工工艺、附着强度等。针对整体桥面板进行了剪断试验、抗剥离试验、加载后抗剥离试验、定点荷载疲劳试验以及实桥荷载试验等。

5、使用情况

（1）铺装损坏情况

美原大桥在开通后，大桩号侧引桥左幅左轮迹处桥面相继产生一些破坏，主要表现为唧浆，泛白以及开裂等，通过调查发现铺装内积水，下层的ECC有压碎现象，通过室内加载试验，在有水的环境下，由于水压力的影响，ECC结构的疲劳寿命明显低于干燥状态下的寿命。针对这种情况，维修时采用将8cm铺装层铣刨掉，然后对钢板进行除锈，重新做防水层，再施工浇注式沥青混凝土和SMA表层，并增加排水通道，目前使用状况良好。

（2）钢箱梁损坏情况

钢箱梁的损坏主要是由于原设计的12cm厚度太薄导致梁肋以及横隔板焊接处的疲劳纵向开裂。目前最新的补修方案是采用在梁底喷射ECC补强混凝土，并在梁肋内部填充轻

质膨胀性添加剂对箱梁进行补强，该方案也准备进行足尺荷载试验以对补强效果进行验证。

二、横滨海湾大桥

横滨海湾大桥于1989年开通（上层高速公路部分），全长860米，当时号称世界上规模最大的斜拉桥，地点位于神奈川县横滨市，连接横滨市的中区与鹤见区，当时建设该桥的目的是缓解横滨市内拥挤的交通。

2004年，下层部分的国道357号开通，成为双层结构，上层为“首都高速公路”（东京都区与周边的高速公路网），下层为国道。

横滨海湾大桥原设计的铺装结构是4cm的浇注式沥青混凝土下层+3.5cm改性沥青混凝土，后来考虑钢板刚度较薄（钢板厚12cm）以及疲劳破坏的因素，将铺装结构调整为7.5cm的钢纤维混凝土（SFRC），其与钢桥面板之间设树脂粘结层，用量为1.0kg/m，并设置两排剪力键（30cm×30cm）加强连接，采用的钢纤维为3cm长，直径0.5mm，掺量为110kg/m，混凝土集料的最大粒径为15mm，水泥用量约为350kg/m，桥面抗滑采用拉毛的方法进行施工。

目前钢纤维混凝土铺装用于钢桥面在日本名古屋地区使用较为普遍，而横滨大桥的使用规模最大，其它地区则应3

32用较少。由于横滨大桥是在下层，钢纤维混凝土桥面直接接受雨雪的机会较少，并且该地区气温较高，冬季冻融因素影响不大，因此使用钢纤维混凝土有一定条件，但是在北方寒冷地区如果施工该项技术对于环境气温的影响还是要有所考虑。

三、明石海峡大桥

明石海峡大桥是日本神户市和淡路岛之间的明石海峡上建成的一座特大跨径悬索桥,采用钢桁架。该桥全长3910m，主跨长1990m，桥面铺装结构为3.5cm浇注式沥青混凝土+3.0cm改性密级配沥青混凝土。

在海峡大桥的展览馆展示了该桥桥面铺装的实物模型，比较特殊的地方是在浇注式施工完成之后，其顶面撒布了一层大碎石，可以加强两层之间的粘结。

四、结论

通过此次调查，我们认为日本的钢桥面铺装总体上还是以浇注式沥青混凝土作底层，然后上面做SMA或密级配沥青混凝土的结构为主，同时针对以往设计较薄的钢箱梁顶板以及车辆轴载调整之后，相应出台对策的过程中采用了ECC高韧性混凝土以及钢纤维混凝土作为铺装结构，但是这两种结构并未大规模推行，而ECC在使用过程中还是遇到了一些问

钢桥面铺装系统防排水技术探讨篇6

1 钢桥桥面排水技术

1.1 桥面钢板焊缝突起影响排水

钢桥面板一般要求平顺并有一定的排水坡度。如果钢板表面存在突起与凹陷,水一旦侵入铺装层底就难以排出,在车辆荷载的长期作用下,铺装层就会出现损坏。

桥面钢板一般采用焊接或者栓接的形式连接在一起。焊接所形成的焊缝经过打磨后,余高要求在0~3 mm。焊缝余高的规定是基于控制应力集中的目的,但在绝大多数钢桥上,焊缝的存在实际上使桥面形成很多的方格形凹陷(图1)。这些焊缝会降低防水粘结层(图2)的使用质量,降低铺装层局部厚度,从而形成应力集中,造成防水粘结层和铺装层的早期破坏。

实际上,钢桥面板的手孔、吊装孔(图3)及架设模具等与钢板的焊接处,经常会形成一定的突起。以栓接形式连接在一起的钢板、螺栓头也通常会突出桥面钢板,这些突出部分,防水粘结层和铺装层受力比较大,也是比较容易出现早期破坏的部位。因此,这些突起部位以磨平为佳,利于桥面排水。

1.2 桥面铺装及排水设施

由于钢板自重、衔接及施工控制等的影响,桥面钢板很难做到绝对平顺。钢桥面铺装一般分为两层,上面层有一定的排水坡度,使铺装表面积水汇集到两侧,下面层除具有正常的路用性能之外,还有调平功能。

排水设施一般由导水带、排水孔、排水池座等排水器材和接缝材料等构成,其目的是排除铺装表面的积水。为保证无雨水集留,应合理设置排水孔的位置和间距。排水孔应比铺装沥青混凝土表面低1 cm。排水导管的设置也比较重要。铺装边缘与桥面边缘设施接触部位的沥青混合料不易碾压密实,同时沥青混凝土施工后,由于温度降低会产生一定的收缩,可能导致沥青混凝土与桥面边缘结合部位出现细微缝隙,该部位常常会成为水分的聚集带(图4),应该设置具有一定强度的导流管或者盲沟把水汇集至排水孔处,见图5。

2 钢桥桥面防水技术

2.1 钢桥桥面防水粘结层

2.1.1 钢桥桥面防水粘结层的一般特征

防水粘结层是桥梁桥面防水的核心。防水层一般具有较好的防水性,但不一定兼具良好的粘结性,而铺装层与桥面板的粘结又十分重要,因此,钢桥面铺装通常会在防水层与铺装混凝土之间或者防水层与桥面钢板之间设置粘结层,统称为防水粘结层。我国环氧沥青混凝土铺装通常只采用环氧树脂(撒砂)作为粘结层,兼具防水作用。防水粘结层的损坏,通常会造成铺装层出现裂缝、坑槽等现象,见图6。

尽管世界各国所用的防水粘结层各不相同,但从性能上看,优良的防水粘结层一般具有如下特征:(1)有一定的成膜厚度,保证防水和抗脱层能力;(2)较好的延展性或抗拉强度,较好的跨接缝能力;(3)良好的耐久性、水稳定性和耐腐蚀性;(4)抗高温能力,上层沥青混凝土施工时,防水粘结层不因高温而性能下降;(5)作为铺装系统的组成部分,防水粘结层不应使铺装性能过分降低。

防水粘结层设计中,应特别注意上述第(5)条。钢桥面和混凝土桥面相对光滑,与防水粘结层的咬合程度不如沥青混凝土或者水泥碎石类基层稳定,再加上铺装厚度仅为5~8 cm,对防水粘结层的抗剪和抗拉要求比道路路面要高。在重交通荷载情况下,应尽量避免使用较厚的沥青类防水层,我国早期的混凝土桥面铺装和部分钢桥面铺装拥包现象比较严重,即与此有关。

2.1.2 我国钢桥桥面防水粘结层的特点

我国气候和交通条件均比较恶劣,钢桥桥面防水粘结层失败的案例不少。经过调研,我国常用钢桥桥面铺装防水粘结层的主要特点见表1。

环氧树脂和环氧沥青在双层涂布后,常撒砂增加粘结层与铺装层的抗剪和抗拉性能,同时起到保护粘结层不受沥青混合料高温影响的作用,它对砂的含水量和材质要求很高。而这样的措施可能会存在砂刺穿防水粘结层的风险,从而形成过水通道等问题。

溶剂型粘结剂和环氧树脂类防水粘结层用于浇注式沥青混凝土铺装结构时,由于混合料温度较高,常在铺装结构中增加一层沥青胶砂缓冲层,保护防水粘结层不受高温和施工机械力的影响。但沥青胶砂本身也存在耐高温性能不足的问题。

甲基丙烯酸树脂在我国主要应用于浇注式沥青混凝土铺装结构中,甲基丙烯酸树脂通过胶粘剂与铺装混凝土充分粘结(图7),可达到优良的防水和粘结效果。

不同的防水粘结层各有优缺点,钢桥面铺装应根据具体条件进行选择(表2)。防水粘结层质量的控制标准,见表3。

2.1.3 防水粘结层施工要点剖析1)喷砂除锈

喷砂除锈对于防水粘结层的施工质量至关重要。喷砂除锈一是去除钢板表面锈蚀,增加防水粘结层与钢板之间的粘结力;二是形成一定的粗糙度,增加防水粘结层与钢板之间的抗剪能力。喷砂除锈后的钢桥面板表面应达到GB 8923—88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》Sa 2.5的要求,粗糙度的要求必须达到50~100μm,见图8。

实际喷砂除锈施工中常见的问题主要有:(1)局部死角采用钢刷除锈。钢刷除锈的缺陷是除锈不净,粗糙度也难以满足要求,且其面积也不如喷砂除锈的大,应尽量采用喷砂进行除锈;(2)钢板的原喷漆未清除干净。原喷漆的强度、功能均不如专用防腐漆,应将原喷漆清理干净。在喷砂除锈的过程中,会出现钢丸未回收干净的现象,从而在钢板或者已完工的防水粘结层上形成锈水,影响铺装质量。

2)边角和缺陷处理

在钢桥两侧或者与中央分隔带接触部位,防水粘结层应喷涂到位(图9),高度应与铺装层平齐,同时钢结构物应采取保护措施。如果上缘不平整或者与钢结构物粘结不牢固(图10),应刻划整齐并重新喷涂。杂物会导致防水粘结层产生缺陷,见图11。对于喷涂不到位或质量不合格的部位,应返工或者补喷。

3)防水粘结层的保护

施工前应清理杂物,施工后应禁止车辆在上面掉头、转弯,并限制超重车辆通行,禁止利物接触,以免损伤防水粘结层(图12)。铺装层摊铺时,摊铺机轮应采取保护措施(图13)。所有施工人员应穿鞋套上桥,以免污染防水粘结层(图14),否则应在铺装施工前彻底清理干净。

2.2 钢桥桥面铺装系统

2.2.1 国外钢桥桥面铺装系统的基本情况

德国是最为注重钢桥面铺装系统的国家之一,其桥面铺装系统由防水粘结层+铺装下层构成,见图15。混凝土铺装层与防水粘结层一起构成了强大的防水系统,有效阻止水分进入铺装层与桥面钢板之间。铺装下层是通过控制混合料的均匀性和孔隙率来实现防水的,一般采用浇注式沥青混凝土,部分采用密级配沥青混凝土。在英国,用于钢桥面铺装的浇注式沥青混凝土本身就源自于建筑工程用的防水材料——沥青玛王帝脂(也称为沥青胶砂或者沥青砂),用于钢桥面时,只需加入粒径大于3 mm的粗集料即可。

无论是英国浇注式沥青混凝土还是德国浇注式沥青混凝土,其0.075 mm通过率都在20%以上,沥青用量在7%~9%之间,再加上采用浇注的方式施工,混凝土均匀无空隙,具有较强的柔韧性,在荷载的作用下不易产生裂缝等导致雨水进入的破坏形式,因此具有极强的防水能力。

与此相比,碾压型沥青混凝土虽然设计孔隙率很小,但由于离析和碾压等问题的影响,成型后的铺装层并不均匀,难以起到完全防水的作用,柔韧性也不如浇注式沥青混凝土,在荷载作用下易产生结构性破坏,形成过水通道。

2.2.2 我国钢桥桥面铺装系统的基本情况

目前,我国钢桥面铺装主要采用环氧沥青混凝土(EA)和浇注式沥青混凝土(Mastic Asphalt或者Gus Asphalt,前者为英国浇注式沥青混凝土,简称MA,后者为德国浇注式沥青混凝土,简称GA)。这两种沥青混凝土都具有较小的孔隙率,浇注式沥青混凝土的孔隙率接近于0。根据前人的研究,沥青混凝土在孔隙率小于4%的情况下基本上是不透水的(图16)。因此,具有较小孔隙率的沥青混凝土铺装层是防水系统的第一道屏障,也是防水系统的重要组成部分。

2.2.3 钢桥桥面防水铺装系统施工中应注意的问题

钢桥桥面铺装系统施工中应注意的一个重要方面是铺装层接缝处理,若处理不当会导致铺装层接缝开裂,这是造成桥梁水损害的一个重要原因。目前,我国的浇注式沥青混凝土常采用日本的技术,即在接缝处设置贴缝条(图17),在沥青混凝土施工时,靠施工温度熔化贴缝条,充分填充接缝。同时,它还具有一定的延展能力,起到有效的防水作用。

3 结语

钢桥面铺装系统的使用条件比较苛刻,桥面铺装的防排水对保护钢桥构件和铺装层的使用功能起着至关重要的作用。钢桥面铺装系统的防排水应从排水系统、防水粘结层和铺装层三个角度设计,而防水粘结层的选择是桥梁防水设计的重中之重。防水粘结层不应过分降低铺装结构的路用性能,同时能适应钢桥的交通条件和所处的气候环境。铺装层混凝土也是钢桥面铺装防水设计的重要内容,除应选择孔隙率较低的铺装混凝土之外,还应注意铺装接缝的设计。施工质量控制也是保证桥梁防水性能的重要内容,包括基层处理、防水粘结层施工、铺装混凝土施工等。

参考文献

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[4]南京长江第四大桥浇注沥青桥面铺装设计方案[R].株式会社,2009.

[5]陈仕周,赵国云,闫东波,等.青草背长江大桥钢箱梁桥面铺装关键技术研究[R].重庆:重庆交通大学,2006.

钢桥面铺装技术篇7

(1)从混合料拌和完成到混合料摊铺及碾压都存在严格的有效工作时间,短于或超过此时间区间都会造成固化反应不完全或压实不充分等后果。

(2)混合料拌和及碾压要在规定温度条件下进行,超出温度范围的混合料会造成固化反应不完全或过早固化等后果。

(3)施工完成后的环氧沥青混合料孔隙率较低,施工过程中出现的任何水分都会造成铺装层鼓包、脱层等病害。

1 工程概况

上海闵浦大桥全长3 610 m,主桥长1 212 m,主孔跨径708 m,中跨主梁为正交异性板桁结合钢桁梁,采用双塔双索面钢桁梁双层斜拉桥形式。闵浦大桥是上海首座双层斜拉桥,也是世界上跨径最大的双塔双索面钢桁梁双层公路斜拉大桥。大桥上层按照高速公路标准设计,双向8车道,桥面宽43.6 m,设计车速120 km/h,设计基年的预测日均交通量为70 700 pcu;下层按二级公路标准设计,双向6车道,桥面宽18 m,设计车速为60 km/h,设计基年的预测日均交通量为32 400 pcu。其钢箱梁桥面行车道铺装采用双层国产环氧沥青混凝土结构设计,上、下层厚度分别为25 mm、30 mm,铺装层间以及铺装层与钢板间洒布国产环氧沥青黏结层。具体桥面铺装层结构如图1所示。

2 原材料准备

2.1 集料

上海闵浦大桥钢桥面国产环氧沥青混凝土集料选用江苏镇江茅迪石场的钢桥面专用玄武岩碎石,采用带有防潮膜的包装袋包装,每袋重约2t。所有集料进场前,应对其进行检验以确保质量满足技术要求。集料进场后,应按规格分别堆放(按粒径由大到小),并设明显标识牌。将集料放置在垫有十字木架并经水泥混凝土硬化过的场地上,同时采用军用帆布全部覆盖,以防淋湿、受潮,然后在集料堆上加盖油布遮挡防尘。场地砼硬化应高出原地面20 cm,并做好场地周边排水设施以防雨水浸泡。

2.2 沥青

国产环氧沥青混凝土采用东南大学专利技术的环氧沥青,环氧沥青材料为桶装,分别装在不同颜色的圆柱形铁桶内,每桶约220 kg。对环氧沥青组分(A、Bld、Bv)的性能在使用前应全面检验,确保各项指标符合技术要求。国产环氧沥青组分A、B的技术要求与试验方法分别见表1、表2。

2.3 矿粉

为确保矿粉质量稳定,矿粉必须采用同批次生产的同一批产品,并一次性进行采购,储存于密闭散装粉罐车内。密闭散装粉罐车平时摆放在有防雨防潮措施的大棚内。矿粉技术要求与试验方法见表3。

3 黏结层的喷洒

3.1 黏结层施工条件

只有当桥面板干燥、清洁、气温高于10℃,且确认当天施工期间不会出现雨、雾天气时,方可进行黏结料的喷洒。上海闵浦大桥桥面空气湿度大,早晚雾气较大,经观察论证最佳洒布应从早上10:00开始,下午16:00之前结束。

3.2 非喷洒区的覆盖

桥面风力较大,风况复杂,而黏层油是经高压雾化后喷洒的,为避免铺装层以外的部位(如缘石、护栏等)遭受污染,对这些部位都应采用塑料薄膜和透明胶带进行事先覆盖。

3.3 黏结料准备

在拌和厂,分别将已预热过的A料和BId料由厂内贮油罐泵入洒布机的对应贮罐内,并继续将A加热至90℃,BId加热至150℃(喷出黏结料的温度为150℃±5℃)。

3.4 正常喷洒量的控制(见表4)

为精确有效地控制喷洒量,要设专人根据喷洒机上设定的流量(L/min)和单位面积喷洒量及喷洒宽度进行控制。如果采用人工洒布,应事先计算出操作工的行走速度(m/min)。在喷洒过程中,操作工要按此行走速度进行喷洒,旁站监理要手持码表不断检查操作工的行走速度,并及时提醒。每次喷洒完毕前,工作人员须记录喷洒机流量计的初读数,喷洒过程中每行进100 m再记录一次,最后校验喷洒总量。

4 环氧沥青混凝土的拌和

4.1 拌和场地的选址

上海闵浦大桥分上、下二层桥面,二层桥面的上桥位置距离较远,并地处在闵行区龙吴镇闹市内。这是国内第一次进行类似工程的摊铺,拌和站选址是重点中的难点。综合考虑施工可行性及对附近居民、环境影响后,环氧沥青混凝土拌和场确定选设在大桥西岸A15引桥边的原土建标大型预制场内,拌和场到上桥面摊铺现场的运输距离约为25 min运输车程,到下桥面摊铺现场的运输距离约为20 min运输车程,从时间方面可保证正常的施工要求。

4.2 拌和楼的选型

环氧沥青混合料采用广东省长大公路工程有限公司自行改装的BENNINGHOVEN J-2000间歇式拌和楼生产,间歇式拌和楼设有接料滑车,以方便工作人员及时检测混合料温度。

4.3 混合料出厂温度控制

(1)沥青温度的控制。A、B组分加热保温罐的温度应该分别设定为87℃、130℃,不得随意改变。

(2)骨料温度的控制。为保证国产环氧沥青混凝土拌和温度控制在110～115℃范围内,在生产配合比设计阶段除进行冷料仓进料速度调试、热料仓比例调试外,还应认真调试矿料加热温度。寻找大气温度高低、冷料仓进料量、风油门开度与骨料温度的关系,从而制定温控曲线,以指导出厂温度控制。

(3)骨料、沥青、矿粉温度对混合料出厂温度的影响关系。从上海闵浦大桥钢桥面国产环氧沥青混凝土拌和楼出料的情况来看,在设定拌和机矿料加热温度时基本上不用考虑环氧沥青的温度,而主要考虑未加热的矿粉对拌和温度的影响。找出矿粉温度与骨料温度的关系曲线,以指导出厂温度控制。

4.4 混合料各组分计量精度控制

(1)国产环氧沥青。国产环氧沥青计量仪器为流量计,计量介质的流动性(黏度)对流量计影响很大,必须保持沥青、树脂温度稳定方能确保沥青及树脂的黏度稳定。国产环氧沥青计量仪器对控制电压变化影响也很大,建议提供独立的稳压电源单独给计量仪器供电。

(2)骨料、矿粉。每天收工后,必须对骨料、矿粉称进行对比性标定,确保称量仪器的准确度。

5 环氧沥青混凝土的运输

上海闵浦大桥钢桥面国产环氧沥青混凝土的运输车装载量为每辆12.6t,在运输过程中必须用棉被或双层帆布覆盖国产环氧沥青混凝土,环氧沥青混合料半成品在20 min运输车程中温度会升高3℃左右。国产环氧沥青混凝土的生产运输时间界限见表5。

注:混合料温度为料车中各锅料温度平均值;最长时间指从第一锅料生产至清空运料车的最长允许时间;最短时间指从第一锅料生产至清空运料车的最短允许时间。

6 环氧沥青混凝土的摊铺

6.1 摊铺方向及顺序

在设置摊铺方向及顺序时,应考虑尽可能地减少料车及机械在已施工完成的环氧沥青面层上行驶。上海闵浦大桥钢桥面摊铺时采用广东省长大公路工程有限公司自行设计的侧向喂料机,该机只能从摊铺机前进方向的左边向摊铺机喂料,因此选择摊铺方向及顺序要考虑尽量少移机。

6.2 摊铺过程中需注意的问题

(1)设备的加注油料、检修必须在桥面范围以外进行,施工过程中不允许任何设备停机加油,不允许设备出现故障。

(2)施工前用适当材料(如等大小的木板)将桥边落水口堵实,防止摊铺过程混合料下落影响桥下正常通航。

(3)备好2种至少各3块熨平板垫木。一种厚度为摊铺层的松厚,另一种厚度为摊铺层松厚与压实厚之差。

(4)熨平板的预热温度应控制在110～121℃之间。加热温度应均匀一致,为防止局部过热,宜采取断续加热方式。

(5)按送料单上规定的时间指挥卸料。设专人计算并控制摊铺速度,根据供料能力及各料车送料单的“容许卸料时间范围”进行及时调整,以控制不停机、不超时、力求匀速摊铺为原则。因故超过规定卸料时间的料一律废弃。

(6)摊铺机与料车若有打滑现象,可沿轮迹带撒一层热拌混合料。

(7)要设专人负责翻动螺旋布料器两端和中间部分的“死料”,由专人检查摊铺之后的“死料”,并且去除后要及时补上好料。

(8)卸完料的车不得在正桥上掉头,应继续前行至另外一端引桥掉头,穿过中央分隔带由钢桥的另半幅返回拌和厂。

(9)每天摊铺完毕后,在摊铺机驶出摊铺区的轮迹带上须铺设长约20 m的三合垫板,以防摊铺机履带污染其他区段,同时应及时将摊铺机各处黏着的环氧沥青擦拭干净并在该处涂上适量的植物油。

7 环氧沥青混凝土的碾压

7.1 压实工艺要求(见表6)

注:碾压一遍是指在碾压范围内,摊铺层表面的任一点都通过了一次压路机(不含叠轮)。

7.2 压实需要注意的问题

(1)压路机碾压时,应考虑重叠1/3轮(或轮组)宽,确保不出现漏压现象。压路机的折回处忌处于同一横断面上。

(2)初压的第一遍碾压,压路机应在追近摊铺机时方可后退。此时,压路机速度控制以不产生横向裂纹和推移为原则。

(3)压实从工作面的低处往高处碾压,初压第一碾应将自由边处先空出宽30～40 cm不压,待中间部位压过后,将压路机大部分重力置于已压过的混合料上,再压边缘;或设专机碾压边缘,以尽量减少摊铺层向外推移。

(4)正桥两端接缝处,应先用钢轮压路机进行横向碾压。碾压上面层横缝时,压路机钢轮绝大部分应位于引桥已摊铺工作面上,第一次伸入新铺层1/3轮宽,第二遍再向新铺层移入2/3轮宽,直至钢轮全部进入新铺层为止,再改为纵向碾压。

(5)正常碾压过程中,采用专用隔离剂(或植物油)的拧干拖把擦拭碾轮的方法来防止混合料黏轮。碾压前,还可采用在引桥上以热吹风加热碾轮的方法来防止开始碾压时碾轮温度过低造成的混合料黏轮现象。

(6)终压后,如发现表面仍有横向微裂纹,应立即用轮胎压路机碾合,碾压后再用钢轮压路机碾平。

(7)对压路机无法碾压的特殊部位(如落水口与缘石之间),可采用小型振动压路机及振动夯板和手持式夯锤压实。

8 施工缝的处理

8.1 施工缝的设置

上海闵浦大桥上层钢桥面施工单幅单层分三幅摊铺,设2条纵缝;下层钢桥面施工分二幅摊铺,设1条纵缝,并且上、下层纵缝按错开10 cm设置。环氧沥青施工时,应尽量避免横向施工缝的设置,确实无法避免时,横向施工缝必须设置在钢箱梁的横隔板中间附近,且相邻两幅及上、下层的横缝应错开1m左右。

8.2 施工缝的切割

(1)切缝前,要预先画好线,沿线切割。铺装层上的施工纵缝及横缝均采用60°斜接缝。

(2)采用手持式切缝机进行切割。铺装下层切缝深度控制在2.5 cm左右,上层切深控制在2 cm左右。

(3)切割时间应通过试切确定。即当铺装碾压完1～2h后,用切缝机在画线外侧拟被切除的铺装上试切。当发现切缝平顺,不再拉料,切割面光洁平整时,即可开始正式切割。

(4)切缝后,应即用铲将铺装的多余部分撬走,并用细铜丝刷和较宽的鬃毛刷去除不稳定的颗粒及清扫灰尘,然后采用湿拖把擦拭和采用高压空气将所有颗粒及灰尘吹走。

9 施工后的养护

9.1 鼓包处理

每一幅环氧沥青混合料铺装碾压完毕后,在3～5 d内要派专人不断地检查是否有鼓包发生。当发现鼓包时,应立即用直径3mm的钢针由包顶插入放气(插2个孔)。在3d内出现鼓包的,放气后用手持夯锤将鼓包击平,并用专用修补材料填满插孔;在3d后出现鼓包的,放气后将现配环氧沥青结合料注入鼓包内,击平后让多余的黏结剂由插孔冒出并刮走。

9.2 养护

环氧沥青混凝土铺装施工完毕后,采用自然方式养护,养护期暂定为30～45 d,在此期间禁止一切车辆通行。

1 0 结语

环氧沥青混凝土是一种优良的钢桥面铺装材料,其铺装施工时间、温度、环境的要求极为严格,性能受施工条件影响很大,而其作为新型桥面铺装材料在国外有非常成功的案例。国产环氧沥青混凝土铺装在国内的运用还处于起步阶段,其主要技术指标及各项使用性能与美国环氧沥青相比较为接近,但其价格比从美国进口的较低。从目前情况来看,国产环氧沥青混凝土是非常有市场前景的。本文结合上海闵浦大桥钢桥面国产环氧沥青铺装工程,以位于繁华闹市位置的一个工程实例为例,对在繁华闹市中设置环氧沥青拌和站以及双层斜拉桥的国产环氧沥青桥面铺装施工组织和关键技术控制进行经验总结,为同行从事相关工作时提供参考。

摘要：文章结合上海闵浦大桥国产环氧沥青钢桥面铺装项目,从处在繁华闹市位置的一个工程实例出发,对国产环氧沥青混凝土铺装施工组织及关键技术控制进行了全面探讨,并对国产环氧沥青混凝土的施工应用进行了经验总结。

关键词：国产环氧沥青,施工技术,控制

参考文献

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[4]黄卫,李淞泉.南京长江第二大桥钢桥面铺装技术研究[J].公路,2001(1):37-41.

钢桥面铺装技术篇8

一、钢桥面铺装层的特点和要求

1. 铺装层的特点

对于大跨径钢桥来说, 通常采取悬索桥和斜拉桥这两种形式, 其主梁要选用强度大、刚度高的钢材。而钢桥的桥面铺装层和一般公路的沥青混凝土路面不同, 其面板柔性, 行车荷载、空气的温度和湿度、风灾以及地震等环境因素都会使钢桥的面板产生变形。而钢桥面板所处的环境温差比较大, 还要求要做到防水和防锈蚀等, 这些情况决定了钢桥铺装层具有和普通沥青路面不同的一些特点。

(1) 结构形式

钢桥铺装层面没有一般沥青路面的路基路面结构, 是铺设在钢桥面板上面的, 而由于钢板的变形比较大, 其振动和位移以及和铺装层之间的粘合状态都会直接影响到铺装层的运营状态。

(2) 环境温度

钢桥面板的导热性能比一般公路的混凝土和路基材料要高很多, 再加上钢桥是横跨在江河之上, 其昼夜温差和季节温差都比较大, 极端温度高。

(3) 气候环境

大跨度桥梁一般建于搭建大河或者海峡之上, 其所处环境强风和台风比较频发, 引起桥体的振动, 对桥面铺装层具有较大的破坏性。

(4) 密实性

铺装层需要有足够的密实性, 才能防止雨水或者其它具有腐蚀性的物质渗透到铺装层底下的钢板, 进而腐蚀钢板, 影响桥梁的运营安全和使用寿命。

2. 铺装层的要求

根据上面这些特点分析, 对于钢桥面铺装层则应该做到以下的要求:

(1) 要有普通沥青路面的基本要求;

(2) 要有良好的热稳定性;

(3) 要有良好的抗裂能力;

(4) 要有良好的防水抗腐蚀能力;

(5) 要有良好的变形协调能力;

(6) 铺装层和钢桥面板之间的粘合要牢固;

(7) 铺装层的表面要做到平整抗滑和耐磨;

(7) 铺装层的厚度要适当。

二、大跨径钢桥面环氧沥青混凝土的铺装

钢桥面环氧沥青混凝土铺装的关键是对环氧沥青混合料的拌制以及摊铺, 在这个环节上, 必须要合理组织、严格施工, 因为环氧沥青对施工温度以及掺有固化剂的要求, 各个环节的作业要做到连贯, 并要在有效的作业时间之内完成。

1. 铺装前的准备

在对钢桥面进行环氧沥青混凝土铺装前, 应该确保桥面的干燥和清洁, 而且要确认施工当天不会出现下雨或者大雾等潮湿天气, 才可以进行粘结剂的喷涂, 否则就会造成铺装层和钢桥面板粘合不稳的情况。钢桥面板和铺装层之间接触部位全部都要覆盖喷洒到粘结剂, 当天喷洒和次日铺装层施工的位置要相对应, 喷洒区要比铺装区的边缘多出两到三厘米, 在粘结层凝结完成之后, 要在48 h之内进行环氧沥青混凝土铺装层的铺装作业, 以防止粘结层沾上其它异物, 降低与铺装层的粘结质量。

2. 环氧沥青混合料的拌制

为了保证环氧沥青混合料的拌合质量, 在使用拌和机时, 应采用加热烘干矿料来进行除尘, 每盘拌合1.5~2.0 t的混合料。对于各种热疗仓矿料采用累积称量, 矿粉和加温环氧沥青则分别称量, 然后放进搅拌机进行周期性的拌合再出料。

对于矿料的温度, 要控制在180℃~190℃之间, 沥青的加热温度则要设定为170℃, 环氧树脂加热温度在60℃。环氧沥青混凝土的出料温度要控制在160℃~170℃之间, 最好的话是可以控制在165℃, 这样就可以保证混合料的压实温度和碾压质量。

3. 环氧沥青混凝土的摊铺和碾压

混合料的摊铺以钢桥面原先铺装层顶面作为摊铺的基准, 使用摊铺机进行摊铺。在摊铺前, 摊铺机以及压路机等设备需要停靠在桥面的范围之外, 所有设备都要做好万全的准备, 做好检修, 加好油, 在施工的过程中不可以停机加油, 烫平板的预热温度要控制在160℃, 加热温度要均匀, 采取断续的加热方式以防止烫平板的局部加热过度。在摊铺的过程当中, 要有专设人员负责处理螺旋布料器两端和中间的“死料”。当天的摊铺工作结束之后, 还要擦干净摊铺机上各处沾上的环氧沥青。而为了保证钢桥面铺装层的平整和密实, 对于上层的氧沥青混凝土的摊铺最好采用挂线法来进行施工。

混合料的压实包括初压、复压和终压三道工序。初压是混合料预压实工作的基础, 压力机要紧跟在摊铺机的后面对摊铺的环氧沥青混凝土进行及时碾压, 以整平和稳定混合料, 同时也能很好的防止混合料温度过快的下降, 给复压制造更合适的条件。对摊铺混合料的初压要在混合料的温度下降到82℃以下之前完成;对混合料的复压是为了是其密实、成形以及稳定, 复压决定了摊铺混合料的密实度, 复压的碾压速度不宜过快, 一般要在5 km/h以内;对混合料的终压是为了清除初压和复压时留下的轮迹, 以形成平整的铺装压实面, 终压要在摊铺混合料的温度下降到65℃之前完成。另外应该注意的是, 在对混合料进行碾压的时候, 碾压路线和方向不可以突然改变, 碾压的整个过程要保持匀速的进行, 还要有专设人员对碾压轮进行涂水或者涂油, 以防止混合料粘轮, 在涂水涂油的时候还要注意用量, 过量的用油或者用水量会使环氧沥青混凝土产生汽包, 如果产生气泡要及时用尖锐物将起泡戳破并重新进行压实。

4. 铺装层接缝的处理

如在铺装过程中需要设置横向的施工缝, 则其上下层的施工缝要间隔1 m以上, 而且禁止设置在横隔板处。在铺装施工完成之后, 自由边要切割整齐, 以为邻幅的施工衔接制造便利。一般在碾压完成的两个小时之后就就可以开始对施工缝进行切割, 注意切割的时候要保证切缝的平顺, 不能拉料, 切割面要做到光洁平整, 切割的角度以45度最合适。

三、结语

大跨径钢桥面环氧沥青混凝土的铺装随着科技的进步, 其技术必定会得到更好更广泛的应用, 作为桥梁的设计施工人员, 应该在实践中学习, 再将学习运用于实践, 以不断提高自身的专业技术水平, 才能为我国的桥梁建设事业做出更大的贡献。

参考文献

[1]吕伟民.沥青混合料设计手册[M].北京:人民交通出版社, 2007 (05) .

[2]从培良.环氧沥青及其混合料的制备与性能研究[D].武汉:武汉理工大学, 2009.

钢桥面铺装技术篇9

关键词：昆山中环,ERS,施工工序,控制要点

1 昆山中环西线高架钢箱梁桥面ERS铺装结构设计

昆山中环西线高架钢箱梁桥面铺装结构厚度为8cm, 设计方案为:EBCL防水粘结层+下层3cm RA05冷拌环氧+上层5cm SMA13。由于EBCL环氧防水抗滑层兼有防腐和防水功能, ERS铺装方案实施前, 只需对钢箱梁顶板上表面进行喷砂即可。

2 ERS钢桥面铺装材料技术指标

(1) EBCL防水层。EBCL防水层所用环氧树脂粘结料为冷拌材料, 涂布于钢板表面后立即撒布一层玄武岩碎石, 起到防水抗滑的作用。其中撒布的玄武岩碎石应干燥、洁净、无风化。

(2) 集料。钢桥面铺装混凝土用的集料必须满足规范要求, 钢桥面铺装要求比高速公路更为严格, 集料的技术指标要求也更加严格。

(3) RA05冷拌环氧混合料。冷拌RA05是一种公称最大粒径为5mm的环氧混合料, 油石比范围为7~10%。

(4) 二阶反应环氧粘层。高弹改性沥青混凝土与冷拌树脂混凝土RA05层间采用二次反应环氧粘层, 用量为0.5~0.7kg/m2。

3 施工组织

下面将对施工中主要的部分进行阐述。

ERS钢桥面铺装应采用有经验的技术队伍, 施工前, 将对施工和管理人员进行专项技术强化培训;施工的主要设备包括:喷砂、EBCL施工相关设备, 冷拌环氧RA05混凝土施工设备以及上层SMA施工设备, 设备需进行调试, 保证各项设备和零部件工作正常;铺装材料主要有:RA胶结料、EBCL粘结料、钢桥面集料和矿粉等, 所有材料必须检测合格后方可进场。进场材料分类存储堆放, 注意防雨防潮。环氧类材料采用强遮光补遮盖;冷拌环氧采用的集料为袋装桥面专用料, 布置于防水场地上, 避免受潮;场地选择面积宜不小于400m2, 并硬化到位、不积水, 以满足材料堆放及拌和设备可操作的需要;距钢桥不宜超过5km, 实现近距离快速施工, 避免拌和混合料常时间延迟塑化, 宜在3小时之内完成现场压实;

4 施工工序及控制要点

(1) 钢板喷砂除锈。喷砂除锈前要保证钢板清洁、干燥、无污染, 确保钢板表面无焊瘤、飞溅物、针孔、飞边和毛刺等。采用真空无尘喷砂机和人工磨砂机具对钢板进行除锈, 以免钢板遇水遇潮发生锈蚀。除锈后钢板表面应达到 (GB8923-88) 标准, 喷砂处理的钢板清洁度要求达到Sa2.5级, 粗糙度达到60~100μm, 人工方法要求钢板清洁度达到St3.0级;遇到下雨情况, 立即停止除锈并覆盖好已喷砂钢板, 待天气转晴后, 重新进行钢板除锈。

(2) EBCL施工。钢板除锈施工完毕后, 立即将钢板吹干, 保证钢板表面无灰尘、油污等杂物;并立即检验钢板质量, 合格后及时进行EBCL环氧碎石防水抗滑层施工。钢板除锈开始后4小时内须在钢板表面涂布EBCL环氧树脂粘结料, 涂布过程中紧跟撒布3~5mm粒径的玄武岩碎石, EBCL环氧树脂粘结料涂布量为0.8~1.0kg/m2, 碎石洒布率要达到满布面积的70~80%;EBCL防水抗滑层施工完毕后, 需要常温养生2~3天, EBCL防水抗滑层在干燥前若遭雨淋, 须重新施工。

(3) RA05冷拌环氧混凝土施工: (1) EBCL养生2~3天, 达到设计强度后, 应保证EBCL表面干燥、清洁, 以免影响铺装层与防水层的粘结性能。 (2) 其后在EBCL表面和新旧铺装接缝四壁涂布0.3~0.5kg/m2量的树脂粘结层, 涂布开始后3小时内进行RA05摊铺。 (3) RA05混合料采用冷拌环氧混凝土拌和机拌和, 拌锅及料仓须保持矿料干燥, 干拌时间不少于10s, 湿拌时间不少于60s。 (4) 采用整幅摊铺形式, 不留施工缝, RA05摊铺碾压采用沥青路面常用机械即可, 要求混合料拌和完毕后3小时内卸料摊铺并完成碾压, 摊铺速度3~5m/min, 摊铺厚度采用走平衡梁进行控制, 摊铺过程中应检查并清除有缺陷的混合料。 (5) 压实设备应配有钢轮式、轮胎式压路机、小型振动压 (夯) 实机具进行压实组合, 至少采用1台钢轮压路机和胶轮压路机进行碾压, 遵循紧跟、慢压原则, 不得开启振动压实。RA05冷拌环氧混凝土碾压过程中, 需在其表面撒布粒径为10~13mm的玄武岩碎石, 撒布率为满布的30~40%, 并通过碾压使其部分嵌入RA05混凝土中, 部分裸露在RA05表面。 (6) RA05冷拌环氧混凝土施工完毕后, 应放置随桥养生试件并逐日进行检测, 一般需常温养生2~3天, 强度达到设计要求;养生过程中, 严禁无关车辆与行人进入施工区域。

(4) RA05表面喷砂RA05养生达到设计强度后, 应对其表面进行喷砂, 提高界面的粗糙度, 喷砂完成后应检查并清除嵌入RA05表面的松动碎石。

(5) 二阶环氧粘层: (1) RA05表面喷砂完成后, 应尽早在其表面和接缝四壁涂布二阶环氧粘层, 用量0.5~0.7kg/m2, 涂布完成后, 经过养生1~2天完成固化后, 需将表面吹干燥、洁净, 清除干净表面粘住的脏物, 其后进行上层高弹改性沥青混凝土的摊铺。 (2) 二阶环氧粘层指干前的养生过程中应防尘、防雨、防潮, 二阶环氧粘层在指干前若遭雨淋, 必须清除后重新施工。

(6) SMA施工: (1) 改性沥青砼采用间歇式沥青拌和站拌和, 要求干拌时间≥10s, 湿拌时间≥60s, 集料加热温度约180~185℃, 沥青要求温度160~170℃, 出料温度约170℃。 (2) 运输时要保持高弹改性沥青砼清洁干净, 装料过程中按照“前、后、中”移动分三次装料, 以减少混合料中粗骨料的离析现象, 运输过程注意保温, 避免混合料运输过程中温度离析。 (3) 改性沥青砼摊铺前, 要求摊铺机熨平板加热>100℃, 摊铺速度2~4m/min, 做到缓慢、均匀、不间断地摊铺, 摊铺厚度采用走平衡梁进行控制。 (4) 改性沥青砼的碾压方式和虚铺系数通过试验段确定, 推荐按照钢轮初压2遍+胶轮5遍+钢轮终压2遍, 碾压速度2~4km/h, 初压温度≥160℃, 碾压终了温度≥90℃, 以完全消除轮迹为准, 具体碾压组合按照试验段确定。 (5) 改性沥青砼铺装压实完成12小时后, 且RA05冷拌树脂混凝土达到设计强度后, 方可开放交通, 养生过程中, 严禁无关车辆与行人进入施工区域。

参考文献

钢桥面铺装技术篇10

1 力学控制指标的选取

钢桥面铺装体系由正交异性钢板、防水层和铺装层组成,混凝土桥面铺装层则由水泥混凝土桥面板,防水粘结层以及桥面铺装层构成。对于钢桥面和混凝土桥面铺装体系而言,在车辆荷载作用下,均有可能在铺装表面出现横向裂缝、纵向裂缝等形式的开裂破坏以及由铺装层与桥面板之间粘结力不足引起的层间滑移、剪切破坏等病害形式。因此本文采用有限元分析软件ADINA对2种桥面铺装结构体系进行数值分析,得到铺装层在车载作用下产生的应力、应变和最大变形出现的位置和数值后,对比分析并总结2种铺装结构形式的特点。

根据对钢桥面和混凝土桥面铺装常见病害的调查结果,选定本计算的力学控制指标为:(1)铺装层表面的最大横向拉应力;(2)铺装层表面的最大纵向拉应力;(3)铺装表面的竖向最大位移[1,2]。

2 模型建立及指标值对比

2.1 计算模型

钢桥部分取正交异性钢桥面局部梁段作为计算对象,局部梁段纵向包含4块横隔板,横向包含7条加劲肋。纵桥向取9.0 m(3跨横隔板长度3.0 m×3),横桥向取4.2 m(共7个U形加劲肋0.6 m×7)。钢板、横隔板厚度分别为14 mm和10 mm,模型中钢材的弹性模量E采用210 000 MPa,泊松比取0.25,铺装层材料采用环氧沥青混凝土,厚度40 mm,模量采用1 000 MPa,泊松比取0.25。分析过程中假设沥青混凝土铺装层和钢桥面板都为均匀、连续和各向同性材料。

设计荷载为公路Ⅰ级单后轴双轮压力,由于横向最不利荷位为荷载中心落在加劲肋侧肋的正上方[3,4],以此位置作为钢桥面铺装结构力学响应的横向计算荷位。

混凝土桥部分取某混凝土桥局部梁段作为计算对象,混凝土桥面板的构造参数根据某长江大桥箱梁设计文件选取[5,6],箱梁板、横隔板厚度分别为120 mm和200 mm,水泥混凝土的弹性模量E取36 000 MPa,泊松比取0.2,铺装层材料采用环氧沥青混凝土,厚度40 mm,模量采用1 000 MPa,泊松比取0.25。分析过程中假设沥青混凝土铺装层和水泥混凝土都为均匀、连续和各向同性材料。

2.2 力学控制指标值对比

在进行钢桥面铺装层力学响应分析时,采用行车荷载到横隔板距离分别为0.2 m、0.4 m、0.6 m、0.8 m、1.0 m、1.2 m、1.4 m、1.6 m、1.8 m共计9个特征位置。计算参数为横隔板跨距L=4.48 m,桥面钢板厚度h=14 mm,铺装层厚度D=50 mm,铺装层弹性模量取E=1 000 MPa,铺装层弹性模量比n=E钢/E铺装材料=210。

在进行混凝土桥铺装层荷位分析时,采用行车荷载到横隔板距离分别为0.2 m、0.4 m、0.6 m、0.8 m、1.0 m、1.2 m、1.4 m、1.6 m、1.8 m的9个特征位置。计算参数为横隔板跨距L=7.5 m,桥面顶板厚度h=100 mm,铺装层厚度D=40 mm,铺装层弹性模量取E=2 000 MPa,铺装层弹性模量比n=18。计算结果见图1~图3。

由图1可知,钢桥面铺装层表面最大横向拉应力随着荷载距横隔板距离的增大出现先增后减再增的波浪式趋势;而混凝土桥面铺装表面最大横向拉应力随着荷载距横隔板距离的增大则出现单调递减的趋势。

从图2可以看出,钢桥面铺装层表面最大纵向拉应力随着荷载距横隔板距离的增大而出现先减再增后减的波浪式趋势;而混凝土桥面铺装表面最大纵向拉应力随着荷载距横隔板距离的增大则出现单调递减的趋势。

如图3所示,钢桥面铺装层表面最大竖向位移随着荷载距横隔板距离的增大而出现单调递增趋势;而混凝土桥面铺装表面最大竖向位移随着荷载距横隔板距离的增大则出现先增后减的趋势。

2.3 铺装层模量影响对比

为分析模量比的变化对钢桥面铺装层受力与变形特性的影响,拟定了8种模量比,分别为50、80、100、120、150、180、210和250。计算结果见图4~表5。

由图4与图5可见,随着模量比的增大,也即随着铺装层模量的减小,铺装层表面的最大横向拉应力和最大纵向拉应力逐渐减小,而其表面的最大竖向位移则不断增大。

为分析模量的变化对混凝土桥面铺装层受力与变形特性的影响,拟定了6种模量,分别为600MPa、900 MPa、1 200 MPa、1 500 MPa、1 800 MPa和2 000 MPa,计算了在车载作用下铺装层表面拉应力(横向、纵向)及最大竖向位移。计算结果见图6与图7。

由图6与图7可见,随着铺装层模量的增大,铺装层表面的最大横向拉应力和最大纵向拉应力逐渐增大,而其表面的最大竖向位移则不断减小。模量对2种铺装层表面最大拉应力与竖向位移的影响规律是相同的。

2.4 铺装层厚度影响对比

分析钢桥铺装层厚度和模量的变化对铺装层内部应力应变的影响时,铺装层厚度范围取20~80mm,变化步长是10 mm。对应每个铺装层厚度值,充分考虑铺装层模量的变化,分别取模量比为5,100,210,500和1 000。计算结果见图8~图10。

由图8和图9中曲线可见,通过增加铺装层的厚度可以减小铺装层最大横向拉应力和最大纵向拉应力,但是铺装层厚度过大会增加钢桥的恒载,不利于整体桥梁结构受力;而且铺装层厚度增加到一定值时,对降低铺装层最大横向拉应力和最大纵向拉应力的作用会减弱。由图10可见,当模量比n≤500时,铺装层表面最大竖向位移随铺装层厚度的增加而减小;当模量比n>500时,铺装层表面最大竖向位移随铺装层厚度的增加而增大。这是由于n较大时,沥青混凝土模量比较小,铺装层厚度过厚容易出现车辙,使得铺装层表面最大竖向位移变大。

分析混凝土桥铺装层厚度和模量的变化对铺装层内部应力应变的影响时,铺装层厚度范围取20~80 mm,变化步长是10 mm。对应每个铺装层厚度值,充分考虑铺装层模量的变化,分别取模量E=600 MPa,E=900 MPa,E=1 200 MPa,E=1 500 MPa,E=1 800 MPa,E=2 000 MPa 6个特征值。计算结果见图11~图13。

由图11中曲线可见,在某固定的模量值下,随着厚度的增加,铺装层的最大横向拉应力不断减小;而在给定铺装层厚度下,随着模量E的变大,铺装层最大横向拉应力亦变大。同时可以看出,铺装层厚度增加到一定厚度值时,它对降低铺装层最大横向拉应力的作用会减弱。

由图12中曲线可见,在模量一定的情况下,随着厚度的增加,铺装层的纵向拉应力会先升后降,而在给定铺装层厚度下,随着模量E的变化,铺装层最大纵向拉应力呈现良好的单调性。

由图13可知,在固定模量下,铺装层越厚,竖向位移越小;模量越大,增加厚度越能降低竖向位移;厚度越小,模量的改变对竖向位移的影响则越小。

3 结论

本文通过运用有限元方法建立正交异性钢桥面复合铺装体系模型与混凝土桥面复合铺装体系模型,对比分析了铺装层力学控制指标的变化规律以及铺装层厚度、材料模量对铺装体系力学特性的影响。得出结论如下:

(1)铺装材料模量改变影响规律相同。随着铺装材料模量的变大,铺装层表面应力均增大,而竖向位移均减小。

(2)铺装材料厚度改变影响规律不同。

(1)横向与纵向拉应力:模量一定,厚度增加,钢桥面铺装层的最大横向与纵向拉应力减小;而混凝土桥面铺装层的最大横向与纵向拉应力先增后减。厚度一定,模量增加,2种铺装层最大横向与纵向拉应力均增加。

(2)竖向位移:荷载一定,对给定铺装层厚度,随着沥青混凝土模量的增大,铺装层表面的最大竖向位移降低;存在一极限模量,当E小于此极限模量时,铺装层表面最大竖向位移会随铺装层厚度的增加而增大。

(3)横向拉应力荷位特性不同。钢桥面铺装层表面最大横向拉应力随着荷载距横隔板距离的增大而先增后减再增呈波浪形,而混凝土桥面铺装表面最大横向拉应力则单调递减。

(4)纵向拉应力荷位特性不同。钢桥面铺装层表面最大纵向拉应力随着荷载距横隔板的距离的增大而先减再增后减呈波浪形,而混凝土桥面铺装表面最大纵向拉应力则单调递减。

(5)竖向位移荷位特性不同。钢桥面铺装层表面最大竖向位移随着荷载距横隔板的距离的增大而单调递增,而混凝土桥面铺装表面最大竖向位移则先增后减。