钢桥面铺装技术概述
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文章编号:1003-6512(2000)04-0016-04钢桥面铺装概述Ξ罗立峰1,钟 鸣2,黄成造2 编译(1.华南理工大学,广东广州 510641;2.广州市公路局) 摘 要:文中介绍了钢桥面铺装的设计及功能要求,分析了钢桥面铺装的设计目的和特点,进而介绍了世界各国钢桥面的结构形式、材料要求、防水工艺等。
关键词:钢桥面铺装;铺装结构;铺装材料;铺装厚度 钢桥面铺装一般是指在钢桥面板上铺设不足10cm的沥青混合料层,荷载通过该层传递到其下面的桥面板。
钢桥面铺装有别于一般道路路面及一般的水泥混凝土桥面铺装。
钢桥面铺装是多个结构层的组合体,对结构层的选择根据钢桥体系的需要而定,但不论桥面铺装的形式如何,一般都是包括防水(有时称防锈)和主体铺装两大体系,防水体系由防锈层、防水层和粘结层(缓冲层、致密层)等结构构成,其作用是保护钢桥面板不受路表水的侵害并保证主体铺装层与钢板牢固结合,协同作用。
主体铺装体系由主体铺装下层、粘结层、主体铺装上层和表面处理层等构成,其作用是承受交通荷载,并与钢板变形保持一致,提供一个稳定、耐久、抗滑的路面。
当不设防水层时主体铺装下层应具有防水功能。
因体系的原因,桥面铺装防水体系有时不设防水层;而主体铺装体系中有时不设表面处理层,或者由于铺装厚度的限制而将主体铺装由一层铺筑。
另外,在铺装与构造物(路缘石、过渡段、埋入件)相接触部分,为了防止结合部位渗水而设置接缝。
1 桥面铺装的设计条件1)不同于一般道路的制约条件桥面铺装受桥梁这种结构的制约和受不同于一般道路条件影响,使得车辆的行驶位置固定,容易产生流动性车辙。
特别是钢桥面板,由于受严酷的气候条件的影响,对桥面铺装更要注意防止车辙的产生。
2)与桥面板结构的关系桥面铺装材料因桥面板种类的不同而异,由于桥面板结构的关系,一般要求桥面铺装应具备如下的条件:①为了减小静载应尽量减薄铺装厚度。
②与桥面板的粘附性好,具有良好的防水性。
近年来,随着长大桥的增加,为了减小静载在主要构件应力中所占的比例,达到节省资金的目的,采用钢桥面板的情况在增加。
钢桥面沥青混凝土铺装技术浅述一、钢桥面铺装方案技术原理钢桥面铺装一直是桥梁工程中的一项技术难题,与混凝土桥面铺装相比,其难点正是因为钢桥面板存在对铺装材料不利的恶劣环境造成钢桥面铺装的易损性。
1、钢桥面板与铺装界面处较为光滑,普通铺装材料无法满足铺装界面的抗滑移要求;2、钢板容易产生锈蚀,对铺装材料的防水性能提出极为苛刻的要求;3、钢桥在使用过程中,桥面板的应力状态较为复杂,钢桥面板一般较薄,同时钢与普通铺装材料的温度膨胀系数存在一定差异,导致钢桥面铺装界面处会产生比混凝土桥面更大的材料应变;二、钢桥面铺装设计要求钢桥面铺装与一般的混凝土桥面铺装存在较大的不同,其所面临的条件更为严峻,在使用过程中出现的问题也更多。
本工程桥梁使用条件(气候、交通荷载等),提出了此桥面铺装的设计要求:根据《乌鲁木齐市克拉玛依路高架道路工程》及《乌鲁木齐市东外环扩容改建工程》综合使用条件,钢桥梁具体铺装沥青混凝土除满足《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》外,一般说来,钢桥面铺装的设计中需要考虑到如下的一些特殊要求:1、设计荷载:公路一级;2、设计车速:40Km/h;3、最大桥面纵坡:4%;4、最大桥面横坡:2%;5、极端最高气温:+47.8℃,极端最低气温:-41.5℃,月平均最高气温:+32℃,月平均最低气温:-20℃;6、桥面沥青铺装工作温度:-45℃~+70℃;7、桥面沥青铺装设计使用年限:15年。
三、钢桥面铺装施工实施细则本工程施工、质量控制、检测及验收必须执行本实施细则。
本实施细则未做明确规定的,可依据我国《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)、《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40--2004)执行。
1、喷砂除锈及清理措施喷砂前,应首先检查钢桥面板的外观,确保表面无焊瘤、飞溅物、针孔、飞边和毛刺等,否则必须通过打磨加以清除,锋利的边角必须处理到半径2mm以上的圆角。
用清洁剂或溶剂清洗钢桥面板表面的油、油脂、盐分及其它脏物。
钢桥面铺装应用技术简介1、钢桥面之铺装特性1.1钢桥面物理特性钢桥一般在桥面板的底面设有纵肋和横肋等加劲梁起结构补强作用,加劲梁、横肋、纵肋在垂直方向相互交织,形成网络状承重结构物,是一种效率很高的结构。
钢桥面的物理力学性质与普通混凝土桥面不同,对桥面铺装呈现出许多复杂与不利的因素。
首先,钢桥面形变程度大、受力复杂。
钢材本身柔度大,在车辆荷载作用下容易发生形变,这种形变受到钢面板以下的纵横加劲肋及纵横隔板的限制。
在车辆荷载作用下,加劲肋、隔板所围面积中央出现较大的下沉形变,铺装层底面产生很大拉应力;同时,加劲肋与隔板顶部的位置则相应出现反向弯矩,该部位铺装层表面出现相当大的拉应力和拉应变。
钢桥一般建在大江、大河之上,跨度很大。
桥梁结构在风力、微地震等各种不利因素的影响下产生振动作用,导致桥面铺装也跟随桥梁整体结构发生复杂的不规律应变。
可见,与普通混凝土桥面相比,钢桥面形变程度更大,受力状态也远为复杂。
其次,钢桥面温度变化剧烈。
钢桥面板的导热系数要比其他土工材料大,且桥梁架设于空中,不像普通道路下方存在路基的保温作用,因此钢桥面板的温度波动比一般公路路面更加极端,所以钢桥面铺装材料必须经受相当严苛的温度变化。
1.2钢桥面铺装病害根据对我国正交异性板钢箱梁桥面铺装层破坏的调查分析,总结我国钢桥面铺装的常见病害及产生原因如下:纵横向开裂钢桥面在轮胎荷载作用下产生较大的形变,在肋板顶面产生负弯矩,肋板所围面积中部产生正弯矩,导致铺装层受到很大的拉应力。
在钢面板较薄、肋板间距较大时尤为如此。
铺装层反复经受变形后,极易在特定位置产生疲劳开裂,往往首先表现为肋板顶部沿肋板方向出现的裂缝。
图1 钢桥面铺装纵横向裂缝车辙钢桥面铺装层车辙属于失稳性车辙,主要是由于钢桥温度波动大,在极端高温时间,受重载车辆作用,极易发生车辙。
此外,出于防水考虑,钢桥面往往采用偏密实、空隙率小的沥青混凝土材料,增加了发生车辙的可能性。
钢桥面铺装应用技术简介钢桥面铺装应用技术简介1、钢桥面之铺装特性1.1钢桥面物理特性钢桥一般在桥面板的底面设有纵肋和横肋等加劲梁起结构补强作用,加劲梁、横肋、纵肋在垂直方向相互交织,形成网络状承重结构物,是一种效率很高的结构。
钢桥面的物理力学性质与普通混凝土桥面不同,对桥面铺装呈现出许多复杂与不利的因素。
首先,钢桥面形变程度大、受力复杂。
钢材本身柔度大,在车辆荷载作用下容易发生形变,这种形变受到钢面板以下的纵横加劲肋及纵横隔板的限制。
在车辆荷载作用下,加劲肋、隔板所围面积中央出现较大的下沉形变,铺装层底面产生很大拉应力;同时,加劲肋与隔板顶部的位置则相应出现反向弯矩,该部位铺装层表面出现相当大的拉应力和拉应变。
钢桥一般建在大江、大河之上,跨度很大。
桥梁结构在风力、微地震等各种不利因素的影响下产生振动作用,导致桥面铺装也跟随桥梁整体结构发生复杂的不规律应变。
可见,与普通混凝土桥面相比,钢桥面形变程度更大,受力状态也远为复杂。
其次,钢桥面温度变化剧烈。
钢桥面板的导热系数要比其他土工材料大,且桥梁架设于空中,不像普通道路下方存在路基的保温作用,因此钢桥面板的温度波动比一般公路路面更加极端,所以钢桥面铺装材料必须经受相当严苛的温度变化。
1.2钢桥面铺装病害根据对我国正交异性板钢箱梁桥面铺装层破坏的调查分析,总结我国钢桥面铺装的常见病害及产生原因如下:纵横向开裂钢桥面在轮胎荷载作用下产生较大的形变,在肋板顶面产生负弯矩,肋板所围面积中部产生正弯矩,导致铺装层受到很大的拉应力。
在钢面板较薄、肋板间距较大时尤为如此。
铺装层反复经受变形后,极易在特定位置产生疲劳开裂,往往首先表现为肋板顶部沿肋板方向出现的裂缝。
图1 钢桥面铺装纵横向裂缝车辙钢桥面铺装层车辙属于失稳性车辙,主要是由于钢桥温度波动大,在极端高温时间,受重载车辆作用,极易发生车辙。
此外,出于防水考虑,钢桥面往往采用偏密实、空隙率小的沥青混凝土材料,增加了发生车辙的可能性。
一、钢桥面铺装总述1.大跨径钢桥桥面铺装问题研究,王姣兰,国外建材科技大跨径桥梁的钢桥面铺装一直是一个国际性的难题,其原因在于钢桥面的刚度较小,变形较大,要求沥青铺装具有良好的变形随从形;铺装层受力复杂,受温度的影响很严重,尤其是在水平剪应力的作用下,铺装层易于产生各种变形破坏。
概括地说,钢桥面铺装应具备以下基本性能:1) 应具备良好的疲劳抗开裂性能以承受反复复杂变形。
2) 应具备优良高温稳定性,以满足高达70 ℃的高温使用要求。
3) 完善的防排水体系。
以保证钢板不受侵蚀。
4) 良好的层间结合,保证铺装与桥面板的协同作用。
5) 对钢板变形良好的追从性,以适应钢板变形。
6) 良好的平整度与抗滑性能。
钢桥面铺装方案多种多样,就目前来看,钢桥面使用的沥青铺装,主要有浇筑式沥青混凝土、环氧改性沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石(SMA) 。
这3 种铺装材料在材料组成、性能、施工工艺上有很大的区别。
浇筑式沥青混凝土( Gussasphalt ) 源于英国,主要在英联邦国家得到应用。
沥青玛蹄脂混合料(SMA) 源于德国,并在日本和中国得到较普遍的应用。
两者的共同特点是2 阶段高温拌和,拌制的混合料具有一定流动性,浇筑式摊铺(不需要碾压) ,一般使用天然硬质沥青(德国也已开始使用聚合物改性沥青) ,混合料组成相近,混合料结构的强度形成原理一致,但拌制工艺略有区别。
环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中,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的物理力学性质。
从选用的材料和施工方法角度出发,目前国外桥面铺装方案主要有以下3 大类:1) 单层铺装结构以英国的浇筑式混合料为代表,在英国、法国、丹麦、瑞典等国应用较广,国内的江阴长江大桥与香港青马大桥采用了这种方案。
这种单层体系通常为45 cm 厚,对于高低温季节差异并不是很大的欧洲国家来说是较为适宜的。
对于我国高温地区不合适,如江阴长江大桥采用此结构后,出现了严重的车辙。
ERS钢桥面铺装技术江苏省交通科学研究院2013年1、国内主要钢桥面铺装技术钢桥面铺装是一项世界性的难题,一直是大桥建设重点和难点。
国内对钢桥面铺装技术研究起步较晚,于2000年左右引进了浇注式沥青钢桥面铺装、环氧沥青钢桥面铺装等钢桥面铺装技术,随着国内对钢桥面铺装技术研究的不断深入,国内也自主开发了ERS钢桥面铺装技术,截止目前也主要形成了双层环氧沥青、复合浇注式和ERS三大主流的钢桥面铺装技术形式。
(1)浇注式沥青钢桥面铺装以德国、日本为代表的高温拌和浇注式沥青混合料(Guss asphalt)方案;以英国为代表的沥青玛蹄脂混合料(Mastic asphalt)方案,也可以归于高温拌和型沥青混凝土,其典型结构见下图。
(1)英国单层浇注式(2)德国浇注式(3)日本浇注式图1-1浇注式沥青钢桥面铺装典型结构高温拌和浇注式沥青混合料铺装层和沥青玛蹄脂混合料铺装层的主要优点是:空隙率接近零,具有优良的防水、抗老化性能,无需设置防水层;抗裂性能强,对钢板的追从性较好。
其主要缺点是:高温稳定性差,动稳定度只有300次以上,易形成车辙;且施工需要专用设备,包括专用摊铺机和高温拌和运输cooker车,施工组织较为复杂;施工时混合料的温度达到240℃以上,对桥梁的影响不容忽视。
浇注式钢桥面铺装技术适用于夏季温度不太高的国家和地区,如德国、英国、北欧等一些国家,浇注式钢桥面铺装技术在日本的应用也较为广泛。
(2)以美国为代表的环氧沥青(Epoxy asphalt)铺装方案环氧沥青混合料铺装层主要优点是:铺装强度高、整体性好、高温时抗塑流和永久变形能力很强,低温抗裂性能很好;具有很好的抗疲劳性能;具有较好的抵抗化学物质侵蚀的能力,其典型结构见下图1-2。
图1-2 双层环氧结构主要缺点是:环氧沥青价格较高,关键技术多被国外大企业产品控制;环氧沥青混合料的配制工艺比较复杂,施工结束后需要30天左右的养护时间;环氧沥青混合料施工中对时间和温度要求十分严格,对施工环境要求苛刻,施工难度大,易造成破坏,图1-3所示为环氧沥青铺装的典型病害。
浅谈钢桥面铺装施工技术【摘要】钢桥面铺装施工前,应对各种材料进行调查试验,并对各种施工机械和设备作全面检查。
铺装各层施工前,应进行施工试验。
钢桥面铺装施工时,在一道工序完工之后,下道工序应紧跟或尽快进行,施工前下层应保持干燥、整洁、不得有尘土、杂物、油污或损坏,当不符合要求是应予以处理。
【关键词】钢桥面铺装施工一、一般要求钢桥面板出厂时,应按设计要求涂防锈漆,在桥面铺装前应喷丸除锈。
钢桥面铺装施工前,应对各种材料进行调查试验,并对各种施工机械和设备作全面检查。
铺装各层施工前,应进行施工试验。
在钢桥面铺装施工时,在一道工序完工之后,下道工序应紧跟或尽快进行,施工前下层应保持干燥、整洁、不得有尘土、杂物、油污或损坏,当不符合要求是应予以处理。
除沥青铺装层外,完工后的铺装层表面严禁通行非施工车辆。
在防锈层施工前,必须对钢桥表面进行表面除锈处理,表面处理宜采用喷砂、喷丸或火焰喷射法。
对于不宜采用上述方法的部位,可用电镀砂轮、电动刷或手工除锈方法等进行处理。
表面处理后4小时内应涂上防锈层。
防锈层施工必须严格遵照材料厂家或供货单位提供的施工指南进行,施工指南应包括施工温度和温度条件,材料组分混合比例和混合使用时间、施工方法和机具要求等,涂抹厚度应符合设计要求。
当防锈层为工厂涂布时,在钢梁架设并焊接螺栓栓接好后,对钢桥面板焊接或栓接部位应重新喷砂或用其它方法进行处理,再补补涂上防锈层。
二、防水层的施工防水层施工应符合下列要求:防水层涂层,包括防水层与防锈层间的粘结力,其试验结果应符合设计要求。
施工时气温和湿度应符合材料厂家提出的要求。
树脂防水层宜采用无气喷涂设备喷涂,沥青防水层宜采有沥青洒布车洒布,对于小面积施工,可采用滚涂和刷涂法施工。
防水层材料为多组分现场反应性树脂时,各组分必须按正确的比例混合,并应脚板均匀,材料拌制好后必须立即喷涂,且应边施工边搅拌,对于超过混合使用时间的材料不得采用。
分层涂布时,上层的施工必须在下层防水膜硬化后进行。