钢桥从白沙洲大桥看钢桥面铺装解决方案.docx

中南大学土木工程专业《钢桥》课堂报告（本科）题 目 科 从白沙洲大桥看钢桥面铺装学 科 钢桥学生姓名刘神斌指导教师周智辉学 院土木工程学院专业班级土木1210学生学号12081214082015年 3月 18 日从白沙洲大桥看钢桥面铺装问题及解决方法摘要：白沙洲大桥桥面屡修屡坏，以之为例，寻找钢桥面容易有铺装问题的原因，从铺装材料，施工与环境，钢桥面刚度等方面进行讨论分析，并就几个关键问题进行论述。关键词：白沙洲大桥、桥面铺装、钢桥面、刚度、施工、规范、国外经验。一、概述经济的飞速发展促进也要求了与之相适宜的现代公路系统，各种大跨度的悬索桥与斜拉索桥越来越多，而这些大跨度桥梁为了增大跨度需要减少自重，所以大多采用钢箱梁或钢桁架结构，并且在正交异性板上做沥青铺装供车辆行驶。对柔性桥梁钢桥面上的沥青铺装进行设计与施工一直是一项难度比较高的技术。而在这种桥面上行驶的舒适性、安全性和耐久性已成为评价桥梁工程质量的一项主要指标。这一技术也面临着以下问题：①钢箱梁体作为沥青铺装层的承载体自身的刚度存在欠缺，沥青铺装层与光滑的钢桥面面之间不能很好地结合。②在行车荷载的反复作用下，负弯矩处的沥青铺装层更加容易开裂。③高温季节，钢板传热快，会加剧沥青铺装层出现车辙的程度。④钢桥面对防腐的要求高，对沥青铺装层的裂缝要求更加严格。对我国已建的多座大桥如：江阴长江大桥、武汉白沙洲大桥、虎门大桥、军山大桥等的使用状况来看，相当数量的大桥的铺装层都在防水粘结层出现了破坏。二、铺装结构2.1、基本资料白沙洲大桥全长3586米，主跨是斜拉桥，长1078米，其中钢箱梁段长904米。钢箱梁标准阶段长12米，其间用50cm宽的连接板用高强螺栓连接。桥面板顶宽29米，桥面纵坡3.0%，横坡1.5%。人行横道宽24.5米，两侧为检修道。2.2、气候武汉市位于江汉平原东部，长江中游与长江、汉水交汇处，属亚热带湿润季风气候，雨量充沛、日照充足，四季分明。气温最高气温大部分时候在37-39度，湿度往往较大。冬季的平均气温在一般在1-3度，有寒潮或雨雪时常常在0度以下。?2.3、载荷根据武汉市城市综合交通规划研究院提供的资料归纳得下表。白沙洲大桥日交通量达7.8万辆。其中大型车31980辆，比例达41%。体现了过境车辆，重车比例大的特点，对于铺装高温车辙、疲劳开裂的影响，必须给予认真考虑。2.4、原铺装方案由白沙洲大桥的设计方案归纳得下表。表二 白沙洲大桥原桥面铺装结构设计方案铺装结构层铺装方案铺装上面层厚度30mm，SMA-13铺装下面层厚度40mm，SMA-1、改性乳化沥青洒布量为0.3-0.5L/防水粘结层厚度0.8-1.2mm，改性乳化沥青粘结层，预拌沥青碎石防锈层厚度0.5-1.0mm,环氧富锌底漆钢板厚度12mm,喷砂除锈Sa2.52.5、开裂成因分析对桥面破坏出进行破除处理后发现，破坏位置主要位于铺装底层与防水粘结层之间，且两层之间已完全脱开，在正对裂缝处的环氧富锌漆防锈层均呈现出白色粉末状，这足以证明沥青混凝土铺装层与钢板之间是因粘结力的丧失而脱粘的。这主要是由于在光滑的钢桥面板上进行沥青混凝土铺装时，高温条件下的现有防锈层和防水粘结层材料的粘结强度和抗剪强度偏低，易老化，抗挠曲变形能力差，伴随着交通载荷和钢板挠动变形的疲劳作用，在桥面局部刹车时，产生的剪切强度超过其极限抗剪强度，导致上下层之间发生脱粘，从而造成滑移和脱落。2.5、修改后的铺装方案表三白沙洲大桥修改后的桥面铺装结构设计方案铺装结构层铺装方案铺装上面层厚度30mm，SMA-13铺装下面层厚度40mm，SMA-10、快裂型改性乳化沥青为0.4-0.6L/防水粘结层厚度2-3mmHBW高强度界面胶，均匀撒布粒径2.36-4.75mm的玄武岩2.5-3.5kg/防锈层厚度0.5-1.5mm，HBW高强度界面胶钢板厚度12mm,喷砂除锈Sa2.5根据该桥面铺装修复方案，顺利实施了武汉白沙洲大桥的桥面铺装，并对桥面修复部位进行了多次重载车辆的急刹车试验，铺装层均未出现推移开裂现象。经长期监测，桥面修复至今，修复部位还未出现任何开裂。三、桥面刚度对正交异性钢桥面板的刚度，日本本四联络桥桥面铺装设计标准规定，在加铺铺装层后纵肋间局部挠度,曲率半径。经设计单位计算，钢桥面板裸板的肋间最大挠度0.236mm；曲率半径位27.1m，仅裸板数据已能满足要求。加铺铺装层后因铺装与钢板的组合作用，刚度还有相当大的增强。这说明白沙洲大桥钢桥面板的刚度是足够的。四、铺装施工铺装方案的实施可以分为对钢桥面板的处理和铺装层粘结层的处理以及SMA层的铺设。钢桥面铺装层与钢板之间的防水粘结层一直以来是桥面铺装破坏的症结所在，所以粘结层的耐久性直接影响了桥梁的使用寿命。4.1、钢桥面板的处理除锈应达到