浅析大跨径钢桥面铺装技术施工要点范文

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1前言

下文先对大跨径钢桥面铺装的结构特点以及运营中存在的病害进行相应的分析，找出其产生的原因，之后对大跨径钢桥面铺装中的设计内容和重点事项进行阐述，旨在提升设计的效果，进而为我国大跨径钢桥面铺装技术的进步提供支持。

2大跨径钢桥面铺装结构特征和运营病害

2.1结构特征

钢桥面铺装是在正交异性钢桥面板上所加设的铺装层结构，其通过防锈层和粘结层两者之间的有效连接，将正交异性钢桥面板同桥梁的主体结构进行连接，充分利用了纵横梁支撑连接的作用，增强单向板的受力性能。但是由于大跨径桥梁自身的变形特点，加上正交异性钢桥面板的弱刚度，使得压力作用下，结构变形的效果更为复杂；另外由于正交异性钢桥面板同钢桥面铺装是紧密联系在一起的，一旦出现变形现象，铺装层和钢桥面板之间很容易产生位移错位现象。此外，钢桥面板还很容易受到温度影响，加之其自身的刚度较小，使得变形现象更加明显，导致相应接触面之间的移动和错位问题更加严重，进而限制了大跨径桥梁的综合性能。

2.2运营病害

目前在钢桥面铺装作业时，最常使用的铺装材料为沥青混凝土，如浇筑式沥青、环氧沥青等，其优势在于，沥青自身的耐热性能较高，即使是在高温作业的环境下，也可以保证正交异性钢桥面板与沥青铺装面板之间的连接性，避免了错位、移动等问题的产生。不过在大跨径钢桥面铺装运营过程中，其还存在着很多的病害，具体的内容为：首先，在高温季节下开展铺装作业，下铺装层很容易出现病害问题，从而导致沥青路面出现位移、泛油和车辙等现象。该现象的产生主要是由温度和车轮荷载引起的，其将损毁沥青的力学性，进而造成事故的发生。其次，在大跨径桥梁使用一段时间以后，桥面铺装层和钢板之间的粘结性逐渐变差，使得局部结构出现脱层、开裂以及推移的现象，影响桥梁的质量。该问题主要是由于荷载逐渐加大，钢桥面板变形越来越严重，进而影响铺装层同面板之间的连接性，最终出现断裂。最后为渗漏问题。渗水问题应该是刚巧面板铺装最常出现的问题了，且大多数都出现在SMA改性沥青铺装层内，其会对沥青路面的结构造成一定的损毁，严重时还会造成钢桥面板的腐蚀。通过上述的分析可以总结出，产生桥梁病害的主要因素为：（1）高温因素，使铺装层和钢板之间的粘结性降低，在外部压力增加的过程中，导致其发生错位和开裂的情况。（2）正交异性钢桥面板的刚度和荷载能力不成正比，使得结构变形越发的明显，最后产生病害。（3）车辆荷载的增加。通过调差结果显示，车辆荷载能力的增加是影响桥梁寿命的直接因素，荷载越高，相应的桥梁承受压力就越大，对其造成的损坏也就越严重，所以在大跨径桥梁设计时，一定要对荷载能力进行合理的规划与控制。

3钢桥面铺装材料

在大跨径桥梁建设过程中，钢桥面铺装设计的合理性主要是为车辆的安全、平稳通行提供帮助，同时减少车辆通行中对钢桥面的磨损，提升其使用效果。另外，在设计过程中，还要对铺装层的性能进行合理的把控，使其在温度变化过程中，具有一定的稳定性、防水性和抗裂性。要想做到上述这些，就要对钢桥面铺装的材料实行合理的选择和应用。沥青混合材料自然是首选的铺装材料，不过在使用过程中，虽然其可以保证实用性的效果，但是由于钢桥面的变形较为复杂，再加上环境以及承载量的影响，使得其自身的性能有些许的变化，无法满足实际建设的需求。而改性后的沥青混合材料，则是在综合了钢桥面铺装材料的使用性能，再通过室内外的具体实验，进行合理的分析和研究，最后生产出来的一种新型的施工材料。该材料在研究过程中，通过对钢桥面的抗裂程度、变形程度、变形特点以及沥青混合料的模量、粘结强度等内容的详细了解，之后又通过不断的性能测试，有效的改善原有沥青混合料中存在的缺陷。另外，还有一些被优化后的铺装材料也可以应用到大跨径钢桥面铺装作业中来，这些材料主要有：改性密级配沥青混凝土或者热拌沥青混凝土、高温拌和浇筑沥青混凝土，其又称沥青玛蹄脂混凝土、改性沥青、环氧树脂沥青混凝土这四种。

4设计技术要点

在大跨径钢桥面铺装施工中，为了有效的增强结构的性能，延长使用寿命，就需要对设计技术进行深入的研究，准确的分析荷载作用下，对沥青路面造成的影响和损伤，从而制定出有效的病害解决措施，加强设计方案内容的合理性、可行性。

4.1结构性能设计要点

通过对钢桥面铺装受力情况及其病害问题的分析和研究可以看出，在钢桥面铺装设计过程中，其需要注意的设计技术要点主要有。（1）提高铺装层的抗温性。抗温性能的有效提升，可以保证铺装层在高温作业环境下，具有良好的抗车辙能力；在低温环境下具有较高的抗裂性能；中温环境下具有合理的抗疲劳性能，从而有效的缓解温度变化对铺装层性能的影响，减少病害的发生。（2）增大铺装层的粘结性。只有具有良好的粘结性能才能确保铺装层不会受到高温环境的影响，进而避免出现位移动或者错位的情况。（3）提升铺装层的抗滑性和耐久性。这两个性能的改进一方面可以使桥梁建设满足车辆通行的需求，另一方面还可以完善铺装层同钢主梁之间的连接性，减少开裂等问题的发生。不过在目前设计过程中，铺装层构造设计都不能完全满足钢桥面铺装的上述要求，需要掺入新型材料来优化其力学性能，从而达到设计需求，比如，沥青目前研发的CFRP桥面铺装，就需要进一步研发新型铺装结构型式，以适用于大跨径钢桥面。

4.2延长使用寿命的相应措施

在大跨径桥梁建设过程中，要想延长铺装层的使用寿命，需要对其使用的情况进行提前的预测和分析，从而利用科学的计算方式，得出使用寿命的准确数值，之后再开展合理的设计和调整工作。影响钢桥面铺装使用寿命的主要因素为：车辆行驶中的荷载能力，因此在计算过程中，可以依照疲劳原理利用下图的公式进行准确的计算，这样便可有效的预测钢桥面铺装的使用年限。该公式属于基本损伤预测公式，为了加强预测的准确性，还需要工作人员结合实际的情况及相关理论，进行不断的调整和完善。

5设计流程及其重点事项

首先根据相应的调查研究，对铺装层的结构进行掌握，之后对受力和使用寿命实行准确的计算和分析，如果其满足实际施工的要求，则可以采用该方案进行操作，但是如果其存在一定的问题，要调整到合理的范围内方可实施后续的操作。同时在审核过程中，还要注意以下几点内容。（1）钢桥面铺装对温度的变化较为敏感，且我国的地域比较广阔，各区域气候温差变化较大，为此需要根据气候的实际状况、温湿度的变化，对铺装层的设计方案实行调整和完善，明确其构造的重点。（2）对于在交通荷载作用下铺装层形成的疲劳损伤和车辙，需要在掌握交通运输条件的基础上，对铺装层厚度、材料、构造等进行一定的调整。（3）全面掌握钢桥面铺装的受力特征。现阶段我国钢桥铺装的厚度已经从原有的12mm上升到18mm，故此由铺装层厚度过小而出现的病害问题更为突出。（4）在铺装材料设计和选择过程中，要结合粘结性和刚度的具体要求，合理设计混合料的配比，以此有效的提高结构的性能。

6结语

总而言之，在大跨径桥梁施工过程中，钢桥面铺装施工质量对于桥梁结构的综合性能有着直接的影响，如果不能对其进行有效的处理，则会导致后期使用中各种问题和病害的产生，进而影响钢主梁的耐久性和承载力，降低桥梁使用的安全性。笔者希望可以通过上面的论述，为大跨径钢桥面铺装层施工提供相应的技术参考。

参考文献：

[1]蒋欣.大跨径桥梁钢桥面铺装设计分析[J].城市道桥与防洪,2017(6).

[2]吴钊,朱雷.基于风险评估的钢桥面铺装方案比选研究[J].现代交通技术,2018(1).

[3]米军,罗玉林.大跨径钢桥面铺装层病害及对策分析研究[J].科学技术创新,2017(20).

作者:刘昌财 单位:江苏燕宁新材料科技发展有限公司