大跨径桥梁钢桥面铺装设计

大跨径桥梁钢桥面铺装设计

邓丕能

身份证：452626198612010030

摘要：桥梁工程是交通类基础设施的重要组成部分，近年来我国的桥梁工程施工规模越来越大、施工结构越来越复杂，特别是大跨径桥梁工程的施工频率越来越高，给工作人员带来了一定的挑战。本文就结合实际情况，对钢桥面铺装的结构特点及其运营病害进行分析，并在此基础上对大跨径桥梁钢桥面铺装设计措施进行深入研究。

关键词：大跨径桥梁、钢桥面铺装、设计

引言

中国特色社会主义市场经济条件下，人民群众的生活质量不断提升，对出行体验和出行安全性的要求自然也越来越高，传统的桥面铺装设计方案已经不再具有合理性和科学性，不能满足大跨径桥梁钢桥面铺装的质量要求，只有尽快更新设计思路和方法，才能保证大跨径桥梁钢桥面铺装设计水平。而在这种情况下对本课题进行研究，无疑具有一定的现实意义。

1钢桥面铺装的结构特点及其运营病害

1.1构造及结构特性分析

钢桥面铺装指的是正交异性刚桥面板上的铺装层结构，除了主体铺装材料之外还包括防锈层和粘结层两部分，其中正交异性刚桥面板与钢主梁结构进行连接，由纵横梁进提供支撑和连接（见图1），整个结构呈现出明显的单向受力板特性。相比于传统的桥梁工程，大跨径桥梁往往具有显著的变形特点，同时正交异性钢桥面板本身的刚度也比较有限，这使得大跨径桥梁钢桥面铺装工程施工难度比传统的混凝土桥面板更加复杂。另外，钢桥面铺装直接与正交异性钢桥面板连接，不断发生变形的过程中，二者的相对位置也可能发生变化，特别是在发生温度变化的情况下，钢桥面板可能会在温度荷载作用下发生变形问题，进而影响到整个大跨径桥梁钢桥面铺装的质量。

图1钢桥面板铺装的布置示意图

1.2钢桥面铺装的运营病害

目前我国的大跨径桥梁钢桥面铺装主要是沥青混凝土材料铺装，比如浇筑式沥青、环氧沥青及SMA沥青等都比较常见，这种沥青铺装的优越性在于高度的耐热性，即使在高温条件下，也不容易发生正交异性钢桥面板与沥青铺装变形错动的情况，但是这并不意味着其已经完全成熟，其常见的病害主要包括:①夏季气温比较高的情况下，铺装层病害问题十分明显，沥青路面的推移、泛油和车辙等病害问题非常常见，这给车辆的正常安全通行带来了一定的负面影响。实际上，这种病害的成因比较复杂，在温度影响下表层铺装的沥青材料硬度会大幅度降低，被车辆碾压后才会出现车辙等。②长时间运营以后，桥面铺装层与钢板之间粘结位置松动，甚至可能出现开裂、移位等一系列问题，进而给钢桥面板带来严重的质量问题。

2大跨径桥梁钢桥面铺装设计要点

大跨径桥梁钢桥面铺装设计工作具有一定的复杂性，稍有不慎就可能出现铺装结构寿命问题等，因此工作人员必须要充分考虑到钢桥面铺装的结构特点，借助专业的设计手段等，提升大跨径桥梁钢桥面铺装设计合理性。目前来看，其铺装设计要点主要包括:

2.1工程实例

某桥梁工程位于我国西南省份，其全长1.6km，包括跨江主桥和南北引桥两部分。其中跨江主桥为主跨880m的钢箱梁单跨悬索桥，主缆边跨250m，分跨为250m＋880m＋250m，主跨矢跨比1/8.8，两根主缆中心距39.2m；两岸锚碇均为重力式锚碇，明挖扩大基础；加劲梁采用扁平流线型封闭钢箱梁，总宽42m，梁高3.5m。该桥梁工程具有一定的代表性，钢桥面铺装设计难度比较大，在技术人员的努力下，其铺装设计水平得到了保障。

2.2优化钢桥面铺装材料的设计

大跨径桥梁钢桥面铺装设计工作离不开对原材料的设计，目前常见的几种铺装材料主要包括:第一，沥青混合材料。为了保证大跨径桥梁钢桥面铺装设计综合效益，工作人员往往会倾向于选择常见且价格低廉的原材料，然而钢桥面部分变形情况较为复杂，在车辆通行、天气变化的情况下，传统沥青材料很难保证大跨径桥梁钢桥面铺装质量。第二，改性后的沥青混合材料。传统的沥青混合料存在耐热性比较差、强度不稳定的问题，而经过一系列改性处理的沥青材料，则具有更优越的性能。工作人员可充分考虑钢桥面铺装材料的使用环境，做好低温抗裂强度、高温变形强度、变形特点等一系列分析实验工作，在此基础上确定桥面铺装材料，提升大跨径桥梁钢桥面铺装设计的效果。除了改性沥青之外，工作人员还可以利用改性密级配沥青混凝土或者热拌沥青混凝土、高温拌和浇筑式沥青混凝土、沥青玛蹄脂混凝土等一系列先进材料，从而降低铺装出现质量问题的可能性。

2.3分析大跨径桥梁钢桥面铺装体系受力特性

大跨径桥梁钢桥面铺装设计工作需要面对多种多样的难题，而想要提升大跨径桥梁钢桥面铺装的实际性能，工作人员就必须要调整铺装体系的受力性等，对桥面铺装材料特性、铺装结构、桥梁结构、气候等各种因素进行综合分析，在借鉴和学习国内外成功经验的基础上，提升大跨径桥梁钢桥面铺装设计的质量。第一，要充分考虑到大跨径钢桥面横向和纵向的荷载问题，计算钢制桥面材料的弹性、断裂性和疲劳性等，明确其能够承受的最大荷载。第二，要对大跨径桥梁钢桥面铺装体系投入运营以后得受力特点进行分析，确定设计方案是否稳定可靠，而后测算钢桥面铺装体系在动载过程中的受力特点及可靠性等，在保证数据信息准确度的情况下，提升设计的合理性。第三，要发挥现代化技术的作用合理构建受力模型，确定大跨径桥梁钢桥面铺装中铺装层的厚度、铺装材料的特性、钢板的性能规格等一系列数据，从根本上提升设计的有效性。最后，应考虑到本地区的气候条件等，对钢桥面铺装受力性进行调整，确定横隔板和纵隔板数量等，确保大跨径桥梁钢桥面铺装设计的质量。

2.4选择大跨径桥梁钢桥面铺装工艺

大跨径桥梁钢桥面铺装设计工作包括多方面内容，除了上文中提到的几方面策略之外，工作人员还需要加强大跨径桥梁钢桥面铺装工艺的筛选工作，根据选定的铺装材料等，调整铺装工艺设计，确保大跨径桥梁钢桥面施工顺利进行。在选择和设计铺装工艺的号，工作人员需要考虑各方面影响因素:第一，要对环境影响因素进行分析，了解其可能给沥青混凝土材料带来的影响，并对气候、温度、荷载量、施工技术等各个影响因素进行针对性试验，从而提升最终的设计质量。第二，在选择和设计铺装工艺的过程中，应充分考虑施工的连续性、粘结层的均匀性等问题，严格遵守行业标准和设计规范开展工作，提升大跨径桥梁钢桥面铺装设计的合理性和科学性。第三，要尽可能控制外界因素给大跨径桥梁钢桥面铺装带来的影响，做好铺装材料运输、保存、运输车辆停放、铺装温度控制等工作，提升大跨径桥梁钢桥面铺装流程的科学性和合理性，建立健全稳定有序的大跨径桥梁钢桥面铺装流程，从而将可能存在的技术问题扼杀在摇篮里。

结语

相比于传统的桥梁工程，大跨径桥梁工程的结构特征更加复杂、运营条件也更加恶劣，这给其相关的设计工作带来了一定的难度。特别是大跨径桥梁钢桥面铺装设计工作，更是具有非常大的难度，工作人员必须要结合工程需求，分析大跨径桥梁钢桥面铺装体系受力特性、选择大跨径桥梁钢桥面铺装工艺，并对桥面铺装材料进行仔细筛选，从而达到提升大跨径桥梁钢桥面铺装设计的有效性。

参考文献

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