鋼橋面板鋪裝技術(shù)、病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、南京林業(yè)大學(xué)課程論文匯報(bào)演示鋼橋面板鋪裝技術(shù)、病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)簡(jiǎn) 介 Synopsis鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào) 目前，由于經(jīng)濟(jì)暴發(fā)，車(chē)流量和車(chē)輛載荷的急劇增長(zhǎng)，鋼橋面板的橋梁出現(xiàn)了諸如疲勞裂縫等多項(xiàng)早期病害，且伴隨著多發(fā)、再現(xiàn)等特點(diǎn)。因此如何優(yōu)化改進(jìn)現(xiàn)有鋼橋面板的設(shè)計(jì)施工，避免其與鋪裝層之間的粘結(jié)破壞，疲勞裂縫等一系列病害，是當(dāng)下亟需解決的問(wèn)題。簡(jiǎn) 介 Synopsis鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào) 此外，鋼橋面板鋪裝層的行車(chē)舒適性，安全性及耐久性已經(jīng)成為橋梁工程質(zhì)量評(píng)價(jià)的一項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)，并普遍受到社會(huì)各界的重視。因此，本文就鋼橋面板的常見(jiàn)病害闡述與其相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)大跨徑鋼橋面板鋪

2、裝層材料類型作相應(yīng)的對(duì)比分析，并結(jié)合長(zhǎng)江二橋的工程實(shí)例對(duì)鋼橋面板鋪裝層設(shè)計(jì)中需要考慮的問(wèn)題進(jìn)行論述。 框 架 Scheme緒論：1.鋼橋面板的發(fā)展 2.鋼橋面板鋪裝技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀鋼橋面板鋪裝層常見(jiàn)病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)大跨徑鋼橋面鋪裝層：1.材料特性 2.鋪裝實(shí)例結(jié)論與展望參考文獻(xiàn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction1.鋼橋面板的發(fā)展2.鋼橋面板橋面鋪裝發(fā)展和研究現(xiàn)狀鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)自1934年，世界上第一座鋼橋面板連續(xù)板梁橋Feldcoeg橋建成以來(lái)，鋼橋面板憑借自重輕、跨度大、施工便捷及經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)勢(shì)逐漸替代混凝土橋面板成為橋梁工程中的新寵，并廣

3、泛應(yīng)用到各種形式的橋梁結(jié)構(gòu)中。緒 論 Introduction鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)1.1鋼橋面板的發(fā)展我國(guó)在20世紀(jì)70年代初，開(kāi)始學(xué)習(xí)西方國(guó)家并引進(jìn)了鋼橋面板的技術(shù)。潼關(guān)黃河鐵路橋是我國(guó)第一座建成的簡(jiǎn)支箱梁鋼橋面板橋，其跨長(zhǎng)32m（如圖2）。隨后又陸續(xù)建成了漢江斜腿鋼橋（安康瀛湖鎮(zhèn)漢江橋），北江公路橋，勝利黃河公路橋（如圖3-5），繼而迎來(lái)了一個(gè)黃金時(shí)期。在此期間，橋梁建設(shè)規(guī)模、速度和技術(shù)創(chuàng)新都飛速發(fā)展，大量的大跨度橋梁應(yīng)運(yùn)而生，其具有新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，復(fù)雜的技術(shù)要求，現(xiàn)代化的品味審美和高質(zhì)量的科技創(chuàng)新。截止到目前，應(yīng)用鋼橋面板的大跨度橋梁（包括鋼箱梁懸索橋、斜拉橋等）已有近百座。

4、緒 論 Introduction圖1 英國(guó)的Severn橋是其中具有代表性的一座采用鋼橋面板的橋。Severn橋主跨988m，是世界上第一座以扁平鋼箱梁作為主梁的懸索橋，建于1966年。鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction圖2 潼關(guān)黃河鐵路橋鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction圖3 按康瀛湖鎮(zhèn)漢江橋鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction圖4 北江公路橋鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction圖5 勝利黃河公路橋鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction鋼橋面板鋪裝技術(shù)

5、概述課程論文匯報(bào)隨著鋼橋面板的迅速推廣，大跨徑橋梁在眾多橋梁結(jié)構(gòu)形式中脫穎而出，尤其在跨越江、河、海峽時(shí)，更加充分發(fā)揮了其輕質(zhì)高強(qiáng)、快速美觀以及跨越能力大等優(yōu)勢(shì)。而多項(xiàng)成功的實(shí)例也證明，大跨徑橋梁的發(fā)展創(chuàng)新已經(jīng)成為了必然趨勢(shì)，鋼橋面板的應(yīng)用在此過(guò)程中也顯示出了空前的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。例如：1964年，世界上第一座采用鋼橋面板結(jié)構(gòu)的中承式系桿拱橋Port Mann橋在加拿大溫哥華建成；1999年，世界上跨度最大（主跨度1991m）的梁橋明石海峽大橋在日本建成等。緒 論 Introduction鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)在我國(guó)，鋼橋面板在大跨度橋梁中也已經(jīng)得到了較為推廣和應(yīng)用。最早在1996年，由國(guó)

6、內(nèi)專家自主設(shè)計(jì)的西陵長(zhǎng)江大橋是我國(guó)第一座全焊接鋼箱梁懸索橋，該橋主跨900m，在當(dāng)時(shí)是突破技術(shù)的大跨徑橋梁。此后，我國(guó)在鋼橋面板大跨徑橋梁方面的研究實(shí)踐陸續(xù)落實(shí)，如江陰長(zhǎng)江大橋、南京長(zhǎng)江二橋、朝天門(mén)長(zhǎng)江大橋、南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋等均在不斷挑戰(zhàn)著跨度極限，并在結(jié)構(gòu)形式、材料性能、施工架設(shè)、經(jīng)濟(jì)適用等方面不斷突破與創(chuàng)新。表1詳細(xì)羅列了國(guó)內(nèi)外較為有名的大跨徑鋼橋。緒 論 Introduction鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)通車(chē)時(shí)間橋梁名稱主跨長(zhǎng)度(m)備注1998明石海峽大橋1991世界上目前最長(zhǎng)的吊橋2007西堠門(mén)大橋1650世界上最大跨度的鋼箱梁懸索橋，全長(zhǎng)在懸索橋中居世界第二、國(guó)內(nèi)第一，但鋼

7、箱梁懸索長(zhǎng)度為世界第一1998大貝爾特海峽大橋16242005潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋14901981亨伯爾橋1410正交異性板橋面1999江陰長(zhǎng)江大橋1385我國(guó)首座跨徑超千米的特大型鋼箱梁懸索橋梁1997青馬大橋1,377創(chuàng)造世界最長(zhǎng)的行車(chē)、鐵路兩用吊橋紀(jì)錄1969韋拉扎諾橋1290-1937金門(mén)大橋1280-2007陽(yáng)邏長(zhǎng)江大橋1280-2011南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋2336世界首座六線鐵路大橋，為世界上設(shè)計(jì)荷載最大的高速鐵路大橋2009天興洲長(zhǎng)江大橋504全國(guó)跨度第一的公路鐵路兩用橋2009朝天門(mén)長(zhǎng)江大橋552-2001南京長(zhǎng)江二橋628由南汊大橋、北汊大橋和南岸、八卦洲及北岸引橋組成，南汊大橋主跨跨

8、徑中國(guó)第一，世界第三 國(guó)內(nèi)外著名大跨徑鋼橋緒 論 Introduction圖6 明石海峽大橋鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction圖7 江陰大橋鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction圖8 西堠門(mén)大橋鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction圖9 韋拉札大橋鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction圖10 青馬大橋鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction圖11 南京長(zhǎng)江二橋鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)緒 論 Introduction鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)1.2鋼橋

9、面板鋪裝技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀對(duì)鋼橋面鋪裝技術(shù)的研究最早始于德國(guó)，隨后，英、美、日等國(guó)家也陸續(xù)開(kāi)始研究鋼橋面鋪裝技術(shù)。在研究過(guò)程中，德、日等一小部分國(guó)家制定了相關(guān)的鋪裝技術(shù)規(guī)范，積累了大量的研究經(jīng)驗(yàn)。但是，由于橋梁結(jié)構(gòu)形式的不同，交通狀況的多變以及氣候等自然因素的影響，鋼橋面的鋪裝形成了地區(qū)差異。因此，鋼橋面板鋪裝技術(shù)的規(guī)范化仍是目前研究的技術(shù)要點(diǎn)。我國(guó)鋼橋面板技術(shù)的引進(jìn)較晚，而正交異性鋼橋面板橋梁的修建也起步較晚（約為20世紀(jì)80年代）。并且，由于存在地區(qū)交通狀況與自然條件的差異性，以及長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)高溫的氣候特點(diǎn)和嚴(yán)重的超載現(xiàn)象，均與西方國(guó)家的情況不同，故而在引進(jìn)西方國(guó)家的鋪裝技術(shù)經(jīng)驗(yàn)時(shí)存在較大

10、的困難。緒 論 Introduction鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)因此，國(guó)內(nèi)專家學(xué)者開(kāi)始針對(duì)我國(guó)的交通、自然條件進(jìn)行對(duì)鋼橋面板鋪裝層技術(shù)的自主研究。研究的主要方向包括正交異性鋼橋面板鋪裝層的材料組成和力學(xué)性能，粘結(jié)層強(qiáng)度，鋼板和鋪裝層的抗疲勞性能等。其中，徐軍，陳忠延等人9在以縱肋的開(kāi)閉口為參數(shù)，對(duì)鋼橋面板進(jìn)行靜力試驗(yàn)，分析正交異性鋼橋面板在彈性階段內(nèi)的應(yīng)力特性，研究總結(jié)鋼板的構(gòu)造布置對(duì)鋪裝層應(yīng)變的影響。羅立峰等人10以薄板理論為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)化分析橋梁上部結(jié)構(gòu)，提出了橋面鋪裝設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)。肖秋明、查旭東等人11通過(guò)研究汽車(chē)正常行駛和緊急制動(dòng)時(shí)，瀝青混凝土鋪裝層與鋼箱梁之間的剪應(yīng)力，并根據(jù)分

11、析結(jié)果得出粘結(jié)層的抗剪指標(biāo)。緒 論 Introduction鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)姜從盛，姚永永等人12在工程實(shí)例（武漢白沙洲大橋）的基礎(chǔ)上，根據(jù)橋面鋪裝的實(shí)際破壞情況，研究分析病害成因，引入新型防水粘結(jié)材料并采用界面粗糙化處理技術(shù)對(duì)鋪裝層病害部位進(jìn)行修復(fù)，對(duì)防水粘結(jié)層材料的粘結(jié)強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度以及彎曲變形性能進(jìn)行試驗(yàn)。黃衛(wèi)，錢(qián)振東13研制出了優(yōu)質(zhì)的鋪裝材料環(huán)氧瀝青混凝土，并在南京長(zhǎng)江二橋的應(yīng)用上獲得成功。病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.疲勞破壞2.防水粘結(jié)層破壞3.鋪裝層設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)隨著鋼橋面板在橋梁的橋面體系中的廣泛應(yīng)用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的通車(chē)，鋼橋面板的一系列弊端開(kāi)始顯

12、露，主要表現(xiàn)為銹蝕、疲勞、開(kāi)裂、不耐久等問(wèn)題。同時(shí)鋼板的夏季溫度高、防水防銹及層間結(jié)合問(wèn)題都致使鋼橋面鋪裝較一般公路瀝青混凝土鋪裝更加復(fù)雜困難。病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)2.1疲勞破壞鋼橋面板橋梁鋪裝層最常見(jiàn)的問(wèn)題之一就是疲勞問(wèn)題。關(guān)于疲勞破壞的原因，早期研究認(rèn)為，由于鋪裝料長(zhǎng)期服役導(dǎo)致疲勞，使得材質(zhì)脆化，最終結(jié)構(gòu)驟然脆裂。但后期大量實(shí)驗(yàn)研究表明，材料疲勞破壞后其力學(xué)性能并沒(méi)有發(fā)生改變，疲勞破壞的實(shí)質(zhì)是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在交變應(yīng)力作用下，形成最初的細(xì)微疲勞裂紋，隨后疲勞裂紋擴(kuò)展，接著疲勞裂紋迅速擴(kuò)展直至最后結(jié)構(gòu)疲勞斷裂3。病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)在鋼橋的使用過(guò)

13、程中，疲勞破壞主要表現(xiàn)為鼓包和開(kāi)裂破壞的形式。其中鼓包是瀝青混凝土鋼橋面鋪裝層在使用期間的最主要病害。大跨徑鋼箱梁橋?qū)蛎媾潘囊蠛芨?，通常為了避免水分下滲要求鋪裝的空隙率要低。因此，瀝青混合料常采用密級(jí)配，從而導(dǎo)致施工期間混入的水分揮發(fā)時(shí)無(wú)法從鋪裝層混合料中排除，故將鋪裝層頂起，造成鋪裝層的細(xì)微裂縫。鼓起部分的鋪裝層在行車(chē)荷載和雨水的反復(fù)作用下被壓碎，最終導(dǎo)致鋪裝層在局部范圍內(nèi)塌陷8。病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)而開(kāi)裂的病害成因多種多樣，其中主要的一個(gè)原因是正交異性鋼板的疲勞開(kāi)裂。正交異性鋼橋面板在鋼橋中的應(yīng)用廣泛，但正交異性板構(gòu)造極其復(fù)雜，焊縫數(shù)量多，制造工藝難度高，現(xiàn)

14、場(chǎng)組裝精度要求高，焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力高，結(jié)構(gòu)本身存在初始缺陷，再加上橋面板直接承受荷載的反復(fù)作用等等，在這些因素的影響下，正交異性板容易產(chǎn)生疲勞破壞。而且，大量的實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)際工程證明，正交異性鋼橋面板鋪裝層在縱向加勁肋頂部和縱隔板頂部鋪裝層表面易出現(xiàn)縱向開(kāi)裂（如圖13），橫隔板頂部鋪裝層表面易出現(xiàn)橫向開(kāi)裂（如圖12）。圖12 橫向裂縫病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)圖13 縱向裂縫病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)針對(duì)發(fā)生的疲勞問(wèn)題，專家們提出了各種建設(shè)性意見(jiàn)。主要在鋼橋面板構(gòu)造方面進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)正交異性面板的各部分構(gòu)造尺

15、寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)焊接組裝進(jìn)行嚴(yán)格控制、制造加工進(jìn)行試驗(yàn)總結(jié)以減少疲勞裂紋的產(chǎn)生，提高鋼橋面板的耐久性，延長(zhǎng)鋼橋的使用年限。在橋面結(jié)構(gòu)中，鋪裝層的作用主要體現(xiàn)在，其避免了橋面板直接受到車(chē)輪荷載的作用，傳遞并分散了汽車(chē)荷載的作用，并保護(hù)了鋼橋面板暴露在空氣中，具有良好的防銹、防水功能，確保了橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此，鋼橋面鋪裝層出現(xiàn)病害對(duì)橋面結(jié)構(gòu)的危害是極大的，故而除了要滿足抗變形和其它路用性能的一般要求外，一方面須具備適應(yīng)橋面板彎曲變形的抗疲勞，另一方面須具有與鋼板良好的粘結(jié)性、對(duì)鋼板的防水腐蝕作用。病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)2.2防水粘結(jié)層破壞隨著南京長(zhǎng)江二橋、南京長(zhǎng)江

16、三橋以及潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋等多座大跨徑鋼箱梁橋的建成和投入使用，我國(guó)的鋼橋面鋪裝的研究與所取得的技術(shù)也口益成熟，橋面鋪裝結(jié)構(gòu)中防水粘結(jié)層的設(shè)置至關(guān)重要，其作用主要體現(xiàn)在一下四點(diǎn)：（1）在鋼板與瀝青鋪裝層之間起粘結(jié)作用；（2）用作防水層，防止水分下滲銹蝕鋼板；（3）用作應(yīng)變吸收層。當(dāng)橋面鋼板在溫度變化下或行車(chē)荷載作用下發(fā)生水平變形時(shí)，防水粘結(jié)層可以吸收鋪裝層和鋼板之間的部分相對(duì)位移，從而減小鋪裝層內(nèi)部應(yīng)力；（4）用作分層鋪裝中上下鋪裝層的粘結(jié)層。病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)鋼橋面鋪裝層損壞的主要原因之一就是橋面瀝青混凝土鋪裝防水粘結(jié)層的失效。通常粘結(jié)層失效是因?yàn)橛尚熊?chē)荷載、溫度等

17、因素作用，導(dǎo)致鋪裝層與鋼板間存在較大的剪應(yīng)力，引起較大的剪切變形。加之，若鋪裝層與鋼板的結(jié)合面粘結(jié)力差或抗水平剪切能力較弱，則在水平方向會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移直至粘結(jié)失效或脫層。粘結(jié)層的失效會(huì)大大降低鋪裝層與鋼板的復(fù)合作用，增加鋪裝層內(nèi)部的應(yīng)力，加速鋪裝面層的破壞（例如開(kāi)裂、推移、脫層鋼板銹蝕等，見(jiàn)圖14、15），而且給修復(fù)帶來(lái)了極大困難，增大了修復(fù)費(fèi)用，妨礙交通正常運(yùn)行。因此鋼箱梁橋面瀝青混凝土層防水和粘結(jié)問(wèn)題的研究和利用是提高鋼橋面鋪裝層使用壽命的關(guān)鍵因素之一。病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)為了確保鋪裝層和鋼板之間的粘結(jié)力，使得鋪裝層適應(yīng)鋼板復(fù)雜的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，一方面須提高鋪裝材料

18、自身的強(qiáng)度與韌性，另一方面須加強(qiáng)鋪裝層與鋼板以及鋪裝上下層間的粘結(jié)作用。因此，鋪裝層與鋼板之間的良好結(jié)合是橋面鋪裝與鋼橋面板協(xié)同工作的關(guān)鍵。而且，為達(dá)到技術(shù)要求，防水粘結(jié)層須滿足不透水性、力學(xué)性能穩(wěn)定、耐久性、與其他材料的協(xié)調(diào)性、用作應(yīng)變吸收層、施工可操作性的要求。病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)而開(kāi)裂的病害成因多種多樣，其中主要的一個(gè)原因是正交異性鋼板的疲勞開(kāi)裂。正交異性鋼橋面板在鋼橋中的應(yīng)用廣泛，但正交異性板構(gòu)造極其復(fù)雜，焊縫數(shù)量多，制造工藝難度高，現(xiàn)場(chǎng)組裝精度要求高，焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力高，結(jié)構(gòu)本身存在初始缺陷，再加上橋面板直接承受荷載的反復(fù)作用等等，在這些因素的影響下，正交

19、異性板容易產(chǎn)生疲勞破壞。而且，大量的實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)際工程證明，正交異性鋼橋面板鋪裝層在縱向加勁肋頂部和縱隔板頂部鋪裝層表面易出現(xiàn)縱向開(kāi)裂（如圖13），橫隔板頂部鋪裝層表面易出現(xiàn)橫向開(kāi)裂（如圖12）。病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)圖14 鋪裝層破壞橋 面板裸露病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)圖15 鋪裝層破壞鋼 板銹蝕病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)2.3鋪裝層設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板與其他橋面板相比，具有結(jié)構(gòu)質(zhì)輕、承載力強(qiáng)、施工便捷，經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，尤其以正交異性鋼橋面板更為突出，其能將高強(qiáng)的承載能力和跨越能力的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮得更加充分，得到大力推廣。但是正交異

20、性鋼橋面板的相關(guān)技術(shù)十分復(fù)雜，且結(jié)構(gòu)要求較高，其中鋪裝技術(shù)就是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。鋼橋面剛度小，變形系數(shù)大，故對(duì)橋面瀝青鋪裝層的變形隨從性要求較高。如何提高鋪裝層的各項(xiàng)性能，提高橋面行車(chē)舒適性、安全可靠性以及耐久性，是鋼橋面板投入使用以來(lái)國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者共同研究的重點(diǎn)。病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)常用鋪裝層大致可以分為兩類，即水泥混凝土鋪裝和瀝青混凝土鋪裝。根據(jù)鋼橋面板的特點(diǎn)，具備質(zhì)輕，變形協(xié)調(diào)好，粘結(jié)強(qiáng)度高，行車(chē)舒適等優(yōu)勢(shì)的瀝青混凝土鋪裝更加適合正交異性鋼橋面板20。橋面鋪裝的作用在于，避免橋面板直接受到車(chē)輪荷載，傳遞分散荷載，避免鋼橋面板直接暴露在空氣中，起到防銹、防水作用

21、，確保橋梁的使用壽命。因此，橋面瀝青鋪裝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重以下幾點(diǎn)：（1）鋪裝層應(yīng)具備良好的高溫抗車(chē)轍、中溫抗疲勞開(kāi)裂和低溫抗裂的性能，以及良好的抗滑性能和耐久性能。（2）鋪裝層應(yīng)具備良好的粘結(jié)性能，避免與橋面板之間發(fā)生滑移或流動(dòng)。（3）鋪裝層應(yīng)具備良好泌水、排水系統(tǒng)，避免鋼橋面板直接接觸空氣和含腐蝕性介質(zhì)的水，確保鋼橋面板不被腐蝕。采取其他防腐措施。例如噴砂除銹、設(shè)置防水粘結(jié)層等。大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)3.1鋼橋面鋪裝層概述目前國(guó)內(nèi)外鋼橋面（正交異性鋼橋面）鋪裝材料主要有澆注式瀝青混合料(Guss asphalt)、改性SMA混合料(Stone Matrix Asphal

22、t)、環(huán)氧瀝青混合料(Epoxy Asphalt)等。目前大跨徑鋼橋面鋪裝己形成了“四種鋪裝材料、三類鋪裝結(jié)構(gòu)、兩種鋪裝體系”的格局，即按照瀝青混合料類型可分為四類：（1）熱拌瀝青混凝土或改性密級(jí)配瀝青混凝土；（2）以德國(guó)和日本為代表的高溫拌和澆注式瀝青混凝土(Guss Asphalt)，以及以英國(guó)為代表的瀝青瑪蹄脂混凝土(Mastic Asphalt)；（3）德國(guó)和日本等國(guó)采用的改性瀝青SMA(Stone Mastic Asphalt)；（4）以中國(guó)和美國(guó)為代表的環(huán)氧樹(shù)脂瀝青混凝土(Epoxy Asphalt)。大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)而瀝青混合料鋪裝結(jié)構(gòu)分為同質(zhì)單層

23、、同質(zhì)雙層和異質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)三類。兩類鋼橋面鋪裝體系分別為單層和雙層。在設(shè)計(jì)鋼橋面瀝青混凝土鋪裝層時(shí)，需要充分考慮當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件以及實(shí)際計(jì)要求，并在結(jié)構(gòu)和鋪裝方法的選擇上滿足相關(guān)規(guī)范的要求。大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)3.2環(huán)氧瀝青混凝土(Epoxy Asphalt)鋪裝實(shí)例環(huán)氧瀝青是指在瀝青中加入環(huán)氧樹(shù)脂，使固化劑發(fā)生硬化反應(yīng)，形成不可逆的固化物，瀝青性質(zhì)由熱塑性轉(zhuǎn)化成熱固性，從而優(yōu)化瀝青的物理、力學(xué)性能。西方國(guó)家在環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝研究上開(kāi)始較早，最早應(yīng)用在橋面鋪裝上的美國(guó)加州SanMateo-Hayward大橋，隨后在大跨徑鋼橋中得到廣泛應(yīng)用，例如美國(guó)的San Dieg

24、o Coronado大橋，San Francisco Oakland海灣大橋，Queens Way大橋，加拿大的Mercier大橋，荷蘭的Hagestein大橋等。我國(guó)南京長(zhǎng)江二橋的南汊橋鋼橋面鋪裝是我國(guó)首次將環(huán)氧瀝青混凝土運(yùn)用于大跨徑鋼橋橋面鋪裝。大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)在我國(guó)，自2000年南京長(zhǎng)江二橋起，環(huán)氧瀝青鋪裝橋面在大量橋梁中得到應(yīng)用。截至2013年底，我國(guó)有34座鋼橋面采用環(huán)氧瀝青鋪裝，包括潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋、蘇通大橋、杭州灣大橋、西喉門(mén)大橋等(詳見(jiàn)下表)。橋名鋪裝時(shí)間橋名鋪裝時(shí)間橋名鋪裝時(shí)間南京長(zhǎng)江二橋2000武漢陽(yáng)邏大橋2007武漢白沙洲大橋2009舟山桃夭門(mén)

25、大橋2003天津富民橋2007天津海河開(kāi)啟橋2009鎮(zhèn)江潤(rùn)揚(yáng)大橋2004天津慈海橋2007武漢天興洲大橋2009天津大沽大橋2004天津赤峰橋2007上海長(zhǎng)江大橋2009南京長(zhǎng)江三橋2005天津李公橋2007上海閔浦大橋2009佛山平勝大橋2006深圳后海大橋2007虎門(mén)大橋2009湛江海灣大橋2006廣州黃浦大橋2008湖北鄂東大橋2010天津奉化大橋2006舟山西喉門(mén)大橋2008武漢荊岳大橋2010北京南環(huán)大橋2006舟山金塘大橋2008青島跨海大橋2010深圳后海大橋2007濟(jì)南黃河三橋2008崇啟大橋2011南通蘇通大橋2007魚(yú)嘴長(zhǎng)江大橋2009泰州長(zhǎng)江大橋2012寧波杭州灣大橋20

26、07貴州壩凌河大橋2009病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)圖16Francisco Oakland 海灣大橋病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)圖17 San Mateo-Hayward大橋病害及設(shè)計(jì)要點(diǎn)鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)圖18San Diego Coronado大橋大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)3.3環(huán)氧瀝青混凝土材料性質(zhì)國(guó)內(nèi)外研究表明，環(huán)氧瀝青混凝土材料具有強(qiáng)度高、剛度大，抗疲勞性能好，抗腐蝕性能好等優(yōu)良特性。一般瀝青混凝土馬歇爾穩(wěn)定度為812kN，而熱拌環(huán)氧瀝青混凝土則高達(dá)4060kN，即便是冷拌環(huán)氧瀝青，其馬歇爾穩(wěn)定度也可以能達(dá)到

27、2530kN。盡管馬歇爾穩(wěn)定度不能作為標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)指標(biāo)，但可以側(cè)面反映出環(huán)氧瀝青是一種高強(qiáng)鋪面材料。殼牌石油公司曾對(duì)環(huán)氧瀝青混凝土材料在不同溫度下的彎曲勁度模量進(jìn)行試驗(yàn)，并與普通瀝青混凝土講行比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3。大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào) 表3熱拌環(huán)氧瀝青混凝土的彎曲勁度模量試驗(yàn)溫度/環(huán)氧瀝青混凝土勁度模量/（NM-2）普通瀝青混凝土勁度模量/（NM-2）0204060-大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)數(shù)據(jù)顯示，0時(shí)，環(huán)氧瀝青混凝土勁度模量與普通瀝青混凝土相差不大；20時(shí)，環(huán)氧瀝青幾乎高出2倍；40時(shí)高出7倍。隨著溫度增高，兩者的勁度模量的差距增大?？梢?jiàn)環(huán)

28、氧瀝青在高溫下的抗變形能力很高。而且，在應(yīng)力為0.8MPa時(shí)，普通瀝青混凝土的疲勞壽命為8000次，而環(huán)氧瀝青混凝土則到600000次，是普通瀝青混凝土疲勞壽命的幾十倍。澳人利亞Nest Gate大橋管理處，曾對(duì)環(huán)氧瀝青混凝土進(jìn)行了等應(yīng)變彎曲疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，其疲勞壽命為500000次。而普通瀝青混凝土僅為290000次，兩者相差17倍。由此可見(jiàn)，環(huán)氧瀝青混凝土的抗疲勞性能優(yōu)越。實(shí)踐證明，環(huán)氧瀝青混凝土引入橋面鋪裝具備如下優(yōu)點(diǎn)：(1)粘結(jié)強(qiáng)度大，不隨溫度的變化和交通荷載的作用而流動(dòng)或滑移。(2)溫度適應(yīng)性好，不隨鋼板尺寸的變化而脫落。(3)抗疲勞強(qiáng)度高，保證橋面板的使用壽命。大跨徑鋼橋面鋪裝

29、鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)3.4 其他鋪裝材料除環(huán)氧瀝青混凝土外，澆注式瀝青混凝土和瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)也是常見(jiàn)的鋪裝材料。其中，澆注式瀝青混凝土一般采用硬質(zhì)瀝青，如使用湖瀝青、巖瀝青和道路瀝青配合使用，添加高劑量礦粉，與集料在220以上的高溫下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的拌和，配制成粘稠且有良好流動(dòng)性的瀝青混合料。澆注后用木制饅刀抹平，無(wú)需機(jī)械碾壓。而SMA是澆注式瀝青混凝土的進(jìn)化產(chǎn)物。粗集料彼此接觸形成骨架，瀝青、纖維和礦粉組合成瑪蹄脂填充空隙，形成一種密實(shí)結(jié)構(gòu)的瀝青混合料。與普通瀝青混凝土相比，SMA具有良好的高溫穩(wěn)定性、耐久性、低溫抗裂性性等優(yōu)良性能。而實(shí)驗(yàn)證明，因SMA具有較好的變形能力

30、及柔韌性，在橋面鋪裝上得到了廣泛應(yīng)用。大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)與環(huán)氧瀝青混凝土相比，這兩種方法在實(shí)際工程應(yīng)用中的成效不佳。例如，江陰長(zhǎng)江公路大橋于1999年竣工，其橋面鋪裝采用澆筑式瀝青混凝土，雖然根據(jù)我國(guó)具體情況進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整與改善，但仍存在較為嚴(yán)重的縱向裂縫和高溫穩(wěn)定性問(wèn)題。廈門(mén)海滄大橋于1999年竣工，其橋面鋪裝采用雙層改性瀝青SMA方案，上層為SMA13、下層為SMA10，但該橋在2002年便發(fā)生了大面積的病害，進(jìn)行了大規(guī)模的翻修。而環(huán)氧瀝青混凝土已在我國(guó)南京長(zhǎng)江二橋成功鋪設(shè)，滿足技術(shù)要求，經(jīng)過(guò)通車(chē)后4年內(nèi)的運(yùn)營(yíng)及橋面狀況依然很好。可見(jiàn)，雖然環(huán)氧瀝青混凝土的價(jià)

31、格較高，但作為橋面鋪裝材料而言，其各項(xiàng)性能都非常好，減小了后期維修費(fèi)用，一定程度上就經(jīng)濟(jì)效益而言更具優(yōu)勢(shì)。大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)3.5工程實(shí)例2000年，南京長(zhǎng)江第二大橋是國(guó)內(nèi)首次使用美國(guó)環(huán)氧瀝青作為鋪裝層材料的鋼橋。且開(kāi)放交通至今已有14年，大橋通過(guò)了高低溫交替和大交通量的嚴(yán)峻考驗(yàn)，橋面鋪裝結(jié)構(gòu)狀況與使用性能仍保持良好狀態(tài)，解決了我國(guó)鋼橋面鋪裝易發(fā)生早期病害的問(wèn)題。大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)南京長(zhǎng)江二橋的南汊橋是鋼斜拉橋，其橋長(zhǎng)2958m，主跨628m，在斜拉橋中居國(guó)內(nèi)第一，世界第三。二橋采用全焊式單箱單室鋼箱梁，鋼箱梁的橋面板采用正交異性板結(jié)

32、構(gòu)，在鋼箱梁的頂板焊接了梯形加勁肋。橋面鋪裝材料采用環(huán)氧瀝青混凝土，鋪裝厚度50mm。鋼板與環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層之間的粘結(jié)材料采用環(huán)氧瀝青，環(huán)氧瀝青粘結(jié)層厚度0.6mm，鋪裝層結(jié)構(gòu)分層（如下圖，單位mm）。南京長(zhǎng)江二橋的橋面鋪裝體系中不設(shè)專門(mén)的防水層，粘結(jié)層與鋼板防銹漆擔(dān)負(fù)了鋼橋面板防水的功能。21大跨徑鋼橋面鋪裝鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)在經(jīng)濟(jì)效益方面，雖然環(huán)氧瀝青的價(jià)格高，為普通瀝青的十多倍，且與其它改性瀝青材料相比，價(jià)格也高出數(shù)倍，但環(huán)氧瀝青路用性能優(yōu)越，可有效延長(zhǎng)鋼橋面的使用壽命，降低后期翻修費(fèi)用。故從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，環(huán)氧瀝青具有很高的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。 結(jié) 論 Conclusion

33、鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)本文在回顧鋼橋面板發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上總結(jié)論述了現(xiàn)有鋼橋面鋪裝技術(shù)的優(yōu)劣，并針對(duì)鋼橋面鋪裝層常見(jiàn)病害提出鋪裝層設(shè)計(jì)要點(diǎn)，即在選擇鋪裝層材料數(shù)要保證鋪裝層性能達(dá)到四點(diǎn)要求。良好的高溫抗車(chē)轍、中溫抗疲勞開(kāi)裂和低溫抗裂的性能良好的抗滑性能和耐久性能良好的粘結(jié)性能良好的泌水、排水系統(tǒng) 結(jié) 論 Conclusion鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)目前大跨徑鋼橋面鋪裝呈現(xiàn)“四種鋪裝材料、三類鋪裝結(jié)構(gòu)、兩種鋪裝體系”的格局，本文還論述了各種鋪裝材料的組分、施工、經(jīng)濟(jì)等性能上的優(yōu)劣，其中以南京長(zhǎng)江二橋工程實(shí)例為基礎(chǔ)，論述了環(huán)氧瀝青混凝土的強(qiáng)度高、剛度大，抗疲勞性能好，抗腐蝕性能好等

34、優(yōu)良特性，使用性能優(yōu)勢(shì)及良好的經(jīng)濟(jì)效益。 展 望 Outlook鋼橋面板鋪裝技術(shù)概述課程論文匯報(bào)隨著交通的快速發(fā)展，未來(lái)橋梁的發(fā)展方向?qū)⑾蚩缃绾５却罂缍葮蛄航Y(jié)構(gòu)發(fā)展。而鋼橋面板較其他橋面板具有跨越能力大、結(jié)構(gòu)輕、承載能力強(qiáng)、施工方便，適用性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，是大跨度橋梁廣泛采用的橋面板結(jié)構(gòu)。尤其正交異性鋼橋面板更能充分發(fā)揮鋼橋面板承載能力強(qiáng)，跨越能力大的優(yōu)點(diǎn)。而且，正交異性鋼橋面板較其他鋼橋面板能大大減輕重量，具有經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)。未來(lái)橋梁結(jié)構(gòu)形式將多姿多彩，正交異性板能廣泛運(yùn)用到剛架橋、拱橋、系桿拱橋、簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋、T構(gòu)橋、斜拉橋、懸索橋等各種橋型中。 結(jié) 論 Conclusion建立橋面鋪裝合理的力學(xué)模型析橋面鋪裝材料的性能指標(biāo)要求及橋面鋪裝材料的設(shè)計(jì)研究；建立橋面鋪裝管理系統(tǒng)。建立橋面鋪裝材料試驗(yàn)分析評(píng)價(jià)方法；鋼橋面板鋪裝技術(shù)