大跨径钢箱梁桥面铺装沥青混合料设计方法的思考

我国大跨径钢桥面铺装的早期破坏严重 ,许多大桥的铺装在经历大修后病害依然存在。现行的沥青混合料设计方法无法适应大跨径钢桥面铺装的特点是主要原因。本文整理了大跨径钢箱梁桥桥面铺装早期破坏的典型特征 ,分析了大跨径钢箱梁桥面铺装应具有的功能及现有沥青混合料设计方法在大跨径钢桥面铺装混合料设计中的不足 ,在此基础上提出了大跨径钢箱梁桥面铺装沥青混合料“三阶段设计”的基本思路。     

环氧沥青混凝土钢桥面铺装层病害分析

随着大跨径钢箱梁桥的建设,环氧沥青混凝土也在钢桥面铺装中表露出其独特的优异性能。文章针对环氧沥青混凝土钢桥面铺装层的病害进行分析,力争减少各种不利条件对环氧沥青混凝土桥面铺装的影响,延长环氧沥青混凝土钢桥面铺装使用寿命。     

大跨度钢桥面沥青面层铺装研究

桥面铺装是大跨径钢箱梁桥建设的关键技术之一,国内成功经验较少。该文针对钢桥面铺装的典型破坏形式,结合天津开发区泰达大街京山桥钢桥面铺装,提出适用于冬季寒冷地区的钢桥面铺装沥青面层设计方案。     

新型钢箱梁桥面铺装方案影响因素分析

以大跨径钢箱梁桥为例,分析了在静力荷载条件下各种因素对桥面铺装的影响.轻集料混凝土铺装方案影响因素较多,重点就剪力钉间距、直径、高度、铺装层厚度和模量、车载以及跨径等影响因素进行了比较分析.结果表明,钢箱梁桥面的轻集料混凝土+剪力钉铺装方案总体上完全可以达到当前设计要求.     

佛陈大桥(扩建)的轻型组合桥面结构设计

佛陈大桥(扩建)连续钢箱梁的桥面采用各向异性钢桥面铺装,为解决钢桥面疲劳裂纹和铺装易损坏的问题,从耐久性出发,转变桥面铺装的设计思路,结合钢箱梁的结构设计,引入了轻型组合桥面结构,在扩建右幅桥试验性地采用超高韧性混凝土(STC)和沥青磨耗层组合铺装结构,提高铺装下层的设计年限和钢桥面的抗疲劳寿命,从而降低铺装层的养护成本和生命周期总成本。通过模型试验,验证该轻型组合桥面结构的抗裂能力,能达到设计要求。     

钢-超高延性混凝土组合桥面结构力学性能分析及疲劳试验

为改善当前大跨径钢桥钢箱梁桥面板普遍存在疲劳开裂的现状,提升钢桥面铺装体系正常服役寿命,提出了一种钢-超高延性混凝土组合桥面方案:组合桥面主要由正交异性钢桥面板、配筋超高延性混凝土层和沥青磨耗层组成,钢桥面板上表面焊接栓钉,并设置防水黏结层,超高延性混凝土层与钢桥面板间通过栓钉相连,超高延性混凝土层上表面采取表面粗糙处理,并设置防水黏结层,确保与其上的沥青磨耗层之间形成可靠连接。以虎门大桥钢箱梁为背景,采用有限元软件Abaqus对所提出的组合桥面铺装体系进行了力学性能分析。分析结果表明:采用组合桥面铺装体系,可明显提升正交异性钢桥面铺装体系的整体刚度,使得正交异性钢桥面板关键受力部位的应力水平降低25%～45%,显著延长钢桥面板疲劳寿命。制作了足尺钢箱梁子结构试验模型并开展了疲劳试验研究,疲劳试验结果表明:在规范规定的疲劳车荷载及高于疲劳车荷载的疲劳荷载作用下,累计经历400万次疲劳试验后,组合桥面铺装结构铺装层和钢桥面板均未出现破坏迹象,采用钢-超高延性混凝土组合桥面,可有效延长钢桥面铺装结构使用寿命。研究成果为既有存在病害的钢桥钢箱梁承载力的恢复甚至提高,乃至新建钢桥的桥面铺装提供了一种有益的选择方案。     

南京长江四桥浇注式沥青混凝土配合比设计研究

浇注式沥青混凝土因其较高的变形随从性而在钢桥面铺装上得到较多的应用。基于日本浇注式沥青混凝土的配合比设计方法,结合南京第四长江大桥钢桥面铺装麒麟互通钢箱梁匝道桥试验段实际工程,确定了适合于南京四桥钢桥面铺装的浇注式沥青混合料配合比。     

钢箱梁桥面沥青混凝土铺装技术分析

结合钢箱梁桥面沥青混凝土铺装出现的病害现象,分析钢箱梁桥面铺装的特点和技术要求;介绍广东省虎门大桥、汕头宕石大桥和肇庆马房大桥3座钢桥面沥青混凝土铺装的设计与施工,分析该3座大桥的铺装层病害和产生病害的原因,分析和解决在施工中面临的关键问题,讨论钢桥面沥青混凝土铺装的使用效果,对钢桥面沥青混凝土铺装的设计和施工具有工程实际意义。     

900m跨组合钢箱梁斜拉桥方案试设计

本文假定某跨海峡工程背景,以900 m大跨度为目标进行组合钢箱梁斜拉桥方案试设计,通过成桥状态结构受力分析,探讨该桥的动静力性能,同时证明该方案是可行的。相比于钢主梁斜拉桥,该桥型可提高桥面系局部刚度、解决正交异性钢桥面板疲劳及桥面铺装易损问题。拓展组合钢箱梁斜拉桥的适用跨径,是适应未来跨江海大桥工程建设需求的选择之一。     

广东清远北江四桥工程主桥超高性能混凝土-钢组合桥面板结构设计

广东清远北江四桥主桥采用单索面宽幅支承体系混合梁斜拉桥,而钢箱梁存在钢桥面铺装层易破损和钢结构疲劳开裂的通病难题,为解决其难题,主桥钢箱梁桥面采用超高韧性混凝土-钢组合桥面板,着重介绍了北江四桥主桥钢箱梁超高性能混凝土-钢组合桥面板结构构造,并采用了有限元对其进行了受力分析,计算结果表明超高韧性混凝土有效降低钢桥面结构的应力及变形,并改善铺装层的受力状况。     

刚柔复合型桥面铺装在大跨径悬索桥中的应用

钢桥面铺装是大跨径桥梁建设的重点和难点,特别是大跨径悬索桥。泰州大桥是世界首座三塔两跨钢箱梁悬索桥,主桥全长2 160m,交通量25 000辆/d,货车比例20%左右。基于钢桥面铺装高温性能和变形性能综合平衡,大桥钢桥面铺装采用"3.5cm下层浇注+2.5cm上层环氧"刚柔复合型铺装方案。大桥开展了浇注式沥青混合料、高性能热拌环氧沥青混合料设计及性能研究,以及防水黏结层性能研究。试验结果表明复合浇注式铺装具备优异高低温稳定性和疲劳性能。大桥通车运营6年,桥面铺装总体使用状况良好,仅出现微细裂缝和非荷载类微损伤,IRI均小于2m/km,车辙深度小于5mm,SDPCI达到90分以上,表明在大跨径悬索桥中采用刚柔复合型钢桥面铺装可行,为国内类似工程提供有益借鉴。     

中小跨径不同截面简支钢-混组合梁桥受力及用钢量分析

为研究中小跨度钢混组合梁不同截面形式的受力性能以及经济性,以香海大桥组合梁为背景,建立工字钢-混凝土组合梁桥、钢箱-混凝土组合梁桥、钢桁架-混凝土组合梁桥等模型,分析不同跨径下三种不同截面形式的钢混组合梁桥受力性能及用钢量。结果表明,活载作用下,工字钢组合梁跨中竖向位移均大于钢箱梁及钢桁架组合梁,且随着跨径的增大,工字钢组合梁跨中竖向位移增长幅度越来越明显;偏载作用下,钢箱组合梁跨中最大位移均小于工字钢及钢桁架组合梁,且随着跨径的增大,钢箱组合梁跨中最大位移与其他两种方案的位移差逐渐增大;跨径35～55m范围内,工字钢组合梁的截面用钢量最低;跨径55～70m范围内,钢箱组合梁截面用钢量最低;70～100m跨径范围内,钢桁架组合梁的截面用钢量最低。     

广州珠江黄埔大桥钢桥面铺装设计与施工

针对广州珠江黄埔大桥的使用条件,提出了主桥钢箱梁桥双层环氧沥青混凝土的铺装结构和各类铺装材料的技术指标,同时详细介绍了两种不同的环氧沥青混凝土及黏结剂在生产、施工工艺方面的差异。实践证明,在钢桥面铺装中两种类型环氧沥青混凝土的结合应用是成功、可行的。     

防止钢箱梁桥面推移、开裂的技术方案

提出了防止钢箱梁桥面推移、拥包、开裂的2种技术方案。方案一:利用适用于钢桥面铺装的耐高温、耐老化的环氧结构胶对钢桥面进行防腐、防水处理,同时在环氧结构胶上均匀撒布经过特殊级配设计的玄武岩质碎石,形成粗糙界面,铺装下层为3 cm厚的利用高粘度改性沥青和纤维配制SM A 10,铺装上层为4 cm厚的SM A 13;方案二,在钢桥面板上焊接剪力键,在剪力键上绑扎钢筋网,浇筑5~10 cm的C 50高强高韧性轻质混凝土,再铺装一层4 cm厚的SM A 13。2种技术方法在武汉东西湖互通C匝道桥、武汉香港路立交桥、武汉白沙洲大桥等进行了工程应用,取得了很好的效果。     

南京长江第二大桥钢桥面铺装层受力分析研究

南京长江第二大桥采用正交异性钢箱梁结构，桥面铺装层在国内首次采用环氧沥青混凝土材料。本文将正交异性钢桥面板、铺装层作为受力整体，建立有限元分析模型，研究铺装层内受力变形特点，提出桥面铺装层破坏指标。研究铺装层参数、钢箱梁有关设计参数对于铺装层受力的影响。为桥面铺装层材料选用、钢箱梁结构构造设计及车道划分提供理论依据。     

序言

钢桥面铺装目前仍是世界级难题,目前国内钢桥面铺装类型基本形式有改性沥青SMA、浇注式沥青混凝土、环氧沥青混凝土。其中改性沥青SMA则在中国应用较多。浇注式沥青混凝土以英国的沥青玛蹄脂以及日本的浇注式沥青混凝土为代表。环氧沥青混凝土在美国应用最为广泛。随着桥梁技术的不断发展,大跨径桥梁的跨径也在不断地刷新,主跨钢箱梁的重量也有轻型化的趋势,这就需要有很好的钢桥面铺装材料与之相配合。环氧沥青混凝土作为一种高性能的钢桥面铺装材料,因为其粘附力强、不易变形,铺设后的桥面在15年到20年内都不用大修,而采用普通沥青铺设的桥面使用寿命只有1年半左右。从目前通车的几座使用环氧沥青混凝土钢桥面铺装材料的大桥的使用情况来看,效果还是非常好的。但铺装环氧沥青的施工条件极其苛刻,要求桥面不含任何杂质、尘埃和水分,否则这些物质与环氧沥青会发生化学反应,产生气泡,严重影响铺装效果。从中国今后长远建设的需要出发,进一步研究和开发环氧沥青混凝土材料是必要的,作为一种新型高性能材料,将越来越受到国内研究者的重视。     

水泥混凝土桥沥青铺装组合结构性能试验研究

水泥混凝土桥沥青铺装结构对桥面铺装性能有显著影响。文章在对混合料原材料性能检验、水泥混凝土、沥青混合料配合比设计的基础上对铺装组合结构的温度稳定性和耐久性开展了研究,并推荐上面层SMA-13加下面层SMA-10的沥青混合料组合结构作为水泥混凝土桥面沥青铺装。     

鱼山大桥通航孔桥钢箱梁设计关键技术

鱼山大桥通航孔桥为(70+140+180+260+180+140+70)m的钢-混凝土混合梁连续刚构桥。该桥主梁主跨中部85m采用钢箱梁,其余位置采用混凝土箱梁,两者之间通过5m的钢-混结合段连接。主梁除墩顶块外,均采用节段预制拼装工艺。为保证预制混凝土梁节段与钢箱梁节段的高精度、高可靠性连接,该桥钢-混结合部采用部分截面连接承压传剪式结构,钢箱梁采用有格室的后承压板形式,并在钢-混结合段与混凝土梁的交接位置设置90cm湿接缝作为悬臂拼装施工调整空间。为改善正交异性钢桥面板的疲劳性能,该桥正交异性钢桥面板采用厚边U肋技术,对U肋边缘进行局部加厚,在材料用量基本不变的条件下,将U肋与桥面板连接处70MPa疲劳细节的等效加载次数提高到常规U肋的1.63倍。为提高钢桥面铺装的耐久性,该桥采用极限拉伸应变≥2%的高韧性混凝土+沥青的铺装方案,实现了钢桥面与铺装的协调变形。     

嘉闵高架钢桥面铺装设计方法综述

钢桥面铺装是钢结构桥梁建设的关键技术之一,一直受到国内外学术界与工程界的高度重视和关注。钢箱梁桥的结构特点和材料特性,决定了钢桥面铺装技术要远比一般的道路铺装和混凝土桥面铺装复杂。该文通过深入细致的研究分析,提出了钢桥面铺装的设计方法,并运用该方法对嘉闵高架钢桥面铺装方案进行优化设计。     

钢桥面铺装的有限元分析和环道模型设计

主要介绍钢箱梁的桥面板和沥青混凝土铺装作为组合结构时的结构组成形式和计算分析模型，阐述钢桥面板和铺装共同作用时的受力特性和相互作用以及有限元分析的方法，并介绍环道试验模型的设计和计算分析。