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hbsyljw 发表于 2008-9-15 11:38

国内外大跨度钢箱梁桥面铺装技术的现状与发展

国内外大跨度钢箱梁桥面铺装技术的现状与发展
YmneUj4xO 作者指出,桥面铺装直接铺设在正交异性钢板上,在行车荷载、风载、温度变化及刚桥面局部变形等因素影响下,其受力和变形远较公路路面或机场道面复杂,因而对其强度、变形特性、温度稳定性、疲劳耐久性等巨有更高要求。同时,由于铺装所处的特殊位置,在使用性能上有又重量轻、粘结性高、不透水等特殊要求。桥面铺装是桥梁行车系的重要组成部门,它的好坏直接影响到行车的安全性、舒适性、桥梁耐久性及投资效益和社会效益。而近十几年来,我国建设的许多大跨径桥梁中,正交异性刚桥面板体系由于自重轻及经济性好而得到越来越多的应用。但是,正交异性钢桥面的铺装问题,在国内外尚未得到很好的解决,所以其中几座桥梁随着使用年限的增加都出现了不同程度的裂纹等病害。而当前我国正处于大跨径桥梁快速发展时期,一大批大跨径钢箱梁桥正在或即将建设,在此背景下,对使用、可靠、耐久的钢桥面铺装材料和技术的需要已显得十分迫切。
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国内外钢桥面铺装的主要类型与技术:国外大跨径钢梁斜拉桥、选所桥的建设又有较长的历史,对桥面铺装技术的研究工作开展得较早,目前少数国家(如德国、日本等)还制定了相应的技术规范。世界各国的钢桥面铺装基本上均采用沥青混合料体系。它具有良好的行驶性能,重量轻,适合大跨径桥面铺。)?0s,MT8[1I8jE

&{/D,|"J)J7o9|9g 从选用的材料和施工方法角度出发,目前国外桥面铺装方案主要有以下三大类:
z+ZI Y)b1X%w (1)单层铺装结构。一英国玛蹄脂混合料为代表,在英国、法国、丹麦、瑞典等过应用较广,国内的江阴长江大桥与香港青马大桥采用了这种方案。这种单层体系厚度通常为4cm~5cm,对于高低温季节差异并不是很大的欧洲国家来说是较为适宜的。
+Rn`i%Q$X7j*w (2)双层铺装接。德国的双层浇注式沥青混凝土、美国的双层环氧沥青混凝土以及日本的本四系列联络桥方案均为双层式结构,厚度在7.0cm左右,国内新建的几座大桥则一双层改性SMA为铺装结构。1OW L:A1V"V^
(3)美国为代表的环氧树脂沥青混合料方案。在国内研究者致力于自行研究开发钢桥面铺装技术的同时,一部分工程则借助国外的铺装技术,由国外公司承包铺装。如江阴长江公路大桥,采用了英国的沥青玛蹄脂铺装方案,由英国公司总承包施工。虽然沥青玛蹄脂铺装在欧洲成功的例子很多,但由于中国和欧洲的气候及交通条件相差很大,尤其是持续长时间高温和严重超载,是欧洲国家所没有的,故并不能保证该种铺装方案在中国能够成功。目前学术界对其最大的担心是高温稳定性问题。通车数月后发现了较多的纵向裂缝,车辙也较明显,在进行维修后,纵向裂纹又有了明显发展。环氧树脂沥青混合料铺装层主要优点是:强度高;高温时抗塑流和永久变形能力很强,低温抗裂性能很好;具有极好的抗疲劳性能;具有高度的抵抗化学物质侵蚀的能力,包括溶剂、燃料和油。
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主要缺点是:环氧沥青混合料的配置工艺比较复杂,施工中对时间和温度要求十分严格,施工难度大;环氧沥青价格较高;相关技术资料在国外多属专利产品。
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国内外环氧沥青混合料的研究与运用:环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中,经与固化剂发生固化反应,形成不可逆的固化物,这种材料从根本上改变了沥青的热塑性质,而赋予沥青全新的物理力学性质。国外从20世纪60年代开始研究并推广使用环氧沥青混合料。环氧沥青混合料作为高性能材料。在国外工程中得到了较为广泛的运用,成功的例子和失败的例子都有。\7`(O*E7H0LE@/J/r
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hbsyljw 发表于 2008-9-15 11:39

铺装产生破坏的桥及原因是:9z Tn)Ooy7I9S w
(1)美国俄勒冈州的Fremont St.桥。该桥桥面铺装受到缚于车轮上防滑用的铁链的过度磨损而破坏,后来采用普通沥青混合料重新铺装。
+Em_x1P"L.A (2)巴西的Rio de Janerio桥。铺筑的环氧沥青混合料桥面使用性能较差,可能与该桥所处的热带地理环境位置及施工工艺有关。
.O%E3{1WW3i (3)台北的Kuan Du桥。由于未对严重的超载现象进行限制而使铺装产生破坏。
7c.vm&a:jd6b6vG (4)美国路易斯安那州的Luling桥。采用5cm一层摊铺,由于承包商无法实现最佳的压实而不得不增加结合料含量,从而引起了稳定性的问题。+?4~s'DP3Ga9xc
(5)澳大利亚西门桥。总体情况较好,主要问题是出现铺装层和钢板之间粘结力丧失现象。在粘结力丧失区的铺装层仍十分完好,但由于脱空的铺装层在行车荷载作用下不断拍打钢板而使钢板发生磨损并使铺装层地面发生破坏。
%Qh2[4c,lm D (6)美国路易斯安那州Hele Boggs斜拉桥。该桥在摊铺完成前铺装层中就因包含水气和鼓包。通车1年后开始开裂,3年后开始出现脱空和严重的推挤永久变形。10年后采用科氏公司的Styrelf88聚合物改性沥青和偏细的SM结构进行了重新铺装。尽管有如上破坏的实例,但美国环氧沥青钢桥面铺装专家认为出现这些破坏的原因主要是对桥梁所在地的气候环境(温度)、交通荷载等因素考虑不足而导致的设计失误或是施工控制不严。美方专家认为在正确设计和施工的前提下,环氧沥青混合料不失为一种优良的桥面铺装材料。近30年来使用这种材料进行钢桥面铺装的国家主要有美国、加拿大、荷兰和澳大利亚,其中美国阴功最为广泛,总的来说,成功多于失败。日本铺装专家则认为,单从环氧沥青混合料材料本身性能来看,这是一种非常好的材料,但由于这种材料的性能受其成型时温度、时间等因素变化的影响很大,施工条件苛刻,其质量很难控制,故日本专家认为这种桥面铺装类型在中国难以成功实施。但环氧沥青钢桥面铺装材料和技术在我国南京长江二桥获得了成功的应用,下面就南京二桥的气候环境(温度)、交通荷载、施工控制等因素对环氧沥青混合料的运用进行进一步论述。

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