江苏省高速公路中、小跨径钢箱梁桥面铺装结构形式的选择[精品资料].doc

江苏省高速公路中、小跨径钢箱梁桥面铺装结构形式的选择-精品资料 本文档格式为WORD,感谢你的阅读。 　　【摘 要】中、小跨径钢箱梁桥在江苏省高速公路中有广泛的应用，但相应的桥面铺装技术研究较少。为降低造价及便于施工质量控制，中、小跨径钢箱梁桥面铺装结构形式的选择问题亟待解决。本文就该问题进行分析并谈几点粗浅的认识。 　　【关键词】中小跨径钢箱梁；桥面铺装；结构形式；施工工艺 　　国内外对长大桥主要为跨江和跨海大桥的桥面铺装形式做了较多研究，而对于中、小跨径的钢桥研究较少。中、小跨径钢桥跨径一般在50～60m左右，主要用于跨越高等级公路和铁路。为保证下穿公路或铁路行车安全，钢箱梁桥一般选择三跨一联，主跨为一跨跨越的桥梁形式。对于中、小跨径钢箱梁，若利用长大桥桥面铺装技术，不仅面临造价高，施工技术难度大，工序复杂质量不易控制，还需要采用特定施工设备等问题。因此需就中、小跨径钢桥桥面铺装自身特点研究，从而得出经济适用的桥面铺装结构形式。 　　1 钢箱梁桥面铺装结构需考虑的因素 　　钢桥面板以焊接形式固定在正交异性结构梁和纵肋上，由于钢桥面体系柔性大、易挠曲，在车辆荷载、温度荷载共同作用下的受力和变形特点与普通水泥混凝土桥梁具有非常明显的区别，在同一桥梁的不同部位，受力和变形也具有非常明显的差异。基于钢箱梁特殊的受力和变形特点，必须采用异于水泥混凝土桥及长大桥桥面铺装结构形式，合理选择中、小跨径钢箱梁桥面铺装结构形式，应优先分析其结构形式影响因素。 　　1.1 交通量和交通组成 　　交通量和交通组成是钢箱梁桥面铺装结构形式的决定性因素。过去对钢桥面铺装技术的研究是建立在路面标准轴载（100 kN）及桥梁设计荷载（130 kN）基础上的。我国实际交通荷载情况则更加严重，轴载达到150 kN、180 kN 的现象非常普遍，甚至有达到250 kN 轴载的情况发生。对于这种特殊的交通组成，要求钢桥面铺装具有较高的强度，较好的稳定性和耐久性。 　　1.2 钢箱梁的结构体系 　　钢箱梁桥的正交异性桥面板分为3 个基本结构体系： 第一体系为正交异性钢桥面板作为主梁的上翼缘参与主梁的作用；第二体系为支撑于主梁上的正交异性桥面板的作用；第三体系为支撑于纵、横加劲肋（或横隔板） 上的桥面盖板的作用。正交异性钢桥面板的内力由以上3 个体系的计算结果适当叠加而得到。在行车荷载作用下， 纵向加劲肋、横向加劲肋（或横隔板） 、桥面盖板和铺装层组成共同受力的整体被称为正交异性钢桥面系。正交异性钢桥面板的第二、三体系决定桥面铺装层在车轮荷载下的应力和应变状态，工程实践表明， 桥面铺装层的受力状态及其与桥梁结构主体受力之间的相互关系是桥面铺装损坏的重要因素。 　　1.3 气候条件 　　钢板吸热及传热能力强，夏季炎热时，钢桥面板的温度较水泥混凝土桥面板高20℃以上。在太阳直射及环境温度较高时，铺装底面、钢板表面最高温度可达60℃以上，加上铺装层所承受的太阳辐射热的积累，桥面铺装最高温度在60～70℃甚至更高，因此要求钢桥面铺装层有极佳的热稳性。 　　由于钢材导热系数要比混凝土材料大，因此降温速率快，相比水泥桥面的温度更低，冬天比较容易结冰。要求钢桥面铺装要有优良的抗低温开裂、冻融破坏性能。 　　1.4 路线平纵横相关技术指标 　　路线的平纵横指标决定了汽车的行驶状态，汽车的行驶状态对桥面铺装的使用性能有较大影响。当汽车位于长大纵坡，缓慢上坡或下坡时的急刹车将会对钢桥面产生较大的剪切力，当汽车位于较大的超高横坡时，汽车将会对沥青面层产生较大的侧向剪应力，容易使桥面铺装产生侧向推移。 　　1.5 行车安全 　　高速公路的行车安全与路面结构层的构造深度、摩擦系数以及横向力系数密切相关，国内常用的环氧沥青混合料均采用EA-10的级配形式，路面面层的构造深度不能满足规范要求。 考虑行车的安全性，在行车速度较高的高速公路的主线桥上，桥面铺装的上面层尽量选择构造深度较深的结构形式，对于行车速度较低的互通匝道桥，可以选择构造深度稍小一点的结构形式。 　　1.6 施工工艺 　　江苏省高速公路的路面结构主要采用SMA-13、Superpave和AC型的路面结构，对于环氧沥青混合料、浇筑式沥青混合料以及树脂沥青组合体系，一般施工单位接触较少，对其施工的关键技术和细节缺少了解，对施工过程的质量控制缺乏经验。中、小跨径钢桥桥面铺装的面积较小，重新选择有环氧沥青混合料或浇筑沥青混凝土施工经验的施工单位难度较大，同时施工成本将会增大。钢箱梁的桥面铺装的结构形式应尽量选择对常规高速公路路面的施工机械和设备改造比较小的方案，方便施工单位对施工设备进