桥面布置与构造ppt课件.ppt

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第四章桥面布置与构造第一篇总论1 桥面部分通常包括桥面铺装、防水和排水设施、伸缩缝、人行道（或安全带）、缘石、栏杆和灯柱、桥梁护栏等构造2 一、桥面一般布置：（1）行车道双向车道布置——车速较低,易造成交通滞流单向车道(分车道)布置——交通量大的桥梁：做法：上下行桥梁分离、分隔带，可提高行车速度，便于管理多层桥面布置——充分利用桥梁的承载能力，可提高行车速度，3 一、桥面布置第四章桥面布置与构造图1-4-2分车道的桥面布置（单位：m）4 多层桥面布置5 （2）人行道——城市附近的桥梁（3）检修道、安全带——郊区或高速公路（4）非机动车道6 二、桥面铺装（1）桥面铺装作用：保护桥面板不受车辆轮胎（或履带）的直接磨耗；防止主梁遭受雨水的侵蚀；能对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用7 二、桥面铺装（1）桥面铺装类型及特点泥结碎石：人行桥或是早期桥梁采用沥青表面处治：耐久性差，仅在中级或低级路桥上使用水泥混凝土：耐磨性能好，适合重载交通沥青混凝土：施工和维修养护方便，但易老化和变形改性沥青混凝土：抗滑、密水、抗车辙、减少开裂环氧沥青混凝土：钢桥面，粘结和韧性好，造价高ERS钢桥面铺装：钢桥面，粘结好，造价高，待检验钢纤维砼铺装：抗裂性能好，待检验8 9 （3）沥青改性沥青作为一种复杂的高分子碳氢化合物，在一定温度与荷载作用下表现为典型的弹-粘-塑性，并且在高温与紫外线照射下会产生老化现象。因此加入改性剂的主要目的就是要改善沥青混合料在高温下的路用性能，提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化及抵抗低温开裂等方面的性能。沥青改性效果的关键在于解决改性剂与沥青的相容性问题。10 改性沥青是指添加了橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细了的胶粉等改性剂，或采用对沥青进行轻度氧化加工，从而使沥青的性能得到改善的沥青混合物。用它铺设的路面有良好的耐久性、抗磨性，实现高温不软化，低温不开裂。11 改性剂：改性沥青的优良性能来源于它所添加的这种改性剂在温度和动能的作用下不仅可以互相合并，而且还可以与沥青发生反应，从而极大地改善了沥青的力学性质，犹如在混凝土中加了钢筋。为了阻止一般改性沥青可能发生的离析现象，沥青的改性过程是在一种特殊的移动设备中完成的，将液态的包含沥青和改性剂的混合料通过布满沟槽的胶体磨，在高速旋转的胶体磨的作用下，改性剂的分子被裂解，形成了新的结构然后被激射到磨壁上再反弹回来，均匀地混合到沥青当中，如此循环往复，不仅使沥青与改性得了均化处理，而且使改性剂的分子链相互牵拉，网状分布，提高了混合料的强度，增强了抗疲劳能力。当车轮压过改性沥青时，沥青层面发生相应的轻微变形，当车轮过后，由于改性沥青对骨料的粘结力强，弹性恢复好，使受挤压的部分迅速恢复平展的原状。12 应用：改性沥青可有效增强路面负荷能力，降低因负荷过重造成的路面疲劳，成倍地延长路面的使用寿命，因此可广泛地应用于高等级公路、机场跑道以及桥梁的铺装。1996年，首都机场东跑道道面加铺就使用了改性沥青，道面使用至今完好无损。改性沥青在透水路面的使用也倍受瞩目。透水路面空隙率可达20%，内部连通，在雨天里可以迅速将雨水从路面排出，避免行车出现飘滑和喷溅现象。特别是使用改性沥青还可以减少噪音，在车流量比较大的道路上，这种结构更显示出它的长处。由于较大的温差和振动等因素，使很多桥面使用不久就出现推移、开裂现象，而使用改性沥青就可以有效地解决这一难题。改性沥青是高等级公路、机场跑道不可缺少的理想材料，随着改性沥青技术的成熟，使用改性沥青已成为世界各国的共识。13 沥青改性的聚合物目前，国内用于沥青改性的聚合物品种繁多，归纳起来，大致可分为三种类型：(1)橡胶改性类：如天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）、氯丁橡胶（CR）、丁二烯橡胶（BR）、乙丙橡胶（EPDM）、废旧的汽车轮胎等；(2)热塑性弹性体：如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-异二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）；(3)树脂类：包括热塑性树脂与热固性树脂。前者有聚乙烯（PE）、乙烯-醋酸-乙烯共聚物（EVA）、聚乙氯烯（PVC），后者有近年来国外（美国）广泛用作正交异性钢桥面铺装的环氧树脂（EP）（注国内首次使用在正交异性钢桥上的工程案例为南京长江二桥）。目前，在国内使用较多的主要有SBR、PE、EVA，SBS也因为其良好的双向改性性能（即同时改变基质沥青的高温与低温性能的能力）在近年来得到较广泛的应用。14 20世纪60年代中期,为了解决轮胎对路面造成的破损问题,德国在浇注式沥青混凝土的基础上研究发展了一种新型沥青混合料,命名为SplitMasticAsphalt,简称SMASMA是一种由沥青（改性沥青）、纤维稳定剂（木质素纤维、矿物纤维、有机纤维等）、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂（沥青胶）填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料。它最基本的组成是碎石骨架和沥青玛蹄脂结合料两大部分。15 16 施工工序：①材料试验②桥面处理（清洁、喷砂、环氧富锌漆施工）③粘结层施工④环氧沥青砼的拌和⑤环氧沥青砼的运输⑥环氧沥青砼的摊铺⑦环氧沥青砼的压实⑧环氧沥青砼的养护环氧沥青混凝土钢桥面桥面铺装施工17 钢桥面铺装是一个世界性的科技难题，中交集团自主研发的由EBCL＋RA05＋SMA10构成结构体系，具体施工方法为：在钢板要求喷砂除锈达到Sa2.5级，粗糙度要求达到60～100μm。然后立即涂刷一层0.7～1.0kg/m2的EBCL胶料，同时洒布3～5mm粒径的碎石，碎石洒布要求达到满布面积的80％。EBCL层固化以后，在其上成型一层2.0cmRA05整体化层。RA05碾压施工时，应撒布10～13mm单粒径碎石，碎石应部分嵌入RA层或被扫除掉，保证RA表面凹凸不平。RA05固化以后洒布防水粘结层，然后成型4.0cmSMA10沥青混凝土层，铺装总厚度控制在6cm。ERS钢桥面桥面铺装施工18 抛丸打砂除锈EBCL层施工RA05施工EBCL层及RA05EBCLRA0519 SMA-10施工20 桥面铺装与主梁的关系：铺装层对主梁受力有一定帮助作用当使用卷材防水时，桥面铺装必须配筋21 三桥面防水和排水设施1.功能：保障桥面行车通畅、安全,防止桥面结构受降水侵蚀2.防水层的类型①沥青涂胶下封层：洒布薄层沥青或改性沥青，其上撒布一层砂，经碾压形成沥青涂胶下封层；②高分子聚合物涂胶：涂刷聚氨脂胶泥、环氧树脂、阳离子乳化沥青、氯丁胶乳等高分子聚合物涂胶；③防水卷材：铺装沥青或改性沥青防水卷材，以及浸渍沥青的无纺土工布等做法。22 高速公路桥面的涂料养护碎石封层桥面防水层改性稀浆封层桥面防水层23 3.桥面横坡（1）作用（2）做法（桥面横坡一般1.5%~3%）：盖梁顶设横坡：适用于板桥和肋板式梁桥三角垫层：适用于装配式桥梁，桥面不宽结构设横坡：较宽桥梁24 25 4.桥面排水系统（1）泄水管设置数量i>2,l<50时不设；i>2,l>50时12-15设米一个；i<2时6-8设米一个；桥面上泄水管的过水面积按每平方米桥面不少于2～3cm2布置。26 铸铁泄水管27 28 （2）常用材料和做法金属排水管混凝土排水管横向排水封闭式29 Ⅰ大样30 四、桥梁伸缩缝（1）使用要求能够适应桥梁温度变化所引起的伸缩。桥面平坦，行驶性良好的构造。施工安装方便，且与桥梁结构联为整体。具有能够安全排水和防水的构造。承担各种车辆荷载的作用。养护、修理与更换方便。经济价廉。31 桥梁伸缩装置32 跨搭钢板式伸缩装置第四章桥面布置与构造33 （2）计算方法桥梁变形量的大小，主要考虑以伸缩装置安装时的温度为基准，由温度变化引起的伸缩量和混凝土的徐变、干燥收缩所引起的伸缩量作为基本伸缩量，其计算公式为：注：一般小桥设置2-5cm，大桥根据计算确定34 （3）伸缩缝的类型U形锌铁皮式伸缩缝跨缝材料：U形锌铁皮适用的伸缩量：中小桥，∆l≤20-40mm。特点：构造简单，施工方便35 TST（改性沥青)弹塑体桥梁伸缩装置1、原理：　　将专用的特制的弹塑体主料RS橡胶加热溶溶后，灌入经加热的碎石中，形成“TCS桥梁接缝弹塑体”。2、特点:a.TCS弹塑体直接平铺在桥梁界缝处，与前后的桥面或路面铺装形成连续体，桥面平整无缝，行车比有缝的桥自然更平稳、舒适、无噪音、振动小，且具有便于维护、清扫、除雪等优点。b.构造简单，不需装设专门的伸缩构件和在梁端预埋锚固钢筋，施工方便快速，铺装冷却后，即可开放交通。c.这种弹性接缝能吸收各方面的变形和振动，且阻尼性高，对桥梁减震有利，可满足弯桥、坡桥、斜桥、宽桥的纵横竖三个方向的伸缩和变形。d.因接缝和桥面铺装连成一体，故密封防水性好，且耐酸碱腐蚀。e.旧桥更换伸缩缝，可半边施工，对交通繁忙路段不中断交通。f.造价低、耐用、养护更换少，经济效益和社会效益显著。36 37 钢板式伸缩缝简单的搭板式钢板伸缩缝38 梳齿板式伸缩装置梳型钢板伸缩装置是将钢板做成梳齿状跨过伸缩间隙后,搭在另一端不锈钢板上,伸缩量可达40mm以上,多用于大,中型跨径的桥梁。39 橡胶伸缩缝40 （2）橡胶板式伸缩缝41 （3）模数式橡胶伸缩缝模数式桥梁伸缩装置分为：GQF-C型桥梁伸缩装置、GQF-MZL型桥梁伸缩装置①GQF-C型桥梁伸缩装置特点：　　建筑高度低，国产热轧整体成型异型钢材高度仅50mm，结构简单，安装方便，具有明显的可靠性、舒适性和耐久性。既方便旧伸缩装置更换，又可供新桥选用。　　选用原则：面铺装层厚度≥80mm；伸缩量≤80mm②GQF-MZL型桥梁伸缩装置特点：　　由异型钢和连动机构组成的模数式桥梁伸缩装置。它适用于伸缩量在80-2000mm的桥梁该结构各连接处均采用既能转动又能滑动结构。所以，对弯、坡、斜、宽桥梁适应能力强，可满足各种桥梁结构使用要求。42 43 模数支承式伸缩缝（毛勒伸缩缝）44 模数支承式伸缩缝（毛勒伸缩缝）两条设计原则是“刚性锚固”和“密封防水”。将氯丁橡胶密封条有效地嵌入边梁的凹槽内伸缩体由中间梁和80mm的单元橡胶密封带组合而成的伸缩缝装置，由于特殊槽口在宽度上的要求，需要成套使用几个密封橡胶以满足较大伸缩量。从而要求在边梁之间设置一到多根中间梁。毛勒伸缩缝已形成系列型号产品，其型号以80为倍率，例如D80、D160、D240……等。每种型号的毛勒伸缩缝在垂直接缝方向的最大允许伸缩量为80Nmm；平行于接缝方向的最大允许变形量为±40Nmm(N为每种型号所含橡胶条数)。45 毛勒伸缩缝是一种钢—橡胶组合型伸缩缝。由以下部分组成：支撑部件由边钢梁(1)、中心钢梁(2)、连接件(3)及支撑横梁(4)组成；支承部件由金属滑板(5)、滑动弹簧(6)、滑动支座(7)组成；控制系统为控制弹簧(8)；密封橡胶条(9)作为密封件；锚固部件由锚环及锚板(10)和锚栓(11)组成。此外还有支撑箱(12)。毛勒伸缩缝简图46 毛勒伸缩缝的施工工艺、施工流程图47 橡胶伸缩装置模数式伸缩装置48 （4）无缝式伸缩缝49 （4）桥面连续《桥规》规定，对于多跨简支梁桥，桥面应尽量做到连续，使得多孔简支梁桥在竖直荷载作用下的变形状态为简支或部分连续体系，而在纵向水平力作用下则属于连续体系。50 （4）桥面连续采用桥面板连续构造，连续部分桥面易开裂，因此近年来发展了简支－连续结构，使多跨简支梁桥在一期恒载作用下处于简支体系受力，在二期恒载和活载作用下处于连续体系的受力。这种简支－连续结构具有施工方便，减少桥面伸缩缝，行车平顺等优点，因此得到了越来越广泛的使用。51 五人行道、栏杆、护栏与灯柱（1）人行道与安全带人多——人行道0.75米，1米+0.5米的倍数人少——安全带，0.25-0.5米高度——0.25-0.4米做法：现浇——与桥面连成整体预制——做成配件，现场组合安装52 53 （2）栏杆、灯柱栏杆高度——1.1至1.5米，按规范计算水平力做法：全预制安装、现浇栏杆柱、预制安装扶手灯柱一般均为预制安装，应注意美观效果54 55 56 57 照明用灯一般高出车道8～12m左右。桥梁照明应防止眩光，必要时应采用严格控光灯具，而不宜采用栏杆照明方式。长沙湘江一桥第四章桥面布置与构造58 （3）护栏①作用封闭沿线两侧的作用具有吸收碰撞能量的作用②种类梁柱式护栏钢筋混凝土墙式护栏组合式护栏59 （3）护栏③材料钢筋混凝土钢或铝合金④护栏选择要考虑的因素确保安全美观经济养护方便减轻二恒60 61 62 63