CN104195955B - 一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于道路、桥梁铺装及养护技术领域，公开了一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，依次包括如下步骤：将钢桥面网格状划分，形成模数化钢桥面的步骤；加工与模数化钢桥面的每一网格匹配的钢桥面板的步骤；将钢桥面板吊装至模数化钢桥面上，与钢箱梁固定连接的步骤。本发明的铺装方法具有工厂化生产成型、质量优、精度高等优点，能避免传统的钢桥面铺装的病害，简便易行、模块化施工功效提高、周期缩短、人力资源分配均匀，各工序无交叉相互影响，且装配式钢桥结构的提出，解决了桥面的整体性，分块安装后行车的平稳和舒适，接缝的密封性以及与钢箱梁结构变形受力相协调等一系列问题。

Description

一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法

技术领域

本发明属于路道路、桥梁铺装及养护技术领域，具体涉及一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法。

背景技术

钢箱梁桥桥面铺装一般由防锈层、粘结层、沥青混合料铺装层构成，直接铺筑于钢箱梁顶板之上，总厚度在35~80mm之间。由于钢箱梁桥面铺装的使用条件、施工工艺、质量控制与要求的特殊性，对它的强度、抗疲劳性能、抗车辙性能、抗剪切性能以及变形协调性等均有较高的要求，目前尚未形成普遍有效的钢桥面铺装设计理论与方法。

国外大跨径钢梁斜拉桥、悬索桥的建设已有较长的历史，对桥面铺装技术的研究工作开展得较早，大多始于60、70年代，形成了适合各国特点的钢桥面铺装技术。

目前国际上较为流行的钢桥面铺装从结构组合来分主要有单层铺装体系与双层铺装体系（包括双层同质和双层异质）两种类型。由于双层铺装体系能够对铺装上下层材料分别进行设计，充分利用和发挥材料特性，最大限度地避免对同种材料矛盾的双向性能（高温稳定性和低温抗裂性）要求，除英国的Mastic铺装体系外，大部分钢桥面铺装趋向于使用双层铺装体系。从选用的材料和施工方法角度出发国外桥面铺装方案主要有以下三大类:

1）高温拌和浇注式沥青混合料（Gussasphalt）方案，高温拌和浇注式沥青混合料铺装层的主要优点是：空隙率接近零，具有优良的防水、抗老化性能，无需设置防水层；抗裂性能强，对钢板的追从性较好。其主要缺点是：高温稳定性差易形成车辙；施工需要一系列专用设备，施工组织较为复杂；施工时混合料的温度非常高，达到240℃以上，对桥梁的影响不容忽视。浇注式钢桥面铺装技术适用于夏季温度不太高的国家和地区，如德国、英国、北欧等一些国家，浇注式钢桥面铺装技术在日本的应用也较为广泛。

Mastic也属于高温拌和混合料的一种，与浇注式钢桥面铺装相比，Mastic一般采用单层铺装，铺装层的厚度薄，重量轻；沥青玛蹄脂不但可以现场生产，而且可以加工成固体块状以便储存和运输，到现场后再加热使用。其次与浇注式沥青混合料相比，胶结料中湖沥青的掺量也不同。Mastic中的湖沥青含量一般为60～70%，而浇注式沥青中的湖沥青含量一般为25～30%。

2）环氧树脂沥青（Epoxy asphalt）铺装方案。环氧树脂沥青混合料铺装层主要优点是：铺装强度高、整体性好、高温时抗塑流和永久变形能力很强，低温抗裂性能很好；具有很好的抗疲劳性能；具有较好的抵抗化学物质侵蚀的能力。主要缺点是：环氧沥青价格较高，关键技术多被国外大企业产品控制；环氧沥青混合料的配制工艺比较复杂；环氧沥青混合料施工中对时间和温度要求十分严格，对施工环境要求苛刻，施工难度大。环氧沥青铺装养护时间长，修复难度大，目前针对环氧沥青出现损坏后的修复方法还没有；环氧沥青铺装工后表面光滑，宏观构造深度小，特别是雨天行车安全性差。

3）近期采用的改性沥青SMA方案（Stone Mastic Asphalt）。改性沥青SMA 铺装是德国、日本等国针对浇注式沥青混凝土施工难度大和高温性能相对较差的特点，采用的一种改进型结构，目前在钢桥面铺装中应用不是很多。改性沥青SMA混合料的主要优点是：具有良好的耐久性和防水性能；抗塑流和抗永久变形的能力强,不易产生车辙；具有粗糙的表面构造，防滑性能好；没有特殊的施工要求，施工期短，费用较低。单从混合料性能角度分析，改性沥青SMA混合料是一种优良的铺装材料。

以上传统的钢桥面铺装方法均为整体铺装，且需要多层铺装，在使用期间，均存在不同程度的裂缝、波浪推移、局部拥包、车辙等破坏，主要的破坏类型可分为结构性破坏（疲劳开裂、低温开裂、粘结层失效或脱层等）和功能性破坏（车辙、推移和拥包鼓包）两大类。

在现有“单层浇注式沥青混凝土、双层SMA、双层环氧沥青混凝土”的基础上，需要创新桥面铺装的结构形式，引进更新新型材料的使用，为大跨径钢桥面铺装技术的发展，提出一个新的发展方向。

发明内容

本发明的目的是为了消除传统钢桥面铺装的弊端，提高施工功效，缩短钢桥面铺装施工周期，提供一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，采用该方法进行设计、施工，操作简单，能避免传统的钢桥面铺装的裂缝、波浪推移、局部拥包、车辙等病害，大幅提高施工功效，缩短模数化循环施工周期。

本发明采用的技术方案是：一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，依次包括如下步骤:

步骤1）将钢桥面网格状划分，形成模数化钢桥面；

步骤2）加工与模数化钢桥面的每一网格匹配的钢桥面板；

步骤3）将钢桥面板吊装至模数化钢桥面上，与钢箱梁固定连接。

其中，步骤1）中钢桥面划分为模数化的长方形网格或模数化蜂窝状网格，所述每个网格长度为2~5m，宽度等于车道宽度。

步骤2）中所述钢桥面板为长方形。

步骤2）中所述钢桥面板为长方形时，步骤3）中所述钢箱梁可以为钢桁架梁。

另一种情况下，步骤2）中所述钢桥面板为蜂窝状钢桥面板。

一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，步骤2）中在钢桥面板上表面及周侧面热熔一体成型的改性橡胶。

所述的步骤3）中所述钢桥面板与钢箱梁之间通过高强螺栓连接。

所述的步骤3）中所述每个钢桥面板与钢箱梁之间通过4个高强螺栓固定连接。

所述的步骤3）中所述钢桥面板与钢箱梁之间设置有橡胶垫块。

所述的步骤3）所述钢桥面板与钢箱梁之间还固定有加强肋，相邻两个加强肋之间间距为0.5~1m。

本发明的有益效果：本发明的一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，将钢桥面网格状划分，使得钢桥面模数化，采用在工厂一次加工成型的模数化钢桥面板，且钢桥面板与钢箱梁精密匹配，铺装时分块安装在钢箱梁上形成桥面，组合成整个桥面系，具有工厂化生产成型、质量优、精度高等优点。

本发明的铺装方法消除了传统钢桥面铺装的弊端，有助于桥面铺装与钢桥结构的结合，将钢桥面板本身的变形、位移、振动等对铺装层的影响降低到最小，操作简单，能避免传统的钢桥面铺装的裂缝、波浪推移、局部拥包、车辙等病害。

通过直接将钢桥面板用高强螺栓固定于钢箱梁上，与传统的分层铺装方式相比，大幅提高施工功效，缩短模数化循环施工周期，人力资源分配均匀，各工序无交叉相互影响。且装配式钢桥结构的提出，解决了桥面的整体性，分块安装后行车的平稳和舒适，接缝的密封性以及与钢箱梁结构变形受力相协调等一系列问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但它们不对本发明构成限定。

图1是模数化“热熔改性橡胶+钢桥面板”钢箱梁标准断面图。

图2是模数化“热熔改性橡胶+钢桥面板”立面图。

图3是是模数化“热熔改性橡胶+钢桥面板”平面图。

图4是模数化蜂窝状钢桥面板钢箱梁标准断面图。

图5是模数化蜂窝状钢桥面板立面图。

图6是模数化蜂窝状钢桥面板平面图。

图中：1、钢桥面板；1-1、蜂窝状钢桥面板2、改性橡胶；3、加劲肋；4、橡胶垫块；5、高强螺栓；6、模数化钢桥面板；6-1模数化蜂窝状钢桥面板；7、钢箱梁。

具体实施方式

传统的钢桥面铺装方法均为整体铺装，在使用期间，均存在不同程度的裂缝、波浪推移、局部拥包、车辙等破坏，主要的破坏类型可分为结构性破坏（疲劳开裂、低温开裂、粘结层失效或脱层等）和功能性破坏（车辙、推移和拥包鼓包）两大类。

为了消除传统钢桥面铺装的弊端，提高施工功效，缩短钢桥面铺装施工周期，本实施例提供一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，采用该方法进行设计、施工，操作简单，能避免传统的钢桥面铺装的裂缝、波浪推移、局部拥包、车辙等病害，大幅提高施工功效，缩短模数化循环施工周期。

实施例1

本实施例的一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，依次包括如下步骤:

步骤1）将钢桥面网格状划分，形成模数化钢桥面；

步骤2）加工与模数化钢桥面的每一网格匹配的钢桥面板1；

步骤3）将钢桥面板1吊装至模数化钢桥面上，与钢箱梁7固定连接。

本实施例的的一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，将钢桥面网格状划分，使得钢桥面模数化，采用在工厂一次加工成型的钢桥面板1，且钢桥面板1与钢箱梁7精密匹配，铺装时分块安装在钢箱梁7上形成桥面，组合成整个桥面系，具有工厂化生产成型、质量优、精度高等优点。本实施例的大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，有助于桥面铺装与钢桥结构的结合，将钢桥面板1本身的变形、位移、振动等对铺装层的影响降低到最小。

实施例2

本实施例的一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法在实施例1的基础上，步骤2）中在钢桥面板1上表面及周侧面热熔一体成型的改性橡胶2。

步骤3）中，所述钢桥面板1与钢箱梁之间通过高强螺栓5连接；作为一种优选方案，所述每个钢桥面板1与钢箱梁7之间通过4个高强螺栓5固定连接，呈长方形分布于钢桥面板1上。钢桥面板1同钢箱梁7直接采用高强螺栓5连接，安装方便，易于施工。

钢桥面板1与钢箱梁7之间设置有橡胶垫块4。钢桥面板1同钢箱梁7之间设置高性能橡胶垫块4，可以降低钢桥面板1与钢箱梁之间的噪音及摩擦。

钢桥面板1与钢箱梁7之间还固定有加强肋3。钢桥面板1与钢箱梁7之间固定加强肋3可以增加钢桥面板1的支撑强度。作为一种优选方案，相邻两个加强肋3之间的间距为0.5~1m。

实施例3

本实施例的一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法在实施例1和2的基础上，步骤1）中钢桥面划分为模数化的长方形网格。

本实施例中，步骤2）中所述钢桥面板1为长方形。

即本实施例中采用的装配式钢桥结构为模数化“热熔改性橡胶2+钢桥面板1”，其具体结构示意图如图1、图2及图3所示。钢桥面板1采用工厂化、标准化生产，在生产线上即可做到与钢箱梁7精密匹配，配套生产，保障安装的精度和质量。在钢桥面板1上设置热熔改性橡胶2，在工厂与钢桥面板1一体成型，可以增加行车平顺性，解决行车的平稳性和舒适性、接缝的密封性以及与钢箱梁7结构变形受力相协调等一系列问题。加工好的钢桥面板1吊装至模数化钢桥面上，与钢箱梁7固定连接，形成模数化钢桥面板6，模数化钢桥面板6构成整个桥面系。

本实施例中，作为一种优选，所述钢桥面板的尺寸为3.75m×5m或3.75m×2m，3.75m即一个车道的宽度。钢桥面划分时网格的大小需可实现吊装、方便安装。

实施例4

本实施例的一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法在实施例1~3的基础上，步骤3）中所述钢箱梁7为钢桁架梁。即本实施例中采用的装配式钢桥结构为钢桁架梁+模数化“热熔改性橡胶+钢桥面板”结构。

该结构类似钢栈桥，可用于诸如人行天桥、市政跨线桥、铁路跨线桥等快速保通构造物。我国目前大跨度钢桁架结构越来越多，其结构造型也日趋完善，施工工艺不断进步。钢桁架结构具有节点形式简单，结构外形简洁、流畅，可适用于多种结构造型；刚度大，几何特性好；施工简单，工期较短，节省材料；有利于防锈与清洁维护等优点。而模数化“热熔改性橡胶+钢桥面板”具有工厂化生产成型、质量优、精度高等优点。将两者完美结合，必将解决当下大跨径钢桥面铺装的诸多问题。加工好的钢桥面板1吊装至模数化钢桥面上，与桁架结构的钢箱梁7固定连接，形成模数化钢桥面板6，模数化钢桥面板6构成整个桥面系。

实施例5

本实施例的一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法在实施例1的基础上，步骤2）中所述钢桥面板1为蜂窝状钢桥面板1-1。其具体结构示意图如图4、图5及图6所示。

模数化蜂窝状钢桥面板1-1采用工厂化生产，在生产线上即可做到与钢箱梁7精密匹配，配套生产，保障安装的精度和质量。模数化钢桥面板6采用工厂一次成型的蜂窝状钢板，而蜂窝状钢板可以吸收行车噪音。为了增加车轮抓地能力，可考虑在蜂窝状钢桥面板1-1上热熔一层改性橡胶2。蜂窝状钢桥面板1-1同钢箱梁直接采用高强螺栓5连接，安装方便，易于施工，两者之间设置高性能橡胶垫块4，可以降低蜂窝状钢桥面板1-1与钢箱梁之间的噪音及摩擦，。加工好的蜂窝状钢桥面板1-1吊装至模数化钢桥面上，与钢箱梁固定连接，形成模数化蜂窝状钢桥面板6-1，模数化蜂窝状钢桥面板6-1构成整个桥面系。

实施例1~5所述的一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，将钢桥面网格状划分，使得钢桥面模数化，采用在工厂一次加工成型的钢桥面板1，且钢桥面板1与钢箱梁7精密匹配，铺装时分块安装在钢箱梁7上形成模数化钢桥面板6，组合成整个桥面系，具有工厂化生产成型、质量优、精度高等优点。

本发明的铺装方法消除了传统钢桥面铺装的弊端，有助于桥面铺装与钢桥结构的结合，将钢桥面板1本身的变形、位移、振动等对铺装层的影响降低到最小，操作简单，能避免传统的钢桥面铺装的裂缝、波浪推移、局部拥包、车辙等病害。

通过直接将钢桥面板1用高强螺栓5固定于钢箱梁7上，与传统的分层铺装方式相比，大幅提高施工功效，缩短模数化循环施工周期，人力资源分配均匀，各工序无交叉相互影响。且装配式钢桥结构的提出，解决了桥面的整体性，分块安装后行车的平稳和舒适，接缝的密封性以及与钢箱梁结构变形受力相协调等一系列问题。

本实施例没有详细叙述的部件和结构属于本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行另外详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (1)

1.一种大跨径钢桥装配式桥面铺装方法，依次包括如下步骤:

步骤1）将钢桥面网格状划分，形成模数化钢桥面；

步骤2）加工与模数化钢桥面的每一网格匹配的钢桥面板（1）；

步骤3）将钢桥面板（1）吊装至模数化钢桥面上，与钢箱梁（7）固定连接；

步骤1）中钢桥面划分为模数化的长方形网格或模数化蜂窝状网格，所述每个网格长度为2~5m，宽度等于车道宽度；

步骤2）中所述钢桥面板（1）为蜂窝状钢桥面板（1-1）；步骤2）中在钢桥面板（1）上表面及周侧面热熔一体成型的改性橡胶（2）；

步骤2）中所述钢桥面板（1）为长方形；

步骤3）中所述钢箱梁（7）为钢桁架梁；

步骤3）中所述钢桥面板（1）与钢箱梁之间通过高强螺栓（5）固定连接，所述钢桥面板（1）与钢箱梁之间设置有橡胶垫块（4）；

步骤3）中所述每个钢桥面板（1）与钢箱梁（7）之间通过4个高强螺栓（5）固定连接；

步骤3）所述钢桥面板（1）上还固定有加强肋（3），相邻两个加强肋（3）之间间距为0.5~1m。