鋼橋橋面鋪裝破壞類型及受力變形特點(diǎn)

鋼橋橋面鋪裝裝破壞類型及受力變形特點(diǎn)主要內(nèi)容8.1鋼橋【steelbridge】8.2正交異性板橋橋面鋪裝8.3鋼橋面鋪裝常常用材料8.4鋼橋面鋪裝破破壞類型8.5鋪裝結(jié)構(gòu)受力力和變形特點(diǎn)點(diǎn)8.1鋼橋【steelbridge】8.1.1定義鋼橋是用鋼材作為主要建造造材料的橋梁。具有強(qiáng)度高高，剛度大的的特點(diǎn)，相對(duì)對(duì)于混凝土橋橋可減小梁高高和自重。南京長(zhǎng)江大橋橋是長(zhǎng)江上第第一座由中國(guó)自行設(shè)計(jì)和建建造的雙層式式鐵路、公路兩用橋梁。上層公路橋長(zhǎng)長(zhǎng)4589米，車行道寬寬15米，可容4輛大型汽車并并行，兩側(cè)還還各有2米多寬的人行行道；下層鐵鐵路橋長(zhǎng)6772米，寬14米，鋪有雙軌軌，兩列火車車可同時(shí)對(duì)開開。蕪湖長(zhǎng)江大橋橋，其橋型為為公、鐵兩用用鋼桁梁斜拉拉橋，鐵路為為I級(jí)，雙線；公公路為4車道，車行道道寬18米，兩側(cè)人行行道各寬1.5米。公路在上上層，鐵路在在下層。鐵路橋長(zhǎng)10616米，公路橋長(zhǎng)長(zhǎng)6078米，其中跨江江橋長(zhǎng)2193.7米。8.1.2鋼橋的主要特特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、跨越能力大大2、最合適工業(yè)業(yè)化制造，便便于運(yùn)輸3、韌性、延展展性好，可提提高抗震性能能4、易于修復(fù)和和更換5、利于環(huán)保缺點(diǎn)：1、易于腐蝕2、鐵路鋼橋行行車時(shí)噪聲與與震動(dòng)均比較較大雪梨港大橋正正遭到鐵銹腐腐蝕鋼橋橋面主要要結(jié)構(gòu)主要有有：橋面梁格格、橋面板、、橋面鋪裝、、排水防水系系統(tǒng)、人行道道、護(hù)輪帶、、欄桿、照明明燈具、伸縮縮縫等。8.1.3橋面結(jié)構(gòu)的分分類1、按橋面系承承受的荷載和和功能不同進(jìn)進(jìn)行分類：公路橋面鐵鐵路橋面面2、按承重結(jié)構(gòu)構(gòu)主要材料進(jìn)進(jìn)行分類：鋼橋面混混凝土橋面木木橋面3、按橋面系的的受力性能進(jìn)進(jìn)行分類：結(jié)合橋面（橋面板同時(shí)時(shí)參與橋面系系梁格或者主主梁梁共共同工作的橋橋面）非結(jié)合橋面8.2正交異性板橋橋面鋪裝8.2.1正交異性板橋橋面鋪裝加勁梁、橫肋肋、縱肋在垂垂直方向互相相交織，形成成網(wǎng)格狀承重重結(jié)構(gòu)，與上上部的鋼板共共同稱為正交交異性鋼橋板板面。由于正交異性性鋼橋面板具具有構(gòu)件質(zhì)量量輕、運(yùn)輸與與架設(shè)方便。。施工周期短短、造價(jià)低、、結(jié)構(gòu)性能優(yōu)優(yōu)良等特點(diǎn)，，已建成或正正在建成的大大跨徑橋梁橋橋面板大多數(shù)數(shù)采用正交異異性鋼橋面板板。它與瀝青混合合料鋪裝層組組成完整體系系作為橋面系系。8.2.2鋪裝層從對(duì)鋼橋面進(jìn)進(jìn)行有效保護(hù)護(hù)，提高橋梁梁使用壽命、、行車舒適性性與安全性，，以及減少震震動(dòng)與噪聲和和提高經(jīng)濟(jì)效效益與社會(huì)效效益等方面考考慮，要求在在鋼橋面板上上施加一層多多功能的保護(hù)護(hù)層結(jié)構(gòu)，這這就是鋪裝層。常用的鋪裝層層大致可分為為兩類：水泥混凝土鋪鋪裝和瀝青混凝土鋪鋪裝水泥混凝土鋪鋪裝的造價(jià)低，耐耐磨性能好，，適合重載交交通，但養(yǎng)護(hù)護(hù)期長(zhǎng)，日后后修補(bǔ)比較麻麻煩。瀝青混凝土鋪鋪裝具有重量輕、、變形協(xié)調(diào)性性好、與橋面面板黏著性能能優(yōu)越、易于于維修以及行行車舒適等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，維修養(yǎng)養(yǎng)護(hù)方便，通通車速度快，，但易老化和和變形。8.2.3正交異性板橋橋面鋪裝的特特點(diǎn)1、鋼橋面瀝青青混合料鋪裝裝直接鋪筑在在正交異性性鋼橋面板上上。2、溫度變化明明顯，影響鋪鋪裝層變形。。3、大跨徑鋼橋橋還要受到強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)、臺(tái)風(fēng)及及其他各因素素對(duì)其產(chǎn)生的的震動(dòng)作用。。4、受力模式不不同。5、鋼橋的最大大弱點(diǎn)之一就就是遇水生銹銹。8.2.4鋼橋面鋪裝【bridgedeckpavement】是直接鋪設(shè)在在鋼橋面板上上，保護(hù)鋼板板并提供滿足足汽車行駛要要求的路表面面功能，與鋼鋼橋面結(jié)構(gòu)共共同承重，厚厚度約為35~100mm的單層或雙層層的承重構(gòu)造造物。它一般由防銹銹層、防水黏黏結(jié)層、瀝青青混凝土鋪裝裝層等構(gòu)成。。8.2.5鋼橋面瀝青混混合料鋪裝類類型的選用1、較高的鋪裝裝層強(qiáng)度及合合理的厚度2、優(yōu)良的層間間黏結(jié)性能3、優(yōu)良的高溫溫穩(wěn)定性、低低溫抗裂性4、較好的耐久久性，即較好好的抗老化性性、水穩(wěn)定性性和抗疲勞特特性5、優(yōu)良的適應(yīng)應(yīng)鋼橋面板非非周期性變形形，即變形穩(wěn)穩(wěn)定性6、優(yōu)良的平整整性、抗滑性性及耐磨性7、良好的防水水防滲透性能能8、可靠的施工工工藝與質(zhì)量量控制8.3鋼橋面鋪裝常常用材料常用的的鋪裝裝層材材料主主要有有以下下四類類：1、熱拌拌瀝青青混凝凝土或或改性性密級(jí)級(jí)配瀝瀝青混混凝土土2、高溫溫拌合合澆注注式瀝瀝青混混凝土土（德德、日日）3、改性性瀝青青SMA(StoneMasticAsphalt)4、環(huán)氧氧瀝青青混凝凝土(EpoxyAsphalt)8.3.1澆注式式瀝青青混凝凝土優(yōu)點(diǎn)：空隙隙率接接近零零，具具有優(yōu)優(yōu)良的的防水水、抗抗老化化性能能，無無需防防水層層，抗抗裂性性能強(qiáng)強(qiáng)，對(duì)對(duì)鋼板板的追追從性性、與與鋼板板間的的黏結(jié)結(jié)性能能好于于一般般瀝青青混凝凝土。。缺點(diǎn)：高溫溫穩(wěn)定定性差差，易易形成成車轍轍。以德國(guó)國(guó)和日日本應(yīng)應(yīng)用為為代表表8.3.2改性瀝瀝青SMA(StoneMasticAsphalt)優(yōu)點(diǎn)：較好好的柔柔韌性性、抗抗松散散能力力、抗抗裂能能力強(qiáng)強(qiáng)，具具有良良好的的耐久久性和和防水水性能能，抗抗塑流流和抗抗永久久變形形的能能力強(qiáng)強(qiáng)，不不易產(chǎn)產(chǎn)生車車轍，，具有有粗糙糙的表表面結(jié)結(jié)構(gòu)，，防滑滑性能能好，，施工工要求求低，，施工工期短短，費(fèi)費(fèi)用較較低。。缺點(diǎn)：鋪裝裝層較較厚（（大于于60mm），對(duì)對(duì)集料料要求求高，，在我我國(guó)工工程實(shí)實(shí)踐中中保質(zhì)質(zhì)期限限較短短。德國(guó)和和日本本等國(guó)國(guó)多采采用。。我國(guó)國(guó)的虎虎門大大橋、、廈門門海滄滄大橋橋、武武漢白白沙洲洲大橋橋等均均采用用SMA為鋪裝裝材料料?；㈤T大大橋廈門海海滄大大橋8.3.3環(huán)氧瀝瀝青混混合料料(EpoxyAsphalt)優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度度高，，高溫溫時(shí)抗抗塑流流和抗抗永久久變形形的能能力很很強(qiáng)，，低溫溫抗裂裂性能能很好好，具具有極極好的的抗疲疲勞性性能，，具有有很好好的抵抵抗化化學(xué)物物質(zhì)侵侵襲的的能力力，包包括溶溶劑、、燃料料和油油。缺點(diǎn)：環(huán)氧氧瀝青青混凝凝土配配制工工藝比比較復(fù)復(fù)雜，，施工工中對(duì)對(duì)時(shí)間間和溫溫度要要求十十分嚴(yán)嚴(yán)格，，施工工難度度大，，材料料費(fèi)用用也高高，相相關(guān)技技術(shù)資資料在在國(guó)外外多屬屬專利利產(chǎn)品品。多應(yīng)用用于美美國(guó)和和中國(guó)國(guó)。到到目前前為止止，我我國(guó)已已有包包括南南京長(zhǎng)長(zhǎng)江第第二大大橋、、潤(rùn)揚(yáng)揚(yáng)大橋橋、南南京長(zhǎng)長(zhǎng)江第第三大大橋等等7座超大大跨度度橋梁梁采用用此材材料。。南京長(zhǎng)長(zhǎng)江第第二大大橋8.4鋼橋面面鋪裝裝破壞壞類型型8.4.1破壞類類型1、縱橫橫向裂裂紋破破壞產(chǎn)生原原因：：（1）汽車車荷載載過重重引起起鋪裝裝層表表面拉拉應(yīng)變變力過過大（2）橋面面系結(jié)結(jié)構(gòu)剛剛度不不足，，引起起鋪裝裝層表表面拉拉應(yīng)變變過大大（3）鋪裝裝材料料耐疲疲勞性性能不不足（4）鋪裝裝整體體抗拉拉強(qiáng)度度不足足，在在產(chǎn)生生推移移時(shí)形形成斜斜向開開裂。。2、車轍轍破壞壞產(chǎn)生原原因：：（1）鋪裝裝熱穩(wěn)穩(wěn)定性性不足足，在在汽車車反復(fù)復(fù)荷載載作用用下，，混合合料蠕蠕變，，形成成永久久變形形積累累。（2）地區(qū)區(qū)溫度度過高高、常常年高高溫季季節(jié)過過長(zhǎng)及及封閉閉式箱箱梁內(nèi)內(nèi)部溫溫度較較高等等引起起鋪裝裝溫度度過高高（3）汽車車軸載載過重重（超超載））。4、坑槽槽破壞壞坑槽破破壞一一般與與材料料自身身性能能以及及對(duì)其其他病病害沒沒有及及時(shí)維維護(hù)有有關(guān)。。3、脫層層及推推移破破壞脫層和和推移移破壞壞的出出現(xiàn)主主要和和黏結(jié)結(jié)層強(qiáng)強(qiáng)度以以及鋪鋪裝層層材料料的高高溫穩(wěn)穩(wěn)定性性有關(guān)關(guān)。如如果黏黏結(jié)層層強(qiáng)度度較低低，則則容易易脫層層；如如果鋪鋪裝層層材料料的高高溫穩(wěn)穩(wěn)定性性較差差，則則在水水平力力的作作用下下容易易失穩(wěn)穩(wěn)，從從而形形成推推移和和擁包包病害害。5、其它它破壞壞形式式伸縮縫縫與鋪鋪裝結(jié)結(jié)合部部位在在長(zhǎng)期期行車車荷載載作用用下形形成段段差行車磨磨耗作作用及及使用用材料料抗磨磨光功功能不不足而而引起起鋪裝裝抗滑滑性能能不足足瀝青混混凝土土鋪裝裝施工工中產(chǎn)產(chǎn)生的的氣泡泡（鼓鼓包））等破破壞在加勁勁肋之之上出出現(xiàn)平平行裂裂縫和和鋪裝裝層位位移鋪裝表表面松松散、、泛油油、形形成光光面的的輪跡跡帶或或輪印印等8.5鋪裝結(jié)結(jié)構(gòu)受受力和和變形形特點(diǎn)點(diǎn)正交異異性鋼鋼橋面面鋪裝裝不同同于一一般公公路瀝瀝青混混凝土土路面面，它它直接鋪設(shè)在在正交交異性性鋼橋橋面板板上，，由于于正交交異性性鋼橋橋面板板柔度度大，，以及及在行車荷荷載與溫度變變化、、風(fēng)載載、地地震等自然然因素素共同同影響響下，，特別別是它它還受到橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)變變形的影響響，其其受力力和變變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)比公公路路路面或或機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道面面復(fù)雜雜，尤尤其在在重型型車輛輛荷載載作用用下，，鋼橋橋面板板局部部變形形更大大、更更復(fù)雜雜，各各縱向向加勁勁肋。?？v隔隔板、、橫肋肋與橋橋面板板焊接接處出出現(xiàn)明明顯的的應(yīng)力力集中中，這這導(dǎo)致致鋪裝裝層受受力更更復(fù)雜雜，更更不利利。8.5.1結(jié)構(gòu)受受力和和變形形特點(diǎn)點(diǎn)1、橋面面鋪裝裝處于于變形形大而而復(fù)雜雜的鋼鋼板之之上，，正交交異性性鋼橋橋面板板本身身的變變形、、位移移、振振動(dòng)等等都直直接影影響鋪鋪裝層層的工工作狀狀態(tài)。。2、鋼橋橋結(jié)構(gòu)構(gòu)的每每日和和季節(jié)節(jié)性溫溫度變變化嚴(yán)嚴(yán)重影影響鋪鋪裝層層的變變形，，鋼橋橋面板板的導(dǎo)導(dǎo)熱系系數(shù)要要遠(yuǎn)大大于其其他土土工材材料。。3、大跨跨徑鋼鋼橋一一般都都建在在大江江、大大河或或橫跨跨海峽峽之上上，強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)、、臺(tái)風(fēng)風(fēng)頻繁繁，各各種因因素對(duì)對(duì)其產(chǎn)產(chǎn)生的的震動(dòng)動(dòng)作用用，在在一般般瀝青青混凝凝土路路面上上是遭遭遇不不到的的。4、受力力模式式不同同5、縱隔隔板上上方鋪鋪裝層層表面面易形形成更更明顯顯的應(yīng)應(yīng)力集集中6、鋪裝