桥面铺装拟合论文

桥面铺装拟合论文（共8篇）

桥面铺装拟合论文 篇1

摘要：大跨度预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥多采用悬臂分阶段挂篮施工, 施工过程中的桥面线形受诸多因素影响, 现实状况必然与理想状况有差距, 因此, 对桥梁合拢后的桥面线形进行拟合显得尤为重要。Excel强大的数据分析功能为快速合理地解决桥面铺装的线形拟合问题提供了一条有效的途径。结合西格铁路大桥的施工监控实例, 对桥面铺装拟合的方法进行探究, 并通过实际数据整理出Excel在大跨度桥梁桥面铺装拟合中的合理应用。

关键词：Excel,连续梁桥,连续刚构桥,桥面铺装拟合

目前大跨度预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥多采用悬臂分段挂篮施工, 由于施工过程中会受到诸多不利因素的影响, 如温度的变化, 材料的性能, 混凝土的收缩徐变以及施工精度等, 桥梁合拢后的桥面线形和设计的理想状态会存在比较大的差距, 如果直接浇筑铺装层, 定会造成桥面的纵向线形不流畅, 对日后桥梁正常运营时的行车安全度和舒适度都将造成很大影响。因此, 对桥面线形进行拟合, 重新调整是很有必要的。悬臂法施工后的桥面平整度较差, 现在的桥面调平层厚度一般为6~15cm, 得到拟合后的调平层厚度应该接近设计的调平层厚度, 太厚既浪费材料增加预算又增加了二期恒载, 对结构不利;太薄则会使部分钢筋网片露出混凝土外, 造成桥面早期破坏。通过拟合得到桥面线形应当是线形平顺, 调平层厚度尽量均匀。在保证前两者的同时, 还要保证桥面的横坡不改变, 以免行车过程中产生左右晃动。

悬臂分段挂篮施工后的桥面线形, 可通过全站仪和水准仪测量出里程桩号和对应的桥面标高, 通过分析两者的关系, 绘制成X、Y散点图, 大体上判断出X和Y之间的关系是线形趋势还是曲线趋势, 对于曲线趋势, 可通过曲线拟合来描述自变量X和因变量Y之间数量上的依从关系。曲线拟合就是选择适当类型的曲线来拟合这些实测数据, 并用拟合的曲线方程来分析两变量之间的关系。对于曲线拟合方法, 用得较多的是最小二乘法和回归分析法, 但是对于数学基础薄弱的人来说, 计算过程过于复杂, Excel是最常用的办公软件, 而Excel具有强大的数据分析功能, 且普遍简易, 具有很高的使用价值。

1 基本方法

在做曲线拟合之前, 应当对实时数据进行采集和处理。一般来说, 单幅桥面应当具有三组数据, 即同一截面要测量三个标高, 中心点标高、左测点标高以及右测点标高。对于左侧点和右测点具体位置的确定, 没有一个具体要求, 应根据工程的实际情况以及当时桥面的测量状况决定, 最好是能够在设计标高点上进行测量。

将所测数据Excel表格输入, 分别以测点的里程桩号为X轴, 测点的裸梁实测标高为Y轴, 可先在Excel中建立散点图, 观察桥面的整体线形趋势, 对于明显偏大或偏小的数据我们可以去除。同时, 为保证不造成后面拟合得到的三点调平层厚度难以调匀的结果, 我们可将数据进行平均处理, 即通过横坡将另外两点调成某一点的标高, 再进行对比求平均值。最终用来拟合的数据可用这一组平均值。由此一来, 就避免了在某一两个点上, 横坡施工不到位造成后面计算的调平层过厚或者过薄。

桥面铺装的曲线拟合, 最理想状态是整个桥梁能拟合成一条曲线, 这样无论是从线形的连贯性和光滑度, 还是从横坡保证度上来说都是最好的。但是实际情况往往是做不到整个桥梁顺着一条曲线走向, 这时候我们就应当根据实际情况, 如调平层的厚度要求、横坡的设置要求等, 对桥梁进行分段处理, 使曲线在各个方面能够达到要求。

最后就是Excel的实际操作, 将里程桩号数据作为X轴, 裸梁标高作为Y轴, 选择“插入”→“散点图”→“X, Y (散点图) ”→“添加趋势线”, 用Excel生成的公式, 以里程桩号为X轴, 重新计算桥面标高, 拟合的桥面标高加上调平层设计值就是最终的桥面铺装层标高, 此时,

调平层厚度=最终桥面标高-实测裸梁标高

在这里, 要特别指出的是, 算得的最终桥面标高一头一尾两个点的标高应该采用设计标高, 这样桥梁才能与前后的路基或者桥梁顺利连接。

2 工程实例

2.1 工程概况

西宁西格铁路大桥起于青藏铁路西 (宁) 格 (尔木) 段南侧, 本桥为第四联, 第四联为悬浇变截面混凝土连续箱梁, 桥梁采用上、下分幅设计, 全宽33.5m, 单幅桥宽16.65m, 两幅桥之间设0.2m空隙。主桥跨径为 (55+95+55) m, 单箱单室截面, 箱底宽8.65m, 两侧悬臂长4m, 全宽16.65m。箱梁底板水平, 顶面设置4%横坡, 通过梁腹板高度调节, 腹板保持铅直。大桥的调平层设计值为6cm, 沥青层为10cm。

2.2 Excel的实例计算

以大桥右幅桥面铺装拟合为例。大桥裸梁的实测数据分三组, 分别是左侧点:离桥面左边缘0.9m, 右测点:离右护栏0.5m, 以及截面中心点, 相邻两点之间为5m。对三组数据进行分析得到, 由于部分点横坡施工不够理想, 所以将左右两侧点换算到中点去平均值再进行拟合。对平均值进行处理, 将数据分成两段曲线进行拟合。第一段为里程桩号K51+110~K51+180, 第二段为里程桩号K51+185~K51+305。

具体的Excel操作方法以第一段曲线为例。观察坐标X与Y的线形趋势, 在趋势线中选择多项式, 由于第一段曲线数据不是很多, 所以可选择低次数方程进行拟合, 对第一段曲线选择二次方程, 得到公式:

利用该公式对X重新进行计算, 得到拟合曲线, 由公式 (1) 计算调平层厚度 (表1) 。

第二段曲线计算方法类似, 方程次数可采用3次方:

2.3 计算结果

利用上述方法对桥面曲线进行拟合, 可计算出桥面最终的桥面标高以及调平层的厚度 (见表1) 。可以看出, 拟合曲线的最终调平层厚度与设计值是比较符合, 平均值为6.13cm。桥面的最终线形也比较平滑, 桥面平整度较高, 达到了桥面线形调整的目的, 为沥青铺装层的均匀摊铺、形成最终桥面理想状态奠定了基础。

对比图1, 拟合之后的线形比之前的线形光滑, 且纵向线形顺畅, 满足行车要求。

3 结论

(1) 实践证明, 大跨度预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥由于跨中预拱度大且主梁顶面平整度不够的情况下, 可采用Excel对桥面线形进行拟合, 可达到较好的效果, 能使桥面整体线形较为平顺, 为下一步沥青层的铺设奠定良好基础。

(2) Excel拟合桥面线形简单易学, 从西格铁路大桥桥面铺装拟合曲线监控结果分析可知, 桥面铺装线形基本满足设计要求, 使实际成桥线形光滑、流畅, 更加趋于设计线形。因此, 采用Excel方法对大跨度预应力混凝土桥梁桥面铺装线形拟合是可行的。

参考文献

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试析公路桥面铺装防水措施 篇2

【摘 要】影响桥面铺装质量的因素有很多，水便是最常见也是最关键的因素之一。本文根据桥面铺装受到破坏的原因以及机理做了探讨，并就此提出了相应的防治水害的措施，以供同行参考。

【关键词】公路；桥面铺装；防治措施

0.前言

公路桥面铺装质量对桥梁行车的舒适度以及桥梁抵抗外界气候侵蚀能力有着非常重要的影响，桥面铺装的损坏不仅会导致行车颠簸、道路通行能力降低，还会加剧桥梁的腐蚀。本文就此从以下几个方面做简要的探讨。

1.水破坏桥梁的机理

桥面铺装应该采用质量较好的防水层，并且要做好养护工作，只有这样才能避免防水设施破坏掉。此外如果防水层设计以及施工不合理，或者采用质量比较次的防水材料用于施工中，便会给桥面工程的施工质量造成一定程度的影响。一般水给桥梁造成的破坏主要表面在如下几个方面：

1.1具有一定的侵蚀作用

空气里面的水和雨水都是成份比较复杂的液体，有易溶解的气体、有机质及矿物质，最为常见的是有酸性物质、氧离子以及氯离子等。当这些酸、碱物质过量时便会给桥梁混凝土以及金属材料带来侵蚀和损坏。

1.2具有一定的渗透和毛细作用

假如防水措施失效或者不能达到预期的施工效果，一旦水跟桥梁结构接触，就会顺着结构体孔隙不断的渗透，当水积存到一定程度时便会形成水位差，发生渗透现象，通常这种渗透会给桥体上下部的结构带来极大的危害。由于季节不断的发生变化，便使得水冻胀效应的破坏性更加明显。严重的腐蚀性不仅会导致桥梁被慢性破坏，还会促使空气里面的酸或者酸雨和混凝土材料产生发硬，进而促使可溶性盐生成。当水分蒸发后，盐便会沿着混凝土孔隙析出并附着于桥梁体的表面上，从而使得它受到腐蚀损害；与此同时，碱性物质给桥梁造成的腐蚀也是借助水反应带来膨胀而使得裂缝形成。特别是在沿海地区，由于大气及雨水里面的盐不断的渗透到混凝土里面，便使得梁里面的钢筋发生锈蚀。从这可以看出，桥面防水非常重要。

2.公路桥面铺装防水主要措施

2.1铺贴卷材防水层

一般卷材防水层都会具有比较好的韧性，并且可以承受适量的侧压力、振动以及变形。特别是在耐腐蚀以及抗渗方面，采用贴式防水层的水泥混凝土或者沥青混凝土进行铺装，可以取得很好的施工效果。贴式防水层通常需要设置在垫层上面，一般需采取“三油二毡”的方法，它的厚度多为1到2厘米，防水层上面则需采用厚度为4厘米左右、标号不低于C20号的细骨料混凝土当作保护层，待其强度达到一定标准时就可以将沥青混凝土或者水泥混凝土铺筑在路面上，然而这是一种比较传统的防水方法，在很多发达国家已经淘汰掉。

目前，研究人员开发出来了品种繁多的新型沥青防水卷材，最为常用的便是SBS改性沥青防水卷材和App改性沥青防水卷材以及再生胶油等。沥青防水卷材胎体发展比较快，现在已经从纸胎发展为玻纤胎、聚酯胎等；浸涂材料主要有氧化沥青和催化氧化沥青等。

2.2防水涂膜防水层

近几年西方国家研发出了一种新型的薄膜喷洒防水层，也就是先在板面上浇一层透层油，随后在它的上面喷洒薄膜层，最后再讲粘结层铺洒在上面。目前经常采用的涂膜是聚氨酯、珍烯酸以及硅橡胶等。喷洒薄膜防水层与基底、面层之间的粘结性比较好，而且弥补了卷材的不足，然而这种方法也有它的不足之处，比如容易出现针孔现象和毒性污染以及厚度不够均匀等。

2.3采用化学灌浆法

裂缝很容易导致结构腐蚀并且会将其使用寿命降低，因而一定要采取修补措施，以便保证它的耐久性，这时最好可以采用化学灌浆法。这种方法使用的胶结剂需依照裂缝的大小来选择，比较常用的是甲凝和环氧树脂等。当裂缝小于0.1毫米时，可以采用甲凝灌浆法，它的粘滞度比较小便于灌注；当裂缝在0.1到0.4毫米之间时，则可采用环氧树脂灌浆法；当裂缝的宽度大于0.4毫米时，应该采用水泥浆。化学灌浆法在修补裂缝时防水以及空气渗透性比较好，不仅可以有效抑制水，防止水气渗入梁体里面导致钢筋受到腐蚀，还能避免水泥因为盐析带来的盐分而不断的从里往外转移，以免风化及盐析现象的产生，此外延长了桥梁使用寿命。

2.4采用水泥砂浆防水层

水泥砂浆防水层主要分为两种，一种是里面添加外加剂的水泥砂浆防水层，另一种则是刚性多层防水层。

2.4.1采用防水混凝土结构防水法

密实性比较好的混凝土的自防水能力比较强。施工人员往普通的混凝土里面添加一定量的减水剂、氯化铁便生成了防水混凝土结构，其防水性能也得到了提高。减水剂通常是作为一种阴离子表面活性剂，它是分子里面所含有的亲水以及憎水两种基因的有机化合物。这类化合物可以把水表面的张力以及界面的张力降低，进而起到表面活性的作用，通过使得带电的水泥颗粒之间相互排斥，将水泥凝聚团里面包裹着的多余水分释放出来。减水剂不仅可以把混凝土水灰比降低，还可将其和易性改善，促使其密实度增加，进而起到很好的防水效果。

2.4.2排水设计

桥面排水属于一项比较系统的工程，它不单单需要从纵向或者横向及时的将铺装层表面所含的水分及时排走，还需要设置相应的密水排水层以及防水层，以免水分渗入到铺装层以及桥梁结构里面。此外还需要注意的是只有把铺装层里面的水排出去，才可以防治桥面结构受到水害影响，进而将其使用寿命延长。据相关调查可知，促使桥面和桥梁结构水损害愈加严重的主要原因便是渗入到铺装层里面的水分难以排出。所以施工设计人员在对桥面铺装进行设计时，一定要在横向位置设置相应的铺装层内部排水设施。

3.公路桥面铺装施工注意事项

桥面铺装层是否能够选取合适的防水措施直接关系到桥面的质量以及美观，特别是新旧混凝土是否可以粘结在一起，这又跟底层的混凝土能否得到妥善处理以及浇筑的修补材料有着密不可分的关系。所以在对公路桥面铺装采取防水措施时需要注意以下几点：

3.1处理好旧桥面

在对桥面进行铺装前需要凿掉一些破损的铺装层（如果是沥青混合料的铺装层，则需要全部凿除），随后再将箱梁表面的混凝土凿掉2厘米左右。此外施工人员还需将桥面凿掉后的混凝土松散粒和砂石等杂物全部清理干净。

3.2选取质量好的材料

施工人员用于铺装桥面的材料以及防水材料一定要慎重选择，严格控制材料质量关，所采用的骨料级配一定要好，并且要求它必须具备非常好的和易性且浇补时一定要振捣充分。在对桥面进行修补时应该采用干硬性混凝土或者钢纤维混凝土，以便将新浇混凝土收缩减少，从而起到补强的作用。

3.3做好后期养护工作

施工人员一定要留充足的养护时间，在防水层施工完毕后要加强对桥面的养护工作，不允许桥面过早的通车受力，如有必要施工人员可以架设临时浮桥来满足交通运输所需。

4.结语

水和水里面的有害物质对水泥混凝土何钢筋都有一定的侵蚀作用，而且会极大的影响到公路桥梁结构的使用时间，所以施工人员要加大这方面的重视，对桥面设置性能俱佳的防水层并不断的完善整个桥梁工程的排水系统，使得桥梁的质量有所保障。

【参考文献】

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[3]蔡庆龄，刘敏奎.公路桥面铺装质量问题[J].科技传播，2013（08）.

桥面铺装拟合论文 篇3

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。

参考文献

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桥面铺装技术概述 篇4

1 国外桥面铺装技术发展水平及趋势

目前,国外桥面铺装技术比较成熟。对于大桥、特大桥的桥面铺装的使用要求高,桥面铺装往往进行特殊设计、特殊施工,研究集中于桥面铺装结构类型的选择及材料改性。欧美混凝土桥梁桥面一般铺设防水层或防水系统,多采用双层式或三层式铺装。从桥面防水层技术的发展与应用情况来看,不同国家和地区由于使用经验和技术的差异,对不同的防水层技术的应用效果和认可程度不同,主要有冷涂膜、防水卷材、热SBS改性沥青以及沥青砂等种类。

1.1 日本的桥面铺装

结构组合形式一般为:

(1)沥青混合料层+板状防水材料+沥青橡胶粘结剂+混凝土桥面板;

(2)沥青混合料层+3层氯丁橡胶型防水材料+氯丁橡胶粘结剂+混凝土桥面板;

(3)沥青混合料层+乳化沥青(粘结)+沥青层(防水)+沥青橡胶粘结剂+混凝土桥面板。

沥青混合料层一般为两层,SMA混合料、密级配沥青混凝土和浇注式沥青混凝土都有应用。浇注式沥青混凝土是日本应用最广泛的铺装类型,但是由于其热稳定性差,20世纪90年代初期,日本在工程中应用改性沥青SMA或浇注式作为铺装下层,上层多采用SMA结构,使用效果良好。

1.2 美国的桥面铺装

一般分两层铺筑,下设防水层。防水层最初使用涂膜类,但效果不佳,此类防水层在美国应用不多,至今这种观点没有改变,而卷材类防水层在美国应用较多。沥青混凝土桥面铺装层采用环氧改性沥青混凝土或SMA。环氧沥青混凝土使用的胶结料为环氧沥青,环氧沥青是将环氧树脂加人沥青中,经与固化剂发生固化反应,形成不可逆的固化物,这种材料从根本上改变了沥青的热塑性质,而赋予沥青完全新的优良物理力学性质。优点是粘结性强、抗高温变形、抗腐蚀,缺点是价格昂贵,对施工温度、时间、材料要求严格,且雨季不能施工。总之,环氧沥青混凝土桥面铺装应用技术有成功的范例,但也有失败的例子,环氧沥青拌制的沥青混合料,主要适用于夏季高温炎热地区的桥面铺装。环氧沥青混凝土在美国中南部各州应用比较广泛主要是为了解决高温车辙问题,使用效果较好。

1.3 德国桥面铺装

一般采用两层沥青混凝土铺筑,上层为4～5cm的SMA或普通沥青混凝土,下层为3～5cm的浇注式沥青混凝土或普通沥青混凝土,防水层采用卷材类。浇注式沥青混凝土技术起源于德国,是按施工工艺确定的一种沥青混凝土,属于悬浮式密实型结构,在高温状态下进行拌和、运输、摊铺,流动性大,依靠自身的流动性密实成型,无需碾压,只需摊铺整平机具即可完成施工并能达到规定的密实度和平整度。具有不透水、抗疲劳、抗老化、抗低温开裂、耐久性好的优点。但缺点是高温性能、抗滑性能差。德国早期使用双层浇注式沥青混凝土铺筑,但为了兼顾桥面铺装的防水与行驶安全,现在一般仅在下层使用浇注式沥青混凝土,上层为抗滑层。卷材类防水层和沥青混凝土桥面铺装在德国是成熟技术,应用非常普遍。

1.4 其他国家桥面铺装

法国、英国、意大利、比利时、瑞典等国桥面沥青混凝土铺装多数采用双层铺筑,桥面防水层采用厚度8～20mm沥青砂或涂膜类。加拿大普遍使用热橡胶沥青涂膜作为防水层。

小结:国外经过几十年的实践与探索,结合各自国家和地区的具体情况,均有基本固定成型的技术规范,不同的桥面铺装组合型式及防水层类型使用效果都能满足使用要求。

国外沥青混凝土铺装层多采用双层式铺筑,铺装下层多为沥青混凝土(3～6cm)或浇注式沥青混凝土(3～5cm,少数),上层多SBS改性沥青混凝土、或SMA磨耗层(3～5cm)型式。桥面防水层常用的形式为涂膜、卷材、热橡胶沥青或沥青胶砂。无论采用哪一种组合型式的桥面铺装和防水层,都要将桥面防水层与桥面铺装整体进行考虑,保证防水层完整性及与混凝土铺装层之间的粘结牢固,才能真正发挥桥面防水层的作用。不同的国家和地区使用经验及技术水平不同,关键问题是结合本国材料特性和实际施工工艺水平解决防水问题,做好桥面防水层,选用耐久性好、抗疲劳、抗裂缝变形能力强、不透水的防水层技术才能保证设置使用桥面防水层的目的,即保护桥梁和防水的作用。

2 我国桥面铺装技术的发展水平及趋势

我国桥面铺装技术的研究与应用主要针对特殊大型桥梁(一般为钢桥面)桥面铺装和防水层,而且集中在沥青铺装层结构型式和材料改性方面。目前的桥面铺装混合料类型主要有SMA、浇注式沥青混凝土和环氧沥青混凝土。

国内大多数普通的水泥混凝土桥面铺装未进行单独设计,其结构多为:防水层+双面层沥青混凝土铺装,其中桥面防水层有涂膜类、卷材类、沥青砂等。双面层沥青混凝土铺装采用的混合料型式和厚度多与路面中上面层相同。

2.1 特殊大型桥梁(一般为钢桥面) 桥面铺装技术

(1)SMA桥面铺装

汕头海湾大桥是一座预应力混凝土悬索桥,先期铺筑了5cmSMA,1995年底通车,通车后桥面铺装破坏严重。1997～1998年,对桥面铺装进行了改造:下层采用SMA16调平、上层采用SMA13罩面,通车至今已经历了多年考验,目前整体性能完好。福州市三县洲闽江大桥是预应力混凝土斜拉桥,采用双层丁苯橡胶改性沥青SMA铺装,结构层为:粘结防水层+3cmSMA9.5下铺装层+5cmSMA16上铺装层,1999年建成通车,至今使用效果良好。杭州湾大桥桥面铺装方案为:上层改性沥青SMA-13(45mm)+粘层SBS改性乳化沥青+下层改性沥青SMA-13(45mm),防水层为砂粒式橡胶沥青混凝土防水找平层(25mm)、反应性树脂下封层。虎门大桥、武汉军山长江大桥、厦门海沧大桥等大桥桥面铺装使用了改性沥青SMA。改性SMA技术成熟,具有成套的施工设备,是目前我国钢桥面应用较多的铺装形式。

(2)环氧沥青混凝土桥面铺装

20世纪90年代,东南大学开始对环氧沥青混凝土材料进行研究,并于1994年在上海龙吴路石龙路口进行了试验路的铺筑。2000年9月,南京长江二桥首次使用环氧沥青混合料进行桥面铺装,该桥通车至今整体路面质量良好。环氧沥青混凝土铺装技术主要解决钢桥面高温车辙和层间粘结问题,已应用于南京长江二桥、江阴大桥、润扬长江大桥以及天津大沽桥、湛江海湾大桥钢桥面铺装,使用效果良好。

(3)浇注式沥青混凝土桥面铺装

浇注式沥青混凝土铺装技术,主要解决层间粘结、桥面防水和耐久性问题,我国上个世纪90年代末才引进浇注式沥青混凝土技术,主要为解决一些大桥、特大桥、钢桥及悬索桥面铺装技术难题,用于大型跨海、跨河、跨江的钢桥面铺装工程多。最早在江阴长江大桥钢桥面进行50mm浇注式沥青混凝土单层铺装,完全引进英国浇注式沥青混凝土技术,材料、施工队伍、施工设备全部是英国的。开放交通后不到半年,桥面铺装破损严重。后来国内以重庆交通科研设计院在深入分析研究技术基础上,吸收国外的经验,并结合我国的实际情况,先后将其应用在山东胜利黄河大桥、润扬大桥、上海东海大桥、天津子牙河大桥、吉林松源松花江大桥的桥面铺装的下面层,上面层则采用SMA抗滑表层。而浇注式沥青混凝土以其无需碾压独特的施工工艺和空隙率极小、密实、不透水、抗疲劳等优点,越来越多地被应用于各种大桥桥面铺装,成为国内特大桥桥面铺装的主流技术之一。但浇注式沥青混凝土存在造价高、需要专业施工机具且国内此类施工机具少等不足,使这项技术的推广应用受到了一定限制。

2.2 水泥混凝土桥面铺装技术

(1)水泥混凝土桥面铺装技术概述

我国现行设计、施工规范中,仅把桥面铺装层作为桥梁工程的附属结构进行设计,主要从所用材料、方法、厚度等方面作了简要的指导性说明,缺乏对桥面铺装这种特殊功能层性能要求的全面考虑,可操作性不强。国内高速公路水泥混凝土桥面上的沥青混凝土铺装一般不进行单独设计和施工,主要结构为:防水层+中面层(AC-20、Sup-20等)+上面层(AC-13、SMA13等);有些桥梁在进行桥面铺装的过程中采用了粘层+砂粒式沥青混凝土+路面上面层结构(AC-13、SMA13等)。由于国内通行的作法是除了特殊桥或大桥桥面铺装,一般不进行特殊设计和施工,而是与相邻路面一并施工,这样,对于桥面铺装技术的应用研究集中到桥面防水层技术的研究。

(2)桥面防水层使用的历史和经验

我国以前大量使用的是冷涂膜类(主要是乳化沥青类)和防水卷材类,实践经验证明,这两大类桥面防水层材料在国内使用效果不佳,很多桥面铺装在投入使用一定时间后,防水层因抗剪、粘结、耐久性等不能满足使用要求而破坏,进而加速了桥面铺的装损坏。

涂膜类桥面防水层一般采用乳化沥青或乳化改性沥青,成膜薄,无保护层,沥青混凝土铺装施工时防水薄膜被硌破不可避免,导致防水层失效。国内很多省份的高速公路桥面防水都有过这方面的教训。

使用卷材类防水层以北京市政桥梁防水层工程为代表。由于卷材类防水层存在横纵向搭接,搭接处粘结不紧密,另外施工铺筑卷材时边烘烤边粘贴,卷材与水泥混凝土桥面板难以完全密贴,虽然抗硌破能力稍强,但投入使用后搭接处被剪应力拉开而使卷材产生错动,致使桥面沥青混凝土铺装随着卷材移动而形成开裂,失去防水能力,使用效果不佳。

总的来说,国内对桥面防水层技术的应用已久,研究很少,多年来的无数桥面防水层工程成了各种防水层材料和技术的大试验路,处于“用用看,用了坏,坏了修,修了坏”的恶性循环。工程技术人员也针对这种情况不断分析原因,探索更适宜的桥面防水层技术。

(3)现在使用的桥面防水层技术

本世纪初期,热SBS改性沥青技术是近几年在全国使用较多的桥面防水粘结层技术,施工快捷、价格便宜,效果较好于传统的冷涂膜类和卷材类防水层。这项技术目前存在的主要问题是材料选用及施工工艺还没有规范,改性沥青洒布不均匀,洒布量变化范围较宽(0.5～2.0kg/m2);为防止施工时粘轮,通常喷洒完改性沥青后,随即撒布碎石,碎石的种类、规格、用量不统一,易出现改性沥青防水粘结层被施工机械粘起带走或在防水层与沥青混凝土铺装层之间形成隔离层,造成防水层破坏或沥青混凝土铺装层脱离,也难免会出现防水层被硌破的现象。我国现行《沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)在“水泥混凝土桥面的沥青铺装层”部分中喷洒沥青或改性沥青类桥面防水粘结层的施工要求也很笼统,没有沥青技术指标、洒布量、碎石种类和用量的规定。可见,对改性沥青撒碎石技术有必要进行完善、规范。

3 桥面防水层技术在辽宁省的应用实践

辽宁省桥面铺装技术的发展阶段基本与全国同步。2000年以前,我省桥面防水层多数使用涂膜类、卷材类桥面防水层,使用效果不尽人意,桥面铺装早期病害比较严重,主要表现为泛白、唧浆、坑槽等。近几年来,我省高速公路陆续采用热改性沥青作桥面防水层。随着施工水平的提高,目前我省桥面铺装使用状况一定程度上得到改善,但仍存在一些亟待解决的问题。2008年通过对辽宁省使用SBS改性沥青撒碎石桥面防水层技术的桥面铺装使用状况的全面调查。调查中发现我省使用SBS改性沥青撒碎石防水层技术的桥面铺装总体应用效果较历史上其它防水层使用效果好。沈大高速公路自2004年9月改扩建完成通车后,至今运营四年整,桥面铺装全部完好。丹本高速公路沿线大、中、小桥梁共136座,总桥长24347.15m。该高速公路沿线桥面铺装总体使用状况良好,但部分桥面铺装存在破损,其中双向共计有35座桥桥面铺装存在不同程度的破坏,以坑槽为主,少数桥面铺装存在网裂,有过维修养护历史的桥面铺装比例为12.78%,桥面铺装破损面积累计约为131.8m2,占桥面铺装总面积的0.02%。桥面铺装出现的问题主要原因有以下几方面:

(1)热SBS改性沥青洒布不均,桥面防水层局部缺失,失去防水粘结作用;

(2)沥青混凝土铺装时防水层被硌破;

(3)桥面沥青混凝土铺装层间结合不好;

(4)部分沥青混凝土铺装层透水;

(5)对防水层的施工质量控制重视不够。

4 结 论

(1)对于大桥特大桥桥面铺装要根据其受力特点、工程所在地气候条件、交通量等方面的约束条件进行特殊设计和施工。

浅谈桥面铺装病害 篇5

目前, 在相当多的公路桥梁工程中, 桥面铺装出现不规则的网状裂缝、较规则的纵向、横向裂缝及较严重的碎裂等病害。产生病害的原因是多方面的, 本文就对桥面病害产生的原因及防治措施加以了论述。

1 病害产生的原因

1.1 设计方面的原因

1.1.1 桥面铺装的受力分析

某些设计单位在设计时, 没有考虑桥面铺装参与结构受力, 未按主受力截面要求配筋。但实际上, 车辆荷载直接作用于桥面铺装层, 桥面铺装也就直接承受高速行车的冲击、剪切和磨耗, 直接承受气候的影响, 日晒升温、日落降温, 并与主梁 (板) 存在一定的变化差异, 因此铺装层与主要承重结构必须共同受力、协调变形。根据目前的设计原则, 对铺装层的配筋没有特别计算, 只是要求配置少量的构造钢筋而已, 这是影响桥面质量的因素之一。连续梁等结构负弯矩区铺装层实际承受拉力, 为布设抗拉钢筋和采取相应措施, 少数桥梁受力结构刚度较小、震动较大等也是引起桥面铺装开裂的客观因素。

1.1.2 配筋材料的选用

目前, 公路桥梁桥面铺装层中常用φ8或φ10钢筋, 间距一般为10cm×10cm、15cm×15cm、20cm×20cm, 现场绑扎, 这是设计单位在桥面铺装层通常采用的配筋设计, 具有经济、使用效果相对较好等特点。而近几年在我国部分桥梁的桥面铺装层中将钢筋网改用扩张网, 工地常用规格为DM3030, 每张尺寸为2m×2m, 棱形网格, 断面为3mm×3mm, 其每平方米铺装层钢筋重量为1.58kg, 与铺装层使用φ8钢筋网 (15cm×15cm) 的钢筋重量相比仅为1/3.33, 扩张网含筋率太低。另外, 扩张网本身刚度不足, 极易变形, 其棱型几何形状不利于桥面结构受力, 特别是横轴方向 (横桥向) 钢丝面积约为长轴方向的50%, 且与横轴夹角大, 承受横轴拉力作用大大减弱, 导致部分桥面铺装层损坏严重。因此, 配筋材料的选择也是影响桥面铺装质量因素之一。

1.2 施工方面的原因

1) 混凝土原材料的选用。桥面铺装混凝土要有足够的强度和耐磨性, 选用的材料必须严格把关, 水泥安定性差会造成桥面开裂;砂不宜太细, 否则会造成局部坑洞, 在车辆荷载作用下形成较严重的破碎。

2) 与梁面的粘结。一些施工单位在浇筑梁 (板) 时顶面比较光滑, 而且表面有一层浮浆, 在施工桥面铺装时为全面凿毛;另外, 桥面上杂物没清理干净, 造成桥面铺装与梁 (板) 结合差, 铺装层形成一薄层单独作用, 而铺装层根本就承受不了车辆荷载作用下所产生的内力。

3) 钢筋网的放置。在公路桥梁部分损坏较为严重的桥面铺装中发现, 所配钢筋网很多未能安设计位置安装, 部分钢筋网靠近梁 (板) 面放置, 特别是在工作缝位置, 钢筋网没能穿过工作缝, 部分钢筋网虽穿过工作缝但沉到铺装层底部, 钢筋网起不了它应有的作用, 桥面铺装就很容易破坏

4) 铺装层厚度。由于梁 (板) 顶面高程控制不严或梁 (板) 张拉引起反拱等原因, 造成桥面铺装厚度不均匀, 个别地方仅有4~5cm, 铺装层在这些地方也容易破坏。

5) 混凝土质量。混凝土的质量对铺装层来说至关重要, 混凝土配合比选用不好, 水灰比偏大, 干缩性较大, 会产生收缩裂缝。另外, 混凝土的养生直接关系到混凝土的质量, 特别是在夏季施工时, 水份蒸发快, 如果养生不及时就很容易产生收缩纹, 在通车后就会扩展导致铺装层大面积破损。混凝土强度不足, 过早开放交通也是造成桥面铺装破坏的原因之一。

6) 工作缝的位置。桥面铺装的总向施工缝主要是由施工单位根据现场的机械设备等条件来设置的。由于纵向施工缝没作特别的处理, 所以要尽量避开辆重轮作用带位置。而部分桥梁车辆轮轴线刚好落在纵向施工缝附近, 导致铺装层首先在施工缝两侧破坏。

7) 特殊位置的处理。因为伸缩缝处混凝土直接承受车辆荷载较大的冲击, 而且要求伸缩缝附近混凝土较平整且伸缩缝随梁体的变形自由伸缩, 所以伸缩缝的安装质量直接影响桥面的使用寿命。在斜弯桥中, 铺装层必定存在角部。混凝土桥面应设横缝, 一般4~6m一条, 横缝位置应与防撞栏断缝垂直。现在一些桥往往不重视横缝, 一是切缝不及时, 二是错缝, 引起桥面产生一些横向裂缝。

当然, 桥面铺装病害产生的原因是多方面的, 必须具体情况具体分析, 这里只是分析了一些比较常见的原因。

2 病害的防治措施

虽然说桥面铺装受力情况较为复杂, 施工控制难度较大, 但只要从设计到施工各阶段都全面考虑、重点处理, 做到精心设计和精心施工, 也是能做出质量上乘的桥面铺装的。我国也有不少成功之例。实践表明, 下面几点对提高桥面铺装质量来说是切实可行和行之有效的:

1) 桥面铺装类型的选择应综合考虑各种因素, 应根据桥梁的结构形式、受力特点、公路等级、轻重型车辆的分布情况、气候等因素来确定是采用水泥混凝土还是采用沥青混凝土。对于那些受力结构刚度较小、震动较大、面层拉应力较大的桥梁建议采用沥青混凝土铺装层。2) 在设计上应适考虑桥面铺装的实际受力状况, 不仅要在全面积上设置一定数量的钢筋网, 还应重点考虑受拉区钢筋的布置, 在受拉区的桥面铺装应将钢筋加密。3) 在特殊位置应作特殊处理, 如伸缩缝、斜弯桥的角部、预切缩缝两侧都应采取相应的措施予以加强, 保证铺装层在这些地方不会首先破坏。4) 桥面铺装层的强度应不低于主梁 (板) 的混凝土强度, 施工时要减少水灰比, 严格按配合比施工。小型机具加人工操作时应每盘过磅, 不能采用体积比, 施工过程中应根据实际情况调整施工配合比。另外, 要严格控制原材料的质量, 保证砂石料的质量符合规范要求。5) 严格控制铺装层的厚度, 最终浇筑的厚度以8~10cm为宜。由于梁 (板) 顶面高程控制不好造成局部厚度偏小时要采用措施, 可以采用局部加强, 也可以用调坡处理。6) 钢筋网必须按设计位置安置, 宜采用短钢筋头支撑防止施工人员将钢筋踩到底层, 顶面保护层以2.5~3.0cm为宜, 特别在工作缝的位置要连续通过。7) 纵向施工缝的位置应避开重型车轮迹带范围, 应设在分布标线一侧。8) 在浇铺装层混凝土前应彻底清理梁 (板) 顶面混凝土, 凿处松动砂石、浮浆及各种油渍, 并人工凿毛, 保证新老混凝土粘结牢固。预埋φ12~φ16的剪力筋与铺装层钢筋网焊接。

3 结语

桥面铺装病害是多样化的, 同时引起的原因也是多方面的, 我们应针对其成因, 采用预防为主的原则, 加强设计施工等方面的管理, 确保结构安全和避免不必要的损失。

摘要：随着高等级公路的飞速发展, 桥梁的数量的增多, 许多桥建成通车之后不久就出现了病害, 给车辆的运行和桥梁的维修带来诸多不便。本文就对桥面铺装病害产生的原因进行了分析, 重点阐述了病害的防治措施。

关于桥面铺装裂缝的防治 篇6

当前我国正处在大力建设社会主义经济的形势下, 完善的交通基础建设势在必行。桥梁作为跨越障碍的通道, 是铁路、公路和城市道路等庞大交通网络的重要组成部分。桥面铺装作为桥梁上部构造的组成部分, 它直接承受车辆、人群等荷载并将荷载传递至桥梁的主要承重构件, 且将车辆等作用的集中荷载起到一定的分布作用, 同时还能保护桥梁的主要承重结构免受雨水等自然环境中一切不利因素的侵蚀。

针对上述情况, 我们在桥面铺装施工时, 首先进行了高性能水泥混凝土配合比设计;其次在施工过程中科学地组织了施工技术人员和机械设备, 并优化了施工工艺。此举有效地避免了水泥混凝土桥面铺装产生裂缝的质量通病, 使桥面铺装的质量明显提高。

我公司现承建的忻保高速公路路基十一合同段中的汾河特大桥, 是忻保高速公路最大的桥。该特大桥位于忻州—保德高速公路K70+050处, 桥梁全长1 336 m, 上部结构采用38孔35 m先简支后连续预应力混凝土箱梁, 下部结构采用柱式墩、台和钻孔灌注桩基础。支座除连端处设滑板支座外, 其余均为板式支座。为了减轻安装重量和增加横向整体性, 在各箱梁之间设横向湿接缝。桥面铺装采用厚度为10 cm的C50混凝土。

2 水泥混凝土桥面铺装裂缝产生的原因分析

1) 配合比设计不合理:混凝土是指为了达到一定要求和条件用胶结料 (如水泥) 、水、细集料 (如砂子) 、粗集料 (如碎石) 以及必要时掺入化学外加剂与矿物混合料, 按最经济的比例配合、拌和成为塑性状态的拌和物。这种拌和物随着时间的延长, 水泥会产生水化硬化作用并将混合料中的砂石连成一个具有一定强度的整体。在混凝土硬化的过程中, 单位用水量多的情况下由于水分的散失, 导致体积发生收缩引起混凝土的干缩裂缝。所以水灰比偏大的配合比是不合理的。

2) 混凝土拌和站配合比比例控制不严格:混凝土的质量在很大程度上取决于混凝土拌和物的和易性即流动性、粘聚性和保水性, 因为这几种性能最终能够确定混凝土硬化后的结构是否密实。但混凝土流动性的大小与单位用水量有关;粘聚性大小与水泥浆用量有关;泌水现象又是因为水泥用量少与单位用水量多不协调所致。所以混凝土施工中水泥用量、单位用水量和其他组成材料控制不严格, 极易导致混凝土质量降低。

3) 混凝土中使用的原材料不合格:进场的粗、细集料规格、洁净程度不能满足设计要求时, 它们组成的级配就较差, 集料混合料之间的空隙率就偏大, 在保持同等水泥浆数量不变的情况下, 填充空隙用的水泥浆数量增多, 而包围在集料表面周围形成润滑层的厚度就减小, 混凝土的流动性就比较差, 从而使混凝土结构硬化后不能够密实, 即降低了混凝土的强度, 导致结构受到荷载作用时极易产生应力破坏。

4) 施工温度选择不科学:混凝土的流动性随着温度的升高而减小。经试验证明, 温度每提高10 ℃混凝土的坍落度就大约减小20 mm～40 mm。且混凝土具有热胀冷缩的性质。混凝土在形成强度的初期, 水泥水化会放出较高的热量, 使混凝土内部温度增高即内部产生较大的体积膨胀 (混凝土的温度膨胀系数为0.000 01, 即温度升高1 ℃, 每米膨胀0.01 mm) , 而在混凝土表面会随着水分的散失、环境温度降低而产生收缩, 此时混凝土在内胀外缩的情况下使其表面产生很大的拉应力。当表面的拉应力一旦超过混凝土的极限抗拉强度时表面就会开裂。可见桥面铺装施工时温度选择不当, 混凝土就会发生膨胀或收缩变形, 造成结构的破坏。

5) 桥面铺装后期养护不科学:混凝土强度增长必须保证两个条件, 即温度和湿度。这两个条件相辅相承、缺一不可。因为水泥硬化是在一定温度下进行的, 当温度低于0 ℃时硬化不仅会停止, 并且可能因水结冰膨胀而使混凝土强度降低甚至破坏;混凝土施工完成后也必须保持一定时间的潮湿, 这样水泥水化硬化才能顺利进行, 以保证混凝土强度的正常发展。如果温度、湿度不满足, 就会影响水泥水化硬化正常进行, 即严重降低混凝土强度而产生干缩裂缝。

3 汾河特大桥水泥混凝土桥面铺装的施工

3.1 施工前的准备工作

3.1.1 高性能钢纤维水泥混凝土配合比设计

1) 在混凝土拌和物中掺入适量超细粉状矿物活性材料 (优质粉煤灰、硅粉等) 置换部分水泥, 同时掺入一定量的钢纤维, 成为一种可浇筑的材料即为高性能钢纤维混凝土。与一般混凝土相比, 抗拉、抗弯强度等以及耐磨、耐冲击、耐疲劳、韧性和抗裂等性能都可得到提高。

2) 桥面铺装C50高性能混凝土配合比见表1。

注:水灰比为0.309;坍落度为100mm～130mm;28d强度为67.6MPa

3.1.2 施工工艺流程的确定与技术交底

1) 汾河特大桥桥面铺装施工工艺流程如下:

主梁面板清理→施工测量放样→桥面铺装钢筋绑扎→桥面铺装混凝土浇筑→覆盖养护→下道工序。

2) 技术交底:

项目总工程师首先组织技术人员对图纸进行了复核, 有不清楚的地方向设计代表进行了咨询与核实;其次讲解了桥面铺装的施工工艺、机械的操作和施工中的安全、环保注意事项。

3.1.3 施工现场的准备工作

1) 彻底清扫预制板顶部杂物和建筑垃圾, 并用水清洗其表面灰尘, 清洗干净后开始绑扎钢筋;

2) 测量技术人员首先用全站仪在预制板顶每5 m一个桩号放出桥面铺装控制点, 然后用水准仪在放样点进行抄平, 并在中央分隔带护栏基座和外侧防撞墙上标出桥面铺装设计高程线;

3) 所用的钢筋表面应洁净, 且应平直无局部弯折。开始绑扎、安装时要严格按照图纸设计尺寸、规格进行。钢筋绑扎、安装完毕后必须对钢筋网尺寸, 钢筋根数以及保护层厚度等进行检测, 合格后方可进行下一道工序施工。混凝土浇筑前必须再次清理面板顶部并洒少量水保持干净、湿润。

3.2 施工过程中和施工后养护的控制措施

1) 科学选择施工时间:

汾河特大桥地处山西北部, 桥面铺装施工季节正处于夏季。在这高温季节为了避免混凝土的干缩变形和温度变形, 施工时间选在了当天16:00至第二天9:00进行。

2) 严格控制混凝土拌和站的生产过程:

a.前期对拌和站原材料进场时进行含泥量、压碎值、筛分和级配等指标的试验检测, 符合设计要求的方能使用;b.对拌和站开机前所输入的配合比数据进行复核, 确保原材料上料比例正确;c.当拌和站开机后先进行混凝土的坍落度试验, 检验混凝土的和易性、粘聚性、保水性等, 确保运到现场的混凝土质量满足使用要求。

3) 现场严格按照工艺流程施工:

当混凝土运到现场开始浇筑、收面、拉毛或压槽和覆盖必须按照制定的工艺流程进行。当沿横坡方向拉毛或用机具压槽时, 须防止用力过大造成混凝土面开裂;覆盖也须及时, 否则混凝土表面会因水分损失过大形成干缩裂缝。

4) 混凝土养护:

桥面铺装施工完成的部分要及时用塑料薄膜覆盖养护, 即边施工边成型边养护, 且保证在一定温度和湿度下养护时间不少于7 d。同时在养护期间不得开放交通。

3.3 桥面铺装质量检测

桥面铺装质量检测项目及结果见表2。

4 结语

忻保高速公路汾河特大桥桥面铺装施工时, 首先在混凝土中掺入了一定量的硅粉、优质粉煤灰和钢纤维, 配置成了高性能钢纤维混凝土, 使混凝土的工作性能得到了明显提高;其次合理地选择了施工时间, 有效降低了混凝土中水分的损失;最后规范和优化了施工工艺, 加强了混凝土后期用塑料薄膜的养护。桥面铺装应用这一系列措施后, 经检测各项指标均满足设计要求, 不仅28 d抗压强度达到了设计强度的1.18倍, 而且1 336 m长的桥面铺装没有产生一条裂缝。此项成功的案例为桥面铺装解决裂缝病害找到了一条途径。

参考文献

降噪薄层桥面铺装技术探析 篇7

关键词：国道路面,降噪,桥面铺装,节能环保

1 项目概况

国道G105线中山细滘大桥至沙朗段长约23.28km, 该路段是在原有二级公路的基础上改建为一级公路, 改建工程于2003年5月建成通车。国道G105线中山段经过东凤、小榄、东升、西区等四个经济发达的城镇, 是中山市“五横六纵”主骨架路线第五纵的一部分, 是中山市最重要的一条“黄金走廊”。细滘大桥至沙朗段沿线交叉路口均为平面交叉, 部分做了简单的交通渠化, 主要通过交通信号灯来控制路况交通秩序。

随着中山市的经济和交通运输的快速发展, 目前国道G105线中山细滘大桥至沙朗段的平均日交通量已达到50 000~60 000辆, 该路段公路城市道路化严重, 城市交通与过境交通混行, 交通较为拥挤、混乱。交叉口信号灯的控制已经不能满足交通量增长的需求, 造成该路段交通堵塞严重, 交通事故屡屡发生, 极大地降低了国道的通行能力和服务水平。

为尽快改善交通状况, 提高其通行能力和服务水平, 中山市公路局提出对该路段沿线平面交叉口进行改造, 其中14个平交口平面交叉改为立体交叉。

广东粤路勘察设计有限公司与交通运输部公路科学研究院合作, 依托“桥面沥青混凝土降噪技术应用与评价”项目研究, 在本工程中选择十水线和小榄港路段跨线桥及引桥两个路段进行降噪薄层沥青混凝土铺装, 以验证该成果的效果。

2 降噪薄层桥面铺装结构

表面层采用3 cm SAC-10型橡胶沥青混凝土, 中面层采用4 cm SAC-13型橡胶沥青混凝土, 层间按照原设计方案洒铺改性沥青防水粘结层, 如图1所示。

3 降噪薄层桥面铺装的技术要求

3.1 橡胶沥青

本工程用橡胶沥青应满足表1要求。

3.2 集料

(1) 粗集料

上面层:4.75 mm以上 (含4.75 mm) 的碎石采用5~10 mm原材料, 规格应满足《公路沥青路面施工技术规范》 (JTG F40-2004) 中S12的要求, 且9.5 mm以上含量不应多于5%, 应增设7.2 mm筛, 7.2 mm筛上筛余比例不小于40%。

下面层:4.75 mm以上 (含4.75 mm) 的碎石分为5~10 mm和10~15 mm两档, 每档超粒径含量不超过15%。粗集料质量技术要求见表2。

(2) 细集料

细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质, 并有适当的颗粒级配, 其质量应符合表3的规定。

3.3 填料

沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉, 原

石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净, 能自由地从矿粉仓流出, 其质量应符合表5的技术要求。当采用消石灰或水泥代替矿粉时, 消石灰和水泥也应相应的满足下表5中的要求。当采用消石灰替代是替代量不宜超过3%, 水泥可全部替代。

3.4 级配

沥青混合料推荐设计级配范围如下表6和表7所示。

在使用时, 需要根据工程实际的石料特性, 进行混合料的理论配合比设计优化, 级配曲线亦控制在上述表格给定范围内。如遇特殊石料, 级配曲线超出规定范围, 应进行全面性能验证。

3.5 沥青混合料技术要求

铺筑用橡胶沥青混合料应满足表8、表9中的技术要求。

3.6 桥面板的处理

(1) 作为沥青混凝土铺装下承层的桥面应增加铣刨工艺, 将水泥混凝土桥面板表面层铣刨0.5~1cm, 将表面混凝土浮浆去掉, 裸露出碎石构造。

(2) 桥面防水粘结层的拉拔强度应不小于0.25 MPa, 拉拔头直径100 mm, 测试温度为25度±1度。

4 结语

路面噪声主要是轮胎压缩空气产生的“声爆”, 采用空隙率较大的降噪路面后, 起到了一定的吸间作用, 通过现场检测, 与采用普通沥青铺装桥面相对比, 一般可降低噪音3—5分贝, 雨天时更为显著, 可降低噪音8~10分贝, 大大的降低的噪音, 起到了环保作用。铺装厚度由一般的10 cm, 变为7 cm, 减少沥青30%, 起到了节能作用。

由此可见, 在高架桥、穿城公路或城市道路采用降噪路面, 是既环保, 又节能, 符合国家可持续发展战略。

参考文献

[1]JTG D50-2006, 公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社.

[2]JTG H10—2009, 公路养护技术规范[S].北京:人民交通出版社.

[3]广东省公路路面典型结构应用技术指南 (试用) [S].广东省交通厅.

[4]105国道北段路口大多改建跨线桥.中山坦洲人潮网[C].http://www.tanzhou.cn.

[5]张迎春, 张冬梅, 郭昊.保水式路面结构母体混合料设计方法研究[J].公路工程, 2011, (02) .

双滚轴桥面铺装质量控制 篇8

1 施工准备

(1) 施工前再次检查所有梁板底与支座间是否有空隙, 如有需要用大于支座的防锈钢板支垫。

(2) 施工测量:灌注绞缝前再次复测梁板安装中线及标高是否符合设计要求, 浇筑绞缝后绑扎桥面钢筋前放出两边线及中线的标高。

(3) 桥面系施工前利用苯板将梁板端横缝塞满, 苯板顶面高出梁板顶面2~5mm, 防止桥面混凝土进入梁端缝内。

(4) 各分部及时做好分项开工报告, 经监理审批后方可施工, 提前做好施工混凝土配合比设计。

2 灌注绞缝及横隔板、湿接缝混凝土

2.1 空心板绞缝施工

(1) 用高压水枪冲洗绞缝, 保证绞缝内无杂物及凿毛混凝土表面干净。

(2) 用小钢管或小角钢进行板缝吊模, 吊模用8#铁丝, 间距1m, 绞紧铁丝保证钢管无松动无空隙不漏浆。

(3) 按照设计要求绑扎绞缝钢筋, 焊接捆绑筋及连接钢板。绞缝钢筋交叉绑扎。捆绑钢筋交错焊接紧固, 焊缝分两道, 每道长度8cm。连接钢板采用三面满焊连接, 保证钢板的尺寸和厚度。

(4) 利用混凝土罐车运输, 汽车吊或输送泵垂直吊装浇注绞缝混凝土。插入式振捣棒振捣密实, 混凝土表面低于梁板2cm且利用木抹子拉毛处理。

(5) 混凝土浇注3 h后及时覆盖土工布并洒水养生7d。

2.2 横隔板及湿接缝施工

(1) 利用厚度15mm的建筑竹胶板模板, 其后用8×10cm的两层木方加固作为模板使用, 纵横木方间距均为30cm。

(2) 将钢筋调整好, 除去一切杂物, 按照设计规范要求进行钢筋焊连, 保证搭接长度及焊缝强度。

(3) 支立模板, 湿接缝利用吊模方法支模, 上面用横木方吊筋, 间距60cm。横隔板及梁端连续处利用拉筋对拉方法支模, 拉筋间距纵横均为30cm。模板与梁板接触处用双面胶密封。

(4) 利用混凝土罐车运输, 汽车吊或输送泵垂直吊装, 手推车配合浇注混凝土。插入式振捣棒振捣密实, 混凝土顶表面利用木抹子拉毛。

(5) 混凝土浇注3h后及时覆盖土工布并洒水养生7d。

(6) 待混凝土达到设计强度100%且养生不少于14d后进行负弯矩张拉、注浆并封闭窗口。

3 绑扎桥面钢筋

(1) 按照设计及规范要求加工好半成品钢筋待绑扎, 保证钢筋表面无锈无污渍等杂物。

(2) 绑扎前利用高压水及高压风将梁顶表面冲洗干净。

(3) 每孔横向弹出三条墨线 (两端及中间) , 测量放线的三条纵向墨线 (纵向两边线及中线) , 最后利用这六条墨线用石化笔逐个画出钢筋布置间距。

(4) 铺设桥面钢筋, 按照已画出的钢筋间距标记铺设桥面钢筋, 纵向钢筋在下, 横向钢筋在上。严格按照设计要求将铺装钢筋与梁板预埋钢筋有效连接成整体, 保证钢筋下穿在梁板预埋剪力筋内。钢筋网点连接50%采用电焊、50%采用绑扎。

(5) 保护层控制, 保证混凝土铺装厚度在8~10cm, 上净保护层控制在2.5~3cm。横向每3m挂设一道设计顶面标高线, 参照顶面标高线用Ф22钢筋头将网片支垫起, 保证上顶净保护层, 支垫间距为1×1m, 支垫钢筋与网片电焊牢固。最后在纵桥向设置3道设计标高控制线, 且也用作振捣梁行走轨道, 具体布设中线一道、距两侧边线50cm各一道, 材料采用Ф20钢筋, 保证钢筋纵线布肋朝上以便振捣梁准确平顺振捣滑行, 该标高控制线钢筋下用两交叉Ф22钢筋头支垫焊连, 支垫间距50cm。

4 桥面铺装混凝土的拌和运输

采用强制式拌和站统一搅拌混凝土, 碎石材质采用石灰岩, 上料前用水冲洗干净, 各项指标满足质量要求。水泥采用小野田52.5级水泥。配合比中掺配进口合格的聚丙烯纤维 (0.9kg/m3) 和微硅粉 (20kg/m3) 。坍落度控制在12~14cm之间, 根据运距长短适当加大1~2cm的坍落度以防运输中坍落度损失。严格按照相关规范有次序地进行各种材料投放入仓, 保证外掺料干式拌和2min均匀分布, 再进行加水, 有效拌和时间不得小于2min, 保证混凝土拌和均匀不离析。

5 铺装混凝土的摊铺

(1) 桥面铺装采用双滚轴振捣梁摊铺振捣找平, 真空吸浆机进行表面吸浆, 采用进口的电抹子找平压光。

(2) 两道伸缩缝间即每联作为一次铺装工作面。桥面纵横向两边做好挡头模, 挡头模分上下两层, 均采用小型槽钢做挡头模, 横向混凝土要深入至防撞墙基座内10cm。注意预留好泄水槽口。混凝土运输至桥头, 利用输送泵车将混凝土泵送到摊铺工作面。

(3) 混凝土摊铺前利用高压风再次吹净桥面上所有杂物。左幅或右幅按照全断面进行混凝土摊铺, 现用人工进行找平, 高度略高于设计标高5~10mm。利用振捣棒配合平板振捣器进行振捣, 平板振捣器横向从一侧振捣到另一侧, 拖动速度控制在20~25s/m, 防止出现过振现象, 最后用振捣梁或双滚轴找平, 双滚轴行走速度控制在6~8m/min (以混凝土表面平整度为基准) 。

(4) 最终整形, 设置专门的人工整形通道, 采用厚度8cm的木板跳板搭跳, 防止人踩到混凝土表面。先利用真空吸浆机除去混凝土表面的自由水和浆液, 保证表面浆液厚度, 待混凝土摊铺1h后及时利用电抹子进行压光找平 (以混凝土初凝前为基准) 。待2h后进行最后压光 (以混凝土初凝后为基准) , 压光分两次, 一次大马力快速除去混凝土表面浮浆, 二次快速压光表面即可。找平压光的时间把握一定在施工前做好充分的试验, 特别是最后压光工序, 容易出现混凝土大面积初凝而造成电抹子压不光的现象。

(5) 混凝土施工时间的控制。混凝土施工尽量避开中午和晚上, 防止高温和低温施工混凝土, 高温不能超过26℃, 低温不能低于5℃, 当日平均温度低于8℃时停止桥面混凝土的施工。

6 铺装混凝土的养生

铺装混凝土压光后及时覆盖2层土工布, 并洒水湿润土工布为基准养生混凝土, 待混凝土浇注后6h要饱水养生14d。养生用水必须用对混凝土无腐蚀的洁净水, 待强度达到设计100%后方可通车。

7 铺装混凝土凿毛

待铺装混凝土强度达到设计100%后, 利用机械或凿毛锤进行混凝土表面凿毛处理, 凿毛面积为100%, 凿毛深度为3~5mm, 深入至防撞墙内的混凝土表面也要进行凿毛处理。

8 双滚轴施工总结

8.1 双滚轴结构

采用轨模铺筑作业方式, 它由多根滚动轴、机架、发电机、减速机、行走系统、电器控制柜等部件组成。滚动轴两端采用钢性法兰联接, 便于更换、拆卸和搬运。由电机带动滚动轴运转, 当轴达到设计转速时, 引起共振, 使之高速击打振实混凝土, 因其转动方向与行走方向相反, 所以能有效地把高出来的混凝土摊平、振实, 该机械可往复运动, 从而达到反复碾压混凝土、起到进一步压实、提浆、整平作用, 行走机构分别在主机两端, 悬挂横梁安装在该机构两端, 行走系统各有一台电动机经减速带动行走轮与主机往复同步进行。

8.2 主要技术参数

注:如遇特殊要求, 可按需方要求另行定做

8.3 双滚轴施工特点

一般整平机特点:驱动轴行走、振实、提浆直接在钢模上边工作, 机械本身的振动力要影响钢模和路面的精确度。双滚轴整平机研制时克服了这些问题, 它是由桁架行走在钢模上, 整平机悬挂在桁架上, 利用弹壁振动结构提浆整平。工作时对钢模不产生任何振动力, 从而确保了路面的精确度和平整度。该机械因整幅施工, 无工作缝, 起到了防渗漏、抗冻、并且两侧防撞墙底部混凝土一次性施工浇筑至路缘石底平面, 路缘石直接砌筑在底面混凝土表面后支模浇注防撞墙的混凝土, 保证了防撞墙底面混凝土的密实性, 底部混凝土与梁板结合密实, 从而就保证了防撞墙根部不会出现渗水现象。避免了许多后期因漏水、冻害引起的桥面变形及防撞墙根部渗水等维修费用。

摘要：桥面铺装是为了保护桥面板和分布车轮的集中荷载, 用沥青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层。作用是保护桥面板, 防止车轮或履带直接磨耗面, 保护主梁免受雨水侵蚀, 并借以分散车轮的集中荷载。详细介绍了双滚轴桥面铺装质量控制要点。