大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設計分析

蔣欣

(佛山市順德區恒順交通投資管理公司，廣東佛山528300)

大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設計分析

蔣欣

(佛山市順德區恒順交通投資管理公司，廣東佛山528300)

隨著社會經濟水平的不斷提高，社會主義建設事業的蓬勃發展，道路交通的建設也在迅速發展中。其中大跨徑橋梁的建設數量越來越多，極大的滿足了人們的出行需要。同時，大跨徑橋梁的建設質量也越來越受到重視，鋼橋面鋪裝是大跨徑橋梁建設的重要技術組成部分，既關系著橋梁的美觀程度，又關系著大跨徑橋梁的質量與安全。因此，專業技術人員要高度重視鋼橋面鋪裝的設計，根據橋梁工程實際情況，提高設計水平，促進大跨徑橋梁的進一步發展。對大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設計進行分析，有關經驗可供相關專業人員參考。

大跨徑橋梁；鋼橋面；鋪裝設計

0 引言

隨著交通業的快速發展，我國大跨徑橋梁建設項目越來越多，這就要求大跨徑橋梁工程建設不僅要滿足社會發展，人們出行的實際需求，更要保證其質的安全。鋼橋面鋪裝是大跨徑橋梁建設的重要技術之一，在鋼橋面鋪裝設計中，要保證行車的安全性和舒適度。在鋼橋面鋪裝過程中，會受到環境、氣候、交通實際情況和橋梁自身的結構等多方面因素的影響，為了保證鋼橋面鋪裝的實際功能和作用，為了提高其質量，在設計過程中，一定要對鋼橋面鋪裝的各個影響因素和各個組成部分進行綜合分析，在鋪裝材料設計、鋪裝技術和工藝等方面的設計上，不斷優化，不斷改革，不斷提高設計水平，保證大跨徑橋梁的長遠發展。

1 鋼橋面鋪裝材料的設計

在大跨徑橋梁建設中，進行鋼橋面鋪裝設計，主要就是為了保證車輛穩定通行，保持橋梁具有平整的路面，同時保證鋪裝層面持久耐磨，具備較強的防滑性。

另外，還要保證鋪裝面在高溫和環境中保持一定的穩定性，在低溫或者寒冷環境中，具有一定的抗裂性、防水性。這就要求在鋼橋面鋪裝設計上，要保證鋪裝材料的科學適當[1]。

首先，瀝青混合材料，能夠很好地達到實用性的標準，但是由于鋼橋面部分變形情況較為復雜，在加上車輛承載量、溫度、天氣、自然災害等因素的影響，尤其是橋梁結構變化的情況下，無法達到預期的使用要求。其次，改性后的瀝青混合材料。鑒于瀝青混合材料的缺陷，需要對其進行優化改性。根據各種影響因素以及橋梁本身的條件，對結合料和集料進行優化選擇，重新調配設計。這就需要綜合考慮鋼橋面鋪裝材料的使用性能，如低溫抗裂強度、高溫變形強度、變形特點、瀝青混合料模量、粘結強度等等。采用室內試驗、室外實驗等多種試驗方法進行實際驗證測試，對剛橋梁鋪裝材料的特性及實際性能進行綜合分析，從而進行優化改性。最后，優化后的鋪裝材料分析。經過試驗與研究，目前設計的鋼橋面鋪裝材料重要有四種：其一，改性密級配瀝青混凝土或者熱拌瀝青混凝土。其二，高溫拌和澆筑式瀝青混凝土，瀝青瑪蹄脂混凝土。其三，改性瀝青。其四，環氧樹脂瀝青混凝土。這也是我國鋼橋面鋪裝設計中主要使用的鋪裝材料。

2 大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝結構設計

鋼橋面鋪裝機構的設計主要是根據鋪裝材料的類別設計的[2]。一般有以下幾種結構類型：其一，單層澆筑式結構。其二，上、下分層式結構，上層為密級配瀝青混凝土，下層為澆筑式瀝青混凝土。其三，也是上下層式結構，但鋪裝材料使用不同。上層同為密級配瀝青混凝土，但寫曾為改性瀝青。其四，上層為改性瀝青，下層為澆筑式瀝青混凝土。其五，上下都為改性瀝青，但粒徑規格不同。其六，雙層都為環氧瀝青混凝土。最后，是我國創新設計的結構模式，上層為環氧瀝青混凝土，下層為澆筑式瀝青混凝土。大橋鋼橋面鋪裝結構設計見圖1。

圖1 大橋鋼橋面鋪裝結構設計圖

3 大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝體系受力特性設計

為了保證大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝的實際性能，要對整個鋪裝體系的受力性進行設計，在設計過程中，要結合鋪裝材料，鋪裝結構，橋梁結構，氣候、環境等各種因素，同時要采用新進的設計方法，結合相關設計理論，吸取國內外成功經驗，為鋼橋面鋪裝設計提供科學的參考依據[3]。首先，要對鋼橋面橫向和縱向的荷載力，鋼橋面的彈性、斷裂性和疲勞性進行全面分析，對最大荷載進行準確計算。其次，科學分析鋼橋面鋪裝體系在靜載過程中的受力特點，對其可靠程度進行準確判定。再對鋼橋面鋪裝體系在動載過程中的受力特點及可靠性進行衡量。真實記錄相關數據信息，以作設計參考。再次，合理構建受力模型，并準確計算相關數值。對鋪裝層的厚度，鋪裝材料的特性，鋼板的性能規格，橫板的間距，梁柱的設置等各個組成部分進行全面分析，對鋼橋面鋪裝設計體系進行整體優化，增加其受力強度，保證其質量。最后，根據氣候環境合理設計鋼橋面鋪裝受力性。利用計算機相關軟件，建立合理的計算模型，每個模型的橫隔板和縱隔板數量相同，把橫隔板配合縱隔板的底部進行固定，對汽車后軸的一側輪胎進行加載，在超載與沖擊的作用下，采用相關軟件計算荷載力和鋼橋面鋪裝體系的受力情況。綜合各種因素，合理進行設計。

4 大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝工藝的設計

在我國的大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設計中，主要采用的鋪裝材料為環氧瀝青混凝土，結合鋪裝材料，要對鋪裝工藝進行合理設計，才能保證鋼橋面鋪裝的順利完成。在鋪裝工藝設計中，要綜合考慮各種影響因素[4]。首先，要考慮環影響氧瀝青混凝土性能的因素，如、氣候、溫度、荷載量、施工技術等，要對影響因素進行試驗分析，有針對性設計鋪裝工藝，保證鋪裝質量，保證拼裝材料發揮出其實際作用。其次，在鋪裝工藝設計中，要對施工的連續性、粘結層的均勻性進行綜合考慮，保證其符合設計標準。再次，確定具體的鋪裝工藝管理制度與規定，明確鋪裝工藝規范與實施程序。最后，盡量減少環境因素對橋面鋪裝的影響，對環氧瀝青灑布、鋪裝材料運輸、保存、運輸車輛停放、鋪裝溫度控制、施工污染控制等各個工藝環節和流程進行詳細標記，嚴格規定鋪裝技術標準。此外，明確鋪裝工藝的重點和難點，明確鋪裝工藝質量標準，優化鋪裝工藝設計圖，把各項信息、工藝要求形成統一的工藝指導，以此作為規范與依據進行具體施工。

實例分析：以南京長江第二大橋鋼橋面鋪裝設計為實例進行分析[5]。此橋的鋼橋面鋪裝材料為雙層環氧瀝青混凝土。通過對橋梁雖所在區域的自然環境、氣候條件等情況進行綜合分析，在對此地的交通荷載條件進行分析研究，合理確定鋪裝材料的最高溫度和最低溫度。根據材料的特性最后確定鋪裝結構為雙層鋪裝，以此發揮材料的最大潛力，最大程度發揮材料的性能，也提高了鋪裝結構的穩定性和強度。接著對鋼橋面鋪裝的受力性進行準確計算，對其受力情況進行科學、合理的設計，這也是保證橋面使用安全的重要途徑。最后，綜合各部分因素，合理設計鋪裝工藝。加強對南京長江第二大橋鋼橋面鋪裝的管理，最終使南京長江第二大橋順利完工通行。圖2為大橋鋼橋面雙層環氧瀝青混凝土施工圖。

圖2 大橋鋼橋面雙層環氧瀝青混凝土施工圖

5 結語

綜上所述，大跨徑橋梁的建設是社會發展的實際需要，鋼橋面鋪裝設計又是大跨徑橋梁建設的重要技術之一，也是保證大跨徑橋梁順利建成關鍵環節。因此，在大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設計中，要綜合各個設計要素，結合各個影響因素，提高大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設計的合理性與科學性，進而促進大跨徑橋梁建設的長遠發展。

[1]陳德榮,徐風云,王武剛,等.特大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝結構研究和設計理念的探討[J].公路,2013,16(1):95-100.

[2]錢晉.大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝的設計方法[D].湖北武漢:湖北工業大學,2014.

[3]胡光偉.大跨徑鋼橋面鋪裝體系力學分析與優化設計[D].江蘇南京:東南大學,2015.

[4]吳剛.大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝現狀與發展分析[J].工程與建設, 2014,13(4):436-438.

[5]黃賢順.正交異性鋼橋面瀝青混凝土鋪裝的力學行為分析[D].湖北武漢:華中科技大學,2016.

U443.33

B

1009-7716（2017）06-0132-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.038

2017-03-30

蔣欣（1984-），男，廣西桂林人，工程師，從事路橋投資建設管理工作。