铺装施工论文汇总十篇

时间:2022-12-26 13:53:52

铺装施工论文

铺装施工论文篇(1)

1水泥混凝土桥面铺装病害原因分析

(1)桥面铺装层施工厚度不足。在梁板施工过程中,施工单位管理不善及各施工环节把关不严,造成梁板尺寸过高,湿接缝浇筑过高,梁板张拉预拱度偏大等,造成桥面铺装局部厚度不足,导致应力集中,进而引起桥面铺装产生裂缝。

(2)混凝土运送方法。在桥面铺装施工时,采用半幅施工,混凝土采用罐车运送,往往都是从另外半幅运送,这对初凝后的桥面铺装混凝土进行二次扰动,破坏了水泥混凝土的整体性,桥面铺装层就容易出现开裂情况。

(3)桥面铺装层钢筋网保护垫块密度不足。桥面铺装钢筋网一般要求在中上部,但在实际施工过程,钢筋定位不准确,采用垫块密度不足;以及在浇注水泥混凝土过程中,由于不能经受施工人员人为踩踏、运输机具碾踏等因素的影响,导致钢筋网严重变形,严重削弱了钢筋网承受荷载的能力,尤其是负弯矩区的桥面铺装层,更容易因之而出现桥面裂缝现象。

(4)防水混凝土强度过低。由于梁板强度与铺装防水混凝土的强度不同的情况,桥面铺装的混凝土强度设计等级为C40,而梁板的混凝土强度为C50,在施工过程中,对桥面铺装混凝土的施工质量重视不足,采用的原材料含泥量较大、砂率过大、水灰比控制不严等。

(5)养生不及时。桥面铺装若赶在高温、大风天气施工,或施工完成后不及时进行全覆盖、全湿润养生,或刚施工完成后,认为踩踏外露钢筋等因素,都易出现裂缝,裂缝深度多在5~20mm之间,施工质量将大受影响。目前普遍存在着忽视混凝土养生现象,这更加促使温度收缩和干缩裂缝的发育,造成桥面的过早损坏,导致返工。

(6)施工缝处理不当。浇注混凝土过程中出现的间歇时间太长(一般不宜超过1h),又没有按规定设置施工缝。这些都严重地影响混凝土的连续性和整体性。

(7)过早开放交通。桥面铺装混凝土在没有达到设计强度,为了施工方便便提早开放交通,导致桥面铺装层混凝土就容易出现骨料外露、开裂等情况。

(8)表面处理不当。由于桥面铺装混凝土未进行二次抹光、拉毛时间掌握不当、拉毛过浅、过深或方向错误,严重影响与上面层的整体效果,使桥面防水效果达不到设计要求,减少桥面系整体使用寿命。

2水泥混凝土桥面铺装病害的防治措施

(1)抓好桥面铺装施工前期工作,保证最小厚度,且设置厚度均匀,达到较为理想的受力状态。加强对梁板表面横坡控制,应在盖梁的垫石处及时对梁板顶面进行调整,不宜最后在桥面铺装内一次调整,这样既不利于厚度施工,又影响了钢筋网的布设。

(2)抓好施工质量的控制,桥面铺装工程应作为独立的单元工程实行专项管理,成立专项领导小组,安排专业队伍组织施工。适先进行技术交底,从原材料选择、钢筋网铺设、顶面清理、钢筋支垫、混凝土浇筑方法、采用的工艺、设备、养生措施等各环节入手,可先进行试验段的施工,通过检测平整度、厚度等指标发现工艺中存在的问题而后进行总结。尤其是施工质量保证体系的建立和监理工程师的验收不得松懈。具体的施工质量控制应抓好以下几个施工环节:①桥面铺装施工前,应认真检查梁板顶面的高程,特别应注意负弯矩齿槽混凝土的高度,不能影响钢筋的正确位置。梁板顶面的高程必须满足桥面铺装的厚度要求,应满足设计、规范要求,对超高的部分、负弯矩张拉齿槽处多余的混凝土、不密实的混凝土必须提前进行凿除处理。②认真做好桥面清理工作,把梁板顶面的松散混凝土、油污、张拉槽内的杂物浮浆等进行清理,清理干净后用高压水枪冲洗。③认真做好原材料选料工作,材料配料比例欠准确,拌和不足、混合不均,每盘混凝土含水量差异较大,沉降大小不一,桥面铺装都可能产生裂缝。④焊接钢筋网应严格按照图纸要求进行绑扎,绑扎要牢固,钢筋网的整体尺寸及网眼的尺寸、对角线长度均应符合图纸要求,并做好钝角处加强钢筋的绑扎工作。对钢筋网应架设及覆盖,钢筋不能有锈皮、油污等。钢筋网的高度控制,可在钢筋网片用钢筋定位的方法解决,平均每平方不小于1点,禁止用碎石、塑料垫块、砂浆垫块,钢筋绑扎完毕经检验合格后,应尽快进行桥混凝土的浇筑,浇筑混凝土前,禁止一切车辆和闲杂人员在绑扎好的钢筋上通行,以避免钢筋扭曲变形。⑤桥面铺装浇筑混凝土采用两幅浇筑,纵缝的位置宜留在梁的中心线上,并且要避开车轮碾压最大受力处。浇注混凝土时应顺桥向推进。施工横缝禁止留在负弯矩区内,在施工横缝处桥面纵向钢筋不得断开。⑥为严格控制桥面铺装的高程与平整度,两侧模板宜采用刚度好的槽钢等,禁止使用钢管,钢筋等替代,槽钢沿桥纵向每间隔60cm左右用一颗膨胀

螺栓将槽钢与桥面牢固地固定,并利用膨胀螺栓来调整槽钢的高度及平整度。槽钢还用来作为浇筑混凝土时两侧模板用。为防止施工时滑道下面漏浆,可采用外堵水泥砂浆的方法堵塞滑道下面的缝隙,但砂浆绝对不能侵占桥面混凝土截面的位置,桥面混凝土的中间施工缝必须是垂直立面的竖接缝,并在下次浇筑混凝土前凿毛处理合格。⑦混凝土开始浇注前要对桥面再次清理和洒水湿润,使梁板顶混凝土充分湿润保证能与新浇筑的混凝土充分粘接,上料应使用泵车或吊车,不能使用混凝土罐车等在桥面施工路段上行走,防止破坏初凝的桥面铺装混凝土。混凝土的坍落度在满足施工机具和规范要求的同时应尽量减小到下限,上料后及时进行人工摊平,高度应略高于高程滑道。⑧混凝土的振捣,振捣棒、平板振捣器,并配合振捣梁振捣,使用滚杠配合整平,抹面机抹平,振捣时发现低洼处,及时用混凝土找平,严禁用水泥浮浆或水泥砂浆抹平。⑨抹面时应用脚手板搭于两侧滑道上,木板数量、刚度要足够,脚手板应略高于混凝土面,工人站在木板上进行抹面,边抹边用3m直尺,纵向、横向校核平整度,保证桥面铺具有良好的大面平整度,严禁出现用浮浆填补坑洼现象,并及时刮除多余的水泥浆。收浆抹面完成后,待表面混凝土已基本失去塑性达到一定强度后进行刷毛处理,刷毛要将表面浮浆全部刷去,露出小石子尖为宜,边刷毛,边清扫,并用养护毯全覆盖,并及时洒水养生,养生以保持混凝土表面湿润为原则,以防止风干或气温变化而产生收缩裂纹,桥面防水混凝土的强度达到100%以前,禁止任何施工机械在上面作业。⑩施工完成后拆除高程滑道,把用于堵漏的砂浆和漏出的混凝土及时凿除、清扫干净。当第一条桥面混凝土的强度达到25MPa以上时,可以浇注第二条混凝土。第二条混凝土铺装浇筑时,两条混凝土中间的纵接缝处要按照施工缝进行处理,必须清除砂浆、废物,凿成垂直面,凿毛,洒水充分湿润。当铺好混凝土后,接缝处要二次抹面,二次收浆,精心施工,加强两次浇筑混凝土的有效结合。

(3)严格控制混凝土的施工质量及梁板的几何尺寸,保障同跨的梁板的混凝土强度基本相同,预应力的施加适合,同跨梁板的预拱度基本相同,从而保证厚度基本一致。湿接缝、绞缝混凝土浇筑时顶面应梁板顶面基本一致。

(4)控制好施工时间,采用覆盖养护毯的方法养生效果较好,如不及时养护,顶面水分散失快,收缩迅速;板底水分散失得慢,收缩也较缓,桥面铺装混凝土极易产生开裂现象。在施工时间上要错开大风、雨天的天气,在夏季施工时要错开中午高温时段。养生过程在施工期7d内要做到“全覆盖、全湿润、全天候”养生。

桥面铺装裂缝是水泥混凝土桥面铺装的主要病害,直接影响到行车道板的使用寿命,主要由施工不当及管理不规范造成的,只要我们严格遵守“规范”,加强施工管理,桥面铺装裂缝等病害是可以防止的。

铺装施工论文篇(2)

中图分类号:K928.73文献标识码:A 文章编号:

一,前言

城市园林绿化工程是以多种多样的园林植物、完整的绿地系统、优美的景观环境和完各的设施来发挥其改善城市生态和美化城市环境的作用;园林工程是我国现代城市建设的重要工程,是城市生态绿化的重要组成部分,不仅美化了城市景观,而且降低了城市的热岛效应,大大提升了现代城市的生活质量,随着城市展不断加快,越来越多的城市与及人们开始认识到园林绿化在城市建设与发展中的重要作用,园林的铺装工程在整个园林工程施工过程中有着十分重要的作用,对整个园林工程总体质量有着巨大影响,因而,加强对园林铺装工程施工质量的控制,对保证整个园林工程的绿化效果和艺术境界有着十分重要的社会经济意义和现实意义。

二.园林铺装工程施工质量控制中存在的问题分析

1.园林铺装施工质量控制管理制度不够成熟

园林工程虽然发展较为迅速,但是在铺装施工过程中,园林铺装施工质量控制的相关制度依然不够完善,当施工过程中遇到一些质量问题时候,缺乏质量控制体系,如此,遇到问题难以迅速有效的得到解决,使得园林施工过程中,质量难以得到控制。同时,在施工质量管理过程中,缺乏独立公正的监理机构,监理单位和各方利益主体有着密切的利益关系,难以保持独立客观的地位,使得园林工程质量难以得到公正客观的监督,施工质量低劣,从而影响到园林工程整体的生态效益和经济效益。最后,在园林工程施工过程中,施工主体不明确,发生质量问题难以找到负责人,不利于各种施工问题的迅速解决。

2.园林铺装施工人员和管理人员综合素质不高

近些年来,我国的园林工程行业发展迅速,市场需求量大,从一定程度上降低了工作人员的准入机制,很多园林施工人员缺乏专业的技术,缺乏必须要的园林工程理论,更多的是凭借一些工程经验从事工作,难以严格执行各种园林施工标准,同时,管理人员缺乏系统的园林园艺工程理论,缺乏系统的管理技能,管理不科学,缺乏规范性。从业人员的综合素质低下,使得工程施工质量的控制更为艰难。同时,容易发生很多施工安全事故。

3.园林铺装过程中的外部监理机制与评价机构不完善

我国的园林工程起步较晚,相对而言,在监理机制和评价机构上还有很多地方需要在施工实践中得到更多的完善,如此,可以让施工监理机制和评价机构朝着规范性和制度性的方向发展,我国很多园林铺装施工过程中,监理机制和评价机构的不成熟,让铺装施工进度和施工质量出现很大问题,施工安全更是难以得到保证,从而大大的影响到了整个铺装施工的质量,不利于整个施工管理的科学规范。

三.园林铺装工程施工质量控制措施分析

园林的铺装工程施工是整个园林工程施工中的重要环节,主要体现在对路面和广场等一些部位的施工上,铺装工程施工具有一定的特殊性和复杂性,因而容易出现一些问题,为了保证园林工程的整体工程质量,就必须做好铺装工程这个关键的环节,控制园林铺装的质量,从而保证整个园林的施工绿化效果和艺术效果。笔者结合多年的园林铺装施工经验,从几个方面分析园林铺装施工质量控制的措施。

1.道路和广场的空鼓率控制措施分析

(一)板面空鼓的控制分析

板面空鼓成因分析:由于混凝土垫层清理不干净或浇水湿润不够,刷素水泥浆不均匀或刷的面积过大、时间过长已风干,干硬性水泥砂浆任意加水,大理石板面有浮土等因素,都易引起空鼓。因此必须严格遵守操作工艺要求,基层必须清理干净,结合层砂浆不得加水,随铺随刷一层水泥浆。

(二)板面空鼓的控制措施

首先,地面基层必须认真清理 ,并保证充分的湿润,以便垫层与基层良好的结合,垫层与基层的纯水泥浆结合层应均匀涂刷,不能用撒干水泥面后,再洒水扫浆的做法,这种方法由于纯水泥浆搅拌不均匀,水灰比不准确,会影响粘结效果而造成局部空鼓。石材背面的浮土杂物必须清扫干净,并事先用水湿润,等表面稍晾干后进行铺设。

其次,垫层砂浆应用1:3~ 1:4干硬性水泥砂浆,铺设厚度以2.5~3cm为宜,如果遇有基层较低或过凹的情况,应事先抹砂浆或细石混凝土找平,铺设石材时比地面线高出3~4mm为宜。如果砂浆一次铺的过厚,放上石材后,砂浆底部不易砸实,往往会引起局部空鼓。

再次,石材做试铺时 ,用橡皮锤敲击 ,既要达到铺设高度,也要使垫层砂浆平整密实,根据锤击的空实声,搬起石材,增减砂浆,浇一层水灰比为0.5左右的素水泥浆,再铺设石材,四角平稳落地,锤击时不要砸边角,垫木方锤击时,木方长度不得超过单块石板的长度,也不要搭在另一块已铺设的石材上敲击,以免引起空鼓。

最后,板块铺设 24 h后 ,应洒水养护 1~ 2次,以补充水泥砂浆在硬化过程中所需的水分,保证板块与砂浆粘结牢固。

2.现浇混凝土平整度控制

混凝土具有刚度大、强度高、水稳性好、使用寿命长、养护费用低等优点。随着混凝土技术的日臻完善,混凝土滑膜摊铺技术及整平机应运而生,但这些新技术还没有被广泛应用,所以短时间内园林混泥土施工还是以人为控制为主。我们在混凝土施工过程中要较好的控制平整度应该注意以下几点。

(一)模板安装质量的控制

模板必须在质量验收合格的基层上安装,模板的质量及安装质量直接影响混凝土路面的平整度。切忌将模板直接放在松软的砂石材料上面,模板要坐实。随时检查模板是否稳固,防止出现变形、下沉等现象发生。

(二)人工抹面的控制

在浇筑过程中,把握混凝土初期可塑性强的特点,边浇筑边人工抹平,抹平高度应比控制点略高,因为混凝土会有一定的沉降。抹平过程要连片,顺同一方向抹平。

(三)混凝土塌落度的控制

现浇混凝土如果是现场搅拌,就必须掌握水灰比的配比,保证混凝土的塌落度达到现浇条件。如果是商品混凝土,我们就要考虑它的运输距离、路况、天气状况等对塌落度的影响,控制好最佳的现浇时机。

3.园林施工中机械的选择

施工机械设备是实现施工机械化的重要物质基础,对施工项目的进度、质量均有直接影响。为此,在选用设备时,必须综合考虑施工现场的条件、建筑结构型式、机械设备性能、施工工艺和方法、建筑技术经济等各种因素进行多方案选择、比较,使施工现场与设备做到合理装备、配套使用、有机联系,以充分发挥机械设备的效能,力求获得较好的综合经济效益。

四.结束语

建设社会主义生态文明是我国社会主义和谐社会的重要任务,伴随着城市化进程,加快实现对城市的绿化,加快实现城市化的生态平衡,是当下急需解决的问题,园林工程是加快现代城市绿化建设,保持城市生态平衡的关键。园林工程中铺装环节是整个施工过程中的关键环节,对整个园林工程的施工质量有着重要影响,因此,要加强对施工过程的科学规划,合理施工,注意细节,注重护理,严格遵守质量标准,保证施工质量,同时,园林铺装工作人员必须不断提高自身素质,严格执行施工标准,促进整个施工过程的科学化,规范化,促进整个城市的绿化进程。

参考文献:

[1]颜溢荣 园林铺装施工方法探讨 [期刊论文] 《现代园艺》 -2012年12期

[2]宫亭亭 浅析园林工程园路铺装技术与应用 [期刊论文] 《中国科技纵横》 -2011年9期

[3]潘怀颖 浅析园林工程园路铺装施工技术 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年34期

[4]刘舜 园林铺装工程施工技术探讨 [期刊论文] 《科技致富向导》 -2011年3期

[5]李广有 园林铺装工程施工技术探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年21期

铺装施工论文篇(3)

中图分类号:U443.33文献标识码: A 文章编号:

1 桥面铺装的作用

桥面铺装指的是为保护桥面板和分布车轮的集中荷载,用沥青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层。桥面铺装是桥梁上部结构的重要组成部分,直接承受行车荷载的压力作用,同时,环境温度、湿度等各种因素都会对其产生影响。桥面铺装层的损坏,直接影响桥梁的正常使用,危及车辆人身安全。因此,桥面铺装应具有变形适应能力、刚度好、抗滑、耐磨、不透水、高温稳定性等特点。

2 桥面铺装的病害原因

2.1设计方面

2.1.1 铺装层计算理论缺乏

桥梁的结构理论中缺乏桥面铺装层的计算分析论述,同时,现行规范中只给定了厚度的推荐值。交通量增大、重型汽车增多以及车速地加快都让桥面铺装层不堪重负。桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形, 在设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致的情况下,桥面铺装会出现各种质量现象。

2.1.2对桥梁横向刚度重视不够

随着材料工业的发展,桥梁承重结构的改进,使桥梁主梁能以较柔的结构达到受力的要求,高等级公路大跨桥梁的横向越来越宽。特别在设计计算中侧重于主梁纵向的计算分析,对桥梁横向刚度重视不足,横向构造措施不利使桥面铺装分担了过多的次内力。

2.1.3 实际货载的影响

根据交通管理法规,各车道功能不同,致使桥梁结构运营处于偏载状态,主车道的铺装承担了比超车道高得多的运营应力水平,使桥梁结构局部超载。因此, 在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况, 在明确了桥梁结构受力的基础上, 对桥面铺装层进行受力计算。

2.1.4混凝土配筋量偏小

某些设计单位, 在设计桥面铺装层中只作为桥梁工程的附属结构,没有考虑桥面铺装参与结构受力。铺装层中钢筋的布置主要考虑使应力分布均匀和改善应力集中现象,并未真正考虑铺装层的实际受力。目前的桥梁结构理论中对桥面铺装的配筋没有特别的计算。当混凝土应力较高时,较小的配筋根本不足以抵抗因温度变化和混凝土本身的收缩所产生的应力、阻止裂缝的发展。

2.1.5 桥面铺装层的厚度过薄

早期桥面铺装层设计厚度大多小于8 cm。桥面铺装层过薄, 削弱了桥面铺装层的刚度和承载能力, 这也是桥面损坏的原因之一。

2.2施工方面

2.2.1铺装层与行车道板的粘结不好

桥梁结构与柔性铺装层之间的粘结层对桥面铺装层作用重大。但该层位于刚性桥与柔性沥青铺装层之间的薄弱面上,剪切力很大,易产生“剪切滑动效应”。在实际施工中, 通常使用普通沥青或乳化沥青作为粘结层, 用油量容易偏高, 而其软化点一般偏低,高温时易软化而成为滑动层,导致推挤、拥包、波浪和车辙的产生,由滑动还可导致桥面撕裂、脱皮等损坏。另外,环境温度的变化也影响普通沥青的表现。

2.2.2施工缝处理不当

施工缝的纵向切缝设在汽车行驶的轮迹线上, 在车辆荷载反复重压后导致缝隙位置从纵缝发生扩展, 造成开裂破坏。有的施工单位在进行桥面铺装时随意设置施工缝,且对施工缝的处理也不当。此外,浇注混凝土过程中出现的间歇时间过长( 一般不宜超过1. 0h),又没有按规定设置施工缝,这些都严重影响混凝土的连续性和整体性。

2.2.3 压实度不够

施工时未按规范要求进行碾压, 沥青混凝土松散, 强度不足, 经重车反复振动碾压, 长时间就会破碎脱落。

2.2.4铺装层内钢筋网错位

钢筋网在进行绑扎和浇注混凝土时,受到施工人员、机械和混凝土自重的压力,导致其紧贴桥面板而改变了原设计钢筋位置,削弱了钢筋网的分布筋作用承受荷载的能力,容易因此出现桥面裂缝等损坏现象。

2.2.5混凝土质量不好

原材料质量低劣、砂率过大、水灰比控制不好、砂石级配差、混凝土拌合物和易性差以及施工时漏振、模板漏浆等都会造成混凝土中出现蜂窝、麻面、强度降低等缺陷。这些缺陷破坏了铺装层的整体性,降低了铺装层抗裂、抗冲击、抗弯曲及耐磨的能力。因此也就直接影响桥面铺装层的使用寿命。

2.2.6混凝土养护不及时

桥面铺装浇注完后养护不及时, 未按规定要求进行交通管制。在混凝土尚未达到设计强度时及开放交通, 造成桥面铺装大面积破坏。

3 防治措施

3.1优化沥青混凝土铺装的层间结构及控制技术指标设计: 对一般桥面铺装层, 采用高粘度的重交通道路沥青或掺加高聚物改性剂来改善沥青的品质, 采用与沥青粘附性好的集料或用抗剥离措施, 提高沥青粘结力、抗车辙能力。表层沥青通过选用耐磨石质粗集料、反击式工艺加工提高粗集料的微观粗糙度, 同时通过设计规定构造深度, 达到路面抗滑效果。

3.2 施工前应对水泥混凝土桥面进行清扫和冲洗,对尖锐突出物及凹坑应予打磨或修补,以保证桥面平整、粗糙、干燥、清洁。粘层油宜采用乳化沥青或改性沥青,洒布要均匀,确保充分渗入以起到粘结作用。

3.3 原材料质量要好。粗骨料最大粒径应不大于20mm,粗骨料的含量在混凝土中的体积含量高,能减少混凝土的收缩,骨料弹性模量热膨胀系数对混凝土干缩也有影响,骨料弹性模量高,使混凝土的干缩和徐变就会受阻。

3.4 浇筑混凝土前应将桥面钢筋网牢固地支架好,铺装层钢筋网要认真定位,确保设置在离顶面4~5cm 位置。施工时注意尽量避免人和机具在网上碾压,以防钢筋网出现大的变形。

3.5 大中型水泥混凝土桥桥面铺筑的沥青铺装层, 应满足与混凝土桥面的粘结、防止渗水、抗滑及有较高抵抗振动变形的能力等功能性要求, 并设置有效的桥面排水系统。铺装沥青层的下层必须符合平整、粗糙、整洁的要求, 桥面纵横坡符合要求, 水泥混凝土桥面板表面应做铣刨拉毛处理, 清楚浮浆, 除去过高的突出部位。铺设桥面铺装必须确保混凝土完全干燥, 严禁在潮湿条件下铺设防水粘结层及摊铺沥青混合料, 防止混凝土中的水分在施工或使用过程中遇热变成水汽使防水粘结层产生鼓包。

4 结语

桥面水泥混凝土铺装层是桥梁结构的外表面,直接关系到行车安全,涉及到人民生命财产的安全和社会效益及影响,因此,设计、施工、监理等各方面都要给予足够的重视,做到精心设计、精心施工和科学监管,管养单位积极进行管理和养护,减少砂、碎石污染公路对桥面

造成的损坏,使桥面铺装层经久耐用。

参考文献

[1] 徐伟,李智,张肖宁.混凝土桥面铺装粘结层体系力学性能试验研究[J].哈尔滨建筑大学学报,2002(4).

[2] 罗立峰,钟鸣,黄成造.桥面铺装设计理论的研究[J].华南理工大学学报,2002(4).

[3] 罗立峰,钟鸣,黄成造.混凝土桥面铺装概述[J]. 国外公路,1999(3).

[4] 曹佐.高速公路桥面防水层施工工艺探讨[J].公路交通技术,2003(10).

铺装施工论文篇(4)

近年来我国公路桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装病害普遍存在,如开裂,壅包和面层分离等,这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难。

1  概述

随着桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析.随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装病害时有发生.这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难.近年来,人们对于因桥面铺装病害造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视.桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的主要因素。

桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥板的冲击,较易达到运营中平稳舒适的要求,随着沥青材料性能的改进,应用将更加广泛,但现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明,这就造成了在实际设计,桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构,设计者对其甚少花费精力,从而为桥面铺装的损坏埋下了隐患。

2 桥面铺装层病害分析

2.1 结构理论与设计

桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一一直在备等级公路中运用了几十年。随着交通量的增大.现行铺装与重型超重型汽车的增多和车速的增快已不相面铺装层直接承受车轮荷载的面铺装部分或全部参与了主梁形 因此桥面适应。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。

粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以.设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。从众多箱梁的设计来看 大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。

而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面又有异于T梁的一面,对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽,桥跨与桥宽之比越来越小 箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋.就越来越不适宜。

2.2 施工工艺

2.2.1 铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。

2.2.2 梁顶清理不利,造成铺装层与主梁结合欠佳。

2.3 桥面防水层的影响

由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚一柔一刚的板体受力体系,中间柔f生夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。

处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落。另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

2.4 桥面铺装的约束条件

桥面铺装受桥梁结构的约束,受荷后其边界条件与一般路面相差甚大,加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。

3  桥面铺装设计方法的讨论

铺装施工论文篇(5)

近年来我国公路桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装病害普遍存在,如开裂,壅包和面层分离等,这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难。

1  概述

随着桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析.随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装病害时有发生.这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难.近年来,人们对于因桥面铺装病害造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视.桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的主要因素。

桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥板的冲击,较易达到运营中平稳舒适的要求,随着沥青材料性能的改进,应用将更加广泛,但现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明,这就造成了在实际设计,桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构,设计者对其甚少花费精力,从而为桥面铺装的损坏埋下了隐患。

2 桥面铺装层病害分析

2.1 结构理论与设计

桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一一直在备等级公路中运用了几十年。随着交通量的增大.现行铺装与重型超重型汽车的增多和车速的增快已不相面铺装层直接承受车轮荷载的面铺装部分或全部参与了主梁形 因此桥面适应。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。

粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以.设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。从众多箱梁的设计来看 大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。

而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面又有异于T梁的一面,对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽,桥跨与桥宽之比越来越小 箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋.就越来越不适宜。

2.2 施工工艺

2.2.1 铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。

2.2.2 梁顶清理不利,造成铺装层与主梁结合欠佳。

2.3 桥面防水层的影响

由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚一柔一刚的板体受力体系,中间柔f生夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。

处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落。另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

2.4 桥面铺装的约束条件

桥面铺装受桥梁结构的约束,受荷后其边界条件与一般路面相差甚大,加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。

3  桥面铺装设计方法的讨论

铺装施工论文篇(6)

近年来我国公路桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装病害普遍存在,如开裂,壅包和面层分离等,这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难。

1  概述

随着桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析.随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装病害时有发生.这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难.近年来,人们对于因桥面铺装病害造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视.桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的主要因素。

桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥板的冲击,较易达到运营中平稳舒适的要求,随着沥青材料性能的改进,应用将更加广泛,但现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明,这就造成了在实际设计,桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构,设计者对其甚少花费精力,从而为桥面铺装的损坏埋下了隐患。

2 桥面铺装层病害分析

2.1 结构理论与设计

桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一一直在备等级公路中运用了几十年。随着交通量的增大.现行铺装与重型超重型汽车的增多和车速的增快已不相面铺装层直接承受车轮荷载的面铺装部分或全部参与了主梁形 因此桥面适应。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。

粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以.设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。从众多箱梁的设计来看 大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。

而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面又有异于T梁的一面,对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽,桥跨与桥宽之比越来越小 箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋.就越来越不适宜。

2.2 施工工艺

2.2.1 铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。

2.2.2 梁顶清理不利,造成铺装层与主梁结合欠佳。

2.3 桥面防水层的影响

由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚一柔一刚的板体受力体系,中间柔f生夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。

处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落。另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

2.4 桥面铺装的约束条件

桥面铺装受桥梁结构的约束,受荷后其边界条件与一般路面相差甚大,加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。

3  桥面铺装设计方法的讨论

桥面铺装层是一种特殊的路面结构,如何合理简化荷载模型,以及如何进行横向和纵向布载,也直接关系到计算结果的精确程度。文献中在计算剪应力时参照路面设计中的荷载模型,荷参数为BZZ=100,P=0、7MP,=10.65cm,水平荷载与垂直荷载同时考虑。黄晓明在文献中,则对不同的桥跨截面在横向不同位置进行布载,找出最不利的荷位。只有将桥梁结构分析和路面理论结合起来,才能较好的解决这一问题。

另外需要研究的一个重要问题是,桥梁在荷载作用下产生挠度及其它形变,这些因素对铺装层的力学特性有何影响,如何考虑这些影响,这也是桥面铺装不同于一般复合路面的一个方面。目前,国内还没有专门针对这方面的讨论。

合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面入手,正确的理论基础是根本,合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比,较好的解决如上述的接触模型、荷载简化等问题,搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下,加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上,确定关键因素,提出控制指标并建立相应的破坏准则,为设计提供依据,要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。

4  结束语

合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面人手,正确的理论基础是根本,合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比,较好地解决如上述的接触模型、荷载简化等问题,搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下,加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上,确定关键因素,提出控制指标并建立相应的破坏准则,为设计提供依据,要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。

桥面铺装早期破坏严重影响了交通通行的舒适性、安全性、给养护维修部门带来较大的治理维修难度,影响正常的交通运营畅通。为从根本上解决这一问题,应加快对桥面铺装的进一步研究,以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数,为桥面铺装的设计提供指导,并在铺装施工中切实保证质量。

参考文献:

铺装施工论文篇(7)

1 概述

桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用,其变形和应力特征与主梁及桥面板结构型式密切相关,一方面可分散荷载并参与桥面板的受力,另一方面起联结各主梁共同受力的作用;既是桥面保护层又是桥面结构的共同受力层,所以具有足够的强度和良好的整体性,并具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能。

近年来我国公路桥梁建设快速 发展 ,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的 计算 分析。随着 交通 量和重型车辆的增加,桥面铺装问题普遍[1-6]。这不仅妨碍了正常交通, 影响 了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难。近年来,人们对于因桥面铺装问题造成的直接和间接的 经济 损失给予了足够的重视。桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。

桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥面板的冲击,较易达到运营中平稳舒适的要求,随着沥青材料性能的改进, 应用 将更加广泛。但现行规范[7]对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明,关于具体的设计理论与方法还是空白,铺装层的设计无章可循。这就造成了在实际设计中,桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构,设计者对其甚少花费精力,从而为桥面铺装的早期损坏埋下了隐患。因此,应加快对桥面铺装,特别是结构破坏机理和设计理论方面的研究。

2 破坏形式

沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损坏形式有所不同[8,9]。主要有 : ①铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥包等病害;②因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。

欧美自20世纪70年代以来在桥面铺装中广泛使用防水层, 随着交通量的增加,出现了一些新问题,如面层的早期破损、开裂、坑槽、防水层与面层和桥面粘结强度不足而产生推移等病害。近年来,在我国的部分地区如北京、天津等地的桥面防水层也出现了相应的病害。

设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况 :一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之沥青混凝土层厚度较薄,沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形;二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。因此,剪切破坏是设防水层的水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装损坏的主要原因,故在实际设计中应基于两种形式的剪切破坏分别加以计算分析。

3 病害分析

3.1 结构理论与设计

(1) 桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值[7],工程界一直在各等级的公路中运用了几十年。随着交通量的增大,现行铺装与重型、超重型汽车的增多和车速的增快已不相适应。桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击,桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形,因此桥面铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。

(3)随着材料 工业 的 发展 ,桥梁承重结构的改进,使桥梁主梁能以较柔的结构达到受力的要求,高等级公路大跨桥梁的横向越来越宽。特别在设计 计算 中侧重于主梁纵向的计算 分析 ,对桥梁横向刚度重视不足,横向构造措施不利使桥面铺装分担了过多的次内力。

(4)对于连续梁桥、拱桥及悬臂梁桥等桥型结构,由于荷载的作用而产生负弯矩或拉力,使桥面铺装层受到拉力的作用而产生负弯矩区裂缝,从而造成桥面铺装的损坏。

(5)在对高速公路进行 交通 组织管理中,由于车道功能的不同,人为强制地使桥梁结构运营始终处于偏载状态,使主车道的铺装承担了比超车道高得多(量值可达三至四倍)的运营应力水平,因此加快了主车道铺装层的疲劳。特别是随着私营运输业的发展,货运业主为追求短期 经济 利益,通过改变车厢结构如加长车厢和加高车轴弹簧等使汽车的载重、轴重及轮载成倍增加。这些车辆对铺装层具有严重的毁坏作用,并使桥梁结构局部超载,加快了主车道铺装层的病害发展。因此,在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况,在明确了桥梁结构受力的基础上,对桥面铺装层进行受力计算。

3.2 施工工艺

(1)铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。

(2)梁顶清理不利,造成铺装层与主梁结合欠佳。

3.3 桥面防水层的 影响

由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚—柔—刚的板体受力体系,中间柔性夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落。另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

3.4 桥面铺装的约束条件

桥面铺装受桥梁结构的约束,受荷后其边界条件与一般路面相差甚大,加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。

4 桥面铺装设计 方法 的讨论

目前 关于桥面铺装的 研究 还很不成熟,并且现有研究主要集中在材料设计和铺装技术等方面,而关于 理论 分析和结构计算的研究很少。

罗立峰[5]等人将桥面板简化为正交异性的弹性小挠度薄板,将铺装层简化为各向同性的大挠度薄板,并假定两板之间相对滑动,完全没有摩阻力且没有脱空现象。在此基础上提出了桥面铺装的平衡微分方程,并以竖向变形为主要控制指标。张占军[8,10]等人以弹性层状体系为理论基础,用三维有限元的方法对水泥混凝土桥面柔性铺装的层间剪应力进行了计算和分析。并通过对沥青类桥面铺装层的破坏现象的分析,发现使用摩尔___库仑理论来确定铺装厚度是比较合适的,即以桥面板与沥青铺装层之间的层间剪应力为控制指标,要求其不超过层间抗剪强度。另外,还结合防水层、平整度、施工工艺和车辙指标的要求,提出了桥面沥青铺装层厚度的计算方法。张占军[11] 等人用有限元的方法对设防水层的水泥混凝土桥沥青铺装结构的层间剪应力的计算进行了分析,讨论了防水层的厚度、模量、泊松比、沥青混凝土铺装层厚度和模量等参数对结构层层间剪应力的影响。认为层间最大剪应力主要取决于面层厚度和防水层模量;在防水层模量相同的情况下,增加面层厚度是降低层间剪应力的最有效手段。合理的控制指标是进行结构设计的重要依据,也是此课题今后要重点研究的一个方面。

从现有的结构分析方法看,主要是用三维等参元模型进行分析,目前较多采用的是三维八结点和二十结点单元。

合理的有限元模型是计算分析的前提,从目前的研究状况来看,主要有如下几个方面急需探讨。

总之,如何模拟层间接触状况,特别是如何考虑防水层的 影响 ,是建立合理有限元模型的一个关键 问题 ,是 研究 铺装层结构设计 理论 的一个重点。要采取理论 计算 与试验 分析 相结合的 方法 ,将计算结果与试验和实测结果相对比,寻找一种与结构实际受力吻合的模型。

桥面铺装层是一种特殊的路面结构,如何合理简化荷载模型,以及如何进行横向和纵向布载,也直接关系到计算结果的精确程度。 文献 [8,10,11]中在计算剪应力时参照路面设计中的荷载模型,荷载参数为BZZ-100,p=0.7MP,δ=10.65cm,水平荷载与垂直荷载同时考虑。黄晓明在文献[15]中,则对不同的桥跨截面在横向不同位置进行布载,找出最不利的荷位。只有将桥梁结构分析和路面理论结合起来,才能较好的解决这一问题。

另外需要研究的一个重要问题是,桥梁在荷载作用下产生挠度及其它形变,这些因素对铺装层的力学特性有何影响,如何考虑这些影响,这也是桥面铺装不同于一般复合路面的一个方面。 目前 ,国内还没有专门针对这方面的讨论。

合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面入手,正确的理论基础是根本,合理的力学模型是关键。 通过计算分析与实测对比,较好的解决如上述的接触模型、荷载简化等问题,搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下,加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上, 确定关键因素,提出控制指标并建立相应的破坏准则,为设计提供依据,要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。

5 小结

本文对钢筋混凝土桥柔性桥面铺装的早期病害及其原因进行了分析与研究, 总结 了当前国内桥面铺装结构分析的主要方法,提出了用有限元分析需要注意的一些问题,指出了今后主要的研究方向。

当务之急是加快对沥青混凝土桥面铺装的进一步研究,以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数,为桥面铺装的设计提供指导;同时,加强对各铺装层材料的材料性能指标和测试技术的研究,开发适应桥面破坏机理的新材料;另外,还要改进铺装技术及提高施工质量,保证设计模型的准确性,从根本上解决桥面铺装早期损坏问题。

参考 文献:

[2] 涂常卫,黎增丰,凌子如.混凝土桥面铺装病害与设计和施工的关系浅析[J].公路,1999,(2):17-22.

[3] 凌坚,李志能.对桥面裂缝及铺装层破坏的讨论[J].公路,1996,(9):7-9.[5] 罗立峰,钟鸣,黄成造.桥面铺装设计方法探讨[J].中南公路工程,1999,24(2):20-22.

[6] 季节,徐世法,罗晓辉.桥面铺装病害调查及成因分析[J].北京建筑工程学院学报,2000,16(3):33-39.

[7] JTJ 014—97,公路沥青路面设计规范[S].

[8] 张占军,曹东伟,胡长顺.水泥混凝土桥面沥青铺装层厚度的研究[J].西安公路 交通 大学学报,2000,20(2):16-19.

铺装施工论文篇(8)

桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥面板的冲击,较易达到运营中平稳舒适的要求,随着沥青材料性能的改进,应用将更加广泛。但现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明,关于具体的设计理论与方法还是空白,铺装层的设计无章可循。这就造成了在实际设计中,桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构,设计者对其甚少花费精力,从而为桥面铺装的早期损坏埋下了隐患。因此,应加快对桥面铺装,特别是结构破坏机理和设计理论方面的研究。

一、对沥青混凝土桥面的病害分析

1、结构理论与设计

(1)桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一直在各等级的公路中运用了几十年。随着交通量的增大,现行铺装与重型、超重型汽车的增多和车速的增快已不相适应。桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击,桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形,因此桥面铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。

(2)现行桥规第3.2.2条规定:……如无精确的计算方法,箱形梁也可参照T形梁的规定处理。从众多箱梁的设计来看,大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面,又有异于T梁的一面,对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽,桥跨与桥宽之比越来越小,箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋,就越来越不适宜了,导致按梁设计的箱梁骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以,设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。

(3)随着材料工业的发展,桥梁承重结构的改进,使桥梁主梁能以较柔的结构达到受力的要求,高等级公路大跨桥梁的横向越来越宽。特别在设计计算中侧重于主梁纵向的计算分析,对桥梁横向刚度重视不足,横向构造措施不利使桥面铺装分担了过多的次内力。

(4)对于连续梁桥、拱桥及悬臂梁桥等桥型结构,由于荷载的作用而产生负弯矩或拉力,使桥面铺装层受到拉力的作用而产生负弯矩区裂缝,从而造成桥面铺装的损坏。

(5)在对高速公路进行交通组织管理中,由于车道功能的不同,人为强制地使桥梁结构运营始终处于偏载状态,使主车道的铺装承担了比超车道高得多的运营应力水平,因此加快了主车道铺装层的疲劳。特别是随着私营运输业的发展,货运业主为追求短期经济利益,通过改变车厢结构如加长车厢和加高车轴弹簧等使汽车的载重、轴重及轮载成倍增加。这些车辆对铺装层具有严重的毁坏作用,并使桥梁结构局部超载,加快了主车道铺装层的病害发展。因此,在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况,在明确了桥梁结构受力的基础上,对桥面铺装层进行受力计算。

2、施工工艺

(1)铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。

(2)梁顶清理不利,造成铺装层与主梁结合欠佳。

3、桥面防水层的影响

由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚―柔―刚的板体受力体系,中间柔性夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落。另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

4、桥面铺装的约束条件

桥面铺装受桥梁结构的约束,受荷后其边界条件与一般路面相差甚大,加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。

二、桥面铺装设计方法的讨论

目前关于桥面铺装的研究还很不成熟,并且现有研究主要集中在材料设计和铺装技术等方面,而关于理论分析和结构计算的研究很少。

从现有的结构分析方法看,主要是用三维等参元模型进行分析,目前较多采用的是三维八结点和二十结点单元。

合理的有限元模型是计算分析的前提,从目前的研究状况来看,主要有如下几个方面急需探讨。

对于桥面铺装,如何假设及模拟层间接触状况是有限元建模一个很重要的问题。对于不设防水层的情况,可以借鉴复合路面的处理方式。总之,如何模拟层间接触状况,特别是如何考虑防水层的影响,是建立合理有限元模型的一个关键问题,是研究铺装层结构设计理论的一个重点。要采取理论计算与试验分析相结合的方法,将计算结果与试验和实测结果相对比,寻找一种与结构实际受力吻合的模型。

桥面铺装层是一种特殊的路面结构,如何合理简化荷载模型,以及如何进行横向和纵向布载,也直接关系到计算结果的精确程度。

另外需要研究的一个重要问题是,桥梁在荷载作用下产生挠度及其它形变,这些因素对铺装层的力学特性有何影响,如何考虑这些影响,这也是桥面铺装不同于一般复合路面的一个方面。目前,国内还没有专门针对这方面的讨论。

铺装施工论文篇(9)

桥面铺装作为桥梁体系的组成部分,由于其能很大程度上缓和车辆对桥面板的冲击,同时能够满足行车平稳、舒适的要求,越来越得到重视。铺装层的质量好坏和使用耐久性将直接影响行车的安全性、舒适性、桥梁耐久性以及投资效益[1]。尤其是对于大跨度的桥梁而言,桥面铺装一旦发生损坏,无论采用维修还是重新铺设,都将会造成交通的拥堵,所带来的经济损失和社会影响都是难以估计的。

1 沥青铺装层常见损坏类型及成因分析

我国桥梁采用的铺装形式主要有两种,一种是水泥混凝土桥面铺装,另一种是沥青混凝土桥面铺装。沥青混凝土桥面铺装相对水泥混凝土桥面铺装,具有良好的柔韧性、抗裂抗疲劳性能及行驶舒适性,同时具有维修方便、自重轻等优点,在大中型桥梁桥面铺装中应用广泛。目前,国外的研究学者结合本国的实际国情,对铺装层沥青混合料的性能以及结构形式分别作出了一些特殊的规定,常采用的桥面沥青类铺装材料有浇注式沥青混凝土、环氧沥青混凝土、沥青玛蹄脂、SMA、增强纤维沥青混凝土等。在我国,经过大量的工程实践,使用比较成功沥青铺装层材料有纤维改性沥青、SMA、密级配改性沥青混凝土与环氧沥青混凝土。在对桥梁的常规外观检测中,发现桥面铺装的主要损坏类型如下:

1.1 开裂

开裂是桥面铺装最常见的一种损坏形式,主要体现在横向裂缝和纵向裂缝以及由二者构成的网状裂缝。裂缝开裂后,会造成雨水从缝中渗入,从而造成主梁钢筋的锈蚀破坏,影响结构的承载力,进而降低桥梁使用的耐久性。裂缝形成的主要原因有:

(1)桥梁施工中结构缝处理不当,从而留下隐患。这种裂缝主要是反射裂缝。在桥梁运营的过程中,位于铺装层下的结构缝处首先出现裂缝,并且在车辆荷载的反复作用之下,反射到沥青混凝土铺装层中形成反射裂缝,它主要体现在纵向裂缝上[2]。(2)因桥面系中加劲部件的作用,在铺装层中会出现负弯矩区,使得铺装层中出现局部应力集中,同时过桥车辆交通量大、超载严重导致桥面铺装疲劳开裂。裂缝产生之后桥面铺装的受力状况更加不利,裂缝就存在进一步发展的趋势。(3)在冬季气温较低时或者易发生温度骤变的地区,桥梁的铺装会因为温度的因素而形成温缩裂缝。温缩裂缝的间隔一般比较有规律。

1.2 表面变形

表面变形主要分为纵向变形形成的车辙和纵向局部变形的推挤。表面变形是渠化交通的早期损坏主要形式之一。表面变形的主要原因有:

(1)沥青混凝土铺装层自身存在高温稳定性不足的缺点,因此在高温条件下,由于车轮的反复作用下而产生永久变形和塑性流动,进而逐渐形成沥青混凝土的侧向流动变形和早期的压缩变形。(2)随着我国经济的快速发展,大型车辆和超重车辆的大量出现,进而加速造成了装层的表面变形,降低了桥面铺装的耐久性。

1.3 坑槽

在铺装层厚度较薄的桥梁上,行车带上、结构缝(如伸缩缝)附近处、补块边缘或补块上常出现坑槽现象。坑槽形成的主要原因有:

(1)桥面铺装层沥青混合料设计空隙率偏大或施工时出现了离析、压实不足现象,致使空隙率更大。在水和汽车荷载的反复作用下,沥青和骨料之间的粘结力逐渐丧失,骨料就会脱离,进而造成坑槽。(2)在摊铺沥青混凝土之前桥面凹凸不平,造成铺装层在某些部位较薄,在行车和温度荷载的共同作用下,这些桥面不平整地方铺装层内会产生局部应力集中,首先在铺装层内出现结构性的点损坏,随后逐渐向四周进行扩散,最后形成坑槽[2]。

1.4 表面缺陷

表面缺陷主要是指剥离、泛油、集料磨光等损害。表面缺陷的主要原因有:

(1)在结构缝附近,施工时难以碾压,因此空隙率较大。假如排水不畅,雨季铺装层就将长期处于饱和状态,同时由于车轮荷载的反复作用,骨料很容易从铺装层表面剥离。(2)沥青混合料的矿料级配不当,例如粗集料尺寸偏小,细料偏多,同时沥青用量偏大等,这些因素都会导致沥青混凝土出现剥离现象。(3)在铺装层摊铺之前,桥面未清理干净,存留有水和浮浆等杂物。(4)沥青混合料压实度不足,或者是沥青混合料设计孔隙率过小,而油石比过大,都可能造成沥青混凝土铺装层发生泛油现象。(5)集料质地软弱,缺少棱角,那么在车轮荷载的反复作用下,会造成集料磨光的损害情况。

1.5 脱层

防水层下面一般设置一层较薄的粘结层, 利用粘结层以保障铺装层和底层之间具有有效联结。但是,由于粘结层、基层以及铺装层的材料性能并不一致, 那么铺装层和基层之间就处于一种既非光滑又非连续的状态, 形成了一种典型的复合材料层间结构。层间脱层就是复合材料的主要的损伤形式之一。脱层区由局部失稳可能导致脱层的扩展,严重时可能导致整个铺装层破坏,从而降低桥梁的使用年限。造成脱层的原因主要有:

(1)沥青混凝土桥面铺装和主梁间结合强度不足,即粘层层间作用力不足,造成在高温条件下的抗剪切推移变形能力不足。这会导致铺装层与底层分离, 使得铺装层发生推移甚至脱落,进而造成严重的铺装层损坏。(2)因为桥面铺装层是直接和车轮进行接触, 在外来荷载主要是车轮载荷(冲击力)作用下,会在层间形成较大的剪切应力场,从而导致铺装层间发生相对位移,形成脱层现象。(3)一般而言,任何一种材料,都会有一个疲劳极限, 沥青混凝土材料也不例外。在整个桥梁使用年限内,由于汽车荷载的反复作用,导致疲劳破坏,也是造成脱层的一个原因。

2 沥青混凝土桥面铺装的改进措施

由于沥青混凝土铺装层的对桥梁使用及耐久性的重要性,因此针对其常见的损坏形式如裂缝、车辙、坑槽、表面缺陷以及脱层推移等病害,对其进行改进可以从设计理论、施工工艺、维修养护以及检测等多个方面进行研究。

2.1 完善铺装层的设计理论

桥面铺装是一个受力非常复杂的动力体系,并且由它直接承受来自车轮荷载的冲击,其部分或全部参与主梁结构的变形。但是目前,桥面铺装认为是桥梁的附属设施,因此在桥梁的结构理论中关于桥面铺装层的计算分析理论较少。考虑当前交通量组成例如重型、超重型汽车的增多以及车速的增快,目前桥面铺装层设计的经验理论已不能够与其相适应了,因此,应尽快建立更加完善的设计理论,以满通的需求。

2.2 增加沥青混凝土铺装层厚度

桥面铺装层材料设计可能因片面强调材料的某一方面的性能而削弱了其他与其相对的性能。如只过分强调铺装层高温稳定性,则会削弱低温抗裂性能,因而造成大量的温缩裂缝。因此,铺装层材料设计是一个均衡的过程,需要把握铺装层最常见的破坏类型,以结构分析数据为依据,使设计的铺装层厚度更合理[3]。

2.3 加强沥青混凝土铺装层的施工质量

沥青混凝土桥面铺装层的施工质量直接影响桥面铺装的质量。要合理优化沥青混凝土的配合比,并进行试铺。铺装层施工的压实,尤其在铺装层的边缘,压路机不易压到的位置,或者压路机的吨位较轻,经常出现压实不够,空隙率偏大的情况,压实度还和沥青混凝土的温度有直接的关系[4]。因此,在施工中严格控制沥青混凝土搅拌、运输、摊铺、碾压以及成型时的温度,选择合适的压路机吨位,按照施工规范进行施工,严禁在施工中随意调头、刹车、停留等,从而保证沥青混凝土的压实度和质量。

2.4 后期合理养护

桥梁运营过程中,合理的养护能有效的延长铺装层的使用寿命。水是造成沥青铺装层损坏的主要原因之一,若桥面铺装体系的排水系统设计不合理,渗入的水分无法及时排出,就将加剧了铺装层的损坏,因此,设计合理的桥面排水系统并且保障其畅通显得非常必要。

2.5 采用光纤技术对桥面铺装进行检测

对桥梁进行定期检查,采用先进的技术及时发现桥面铺装潜在的病害,及时维护可延长桥梁使用寿命。例如,可以采用光纤传感器技术检测桥面铺装脱层现象[5]。其应用原理是将光纤传感器埋入粘结层内,并把层间的变形反映为传感器的某个特性的变化,然后通过分析光的传输特性,譬如光强、相位以及波长等,就可获取光纤周围的铺装层的实际变形,从而实现沥青混凝土铺装层脱层现象的检测。采用光纤传感器来进行铺装层脱层检测能够判断出铺装材料、粘结材料以及基层材料之间的相互连接性的状况,及时发现铺装层是否有脱层的发生,以便采取合理的补救措施,提高桥面铺装的使用性能。

3 结语

桥面铺装的耐久性直接影响桥梁的耐久性,因此越来越得到重视。本文总结了沥青混凝土铺装的常见的开裂、表面变形、坑槽、表面缺陷等四种破坏类型,并对其原因进行了分析。同时为了能够改善桥面铺装的性能,提出了应该从设计理论、施工和养护等方面采取的措施。

参考文献:

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[2]高雪池.滨州黄河公路大桥桥面铺装研究[D].东南大学,2006.

铺装施工论文篇(10)

1. 概述

桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用,其变形和应力特征与主梁及桥面板结构型式密切相关,一方面可分散荷载并参与桥面板的受力,另一方面起联结各主梁共同受力的作用;既是桥面保护层又是桥面结构的共同受力层,所以具有足够的强度和良好的整体性,并具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能。

近年来我国公路桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,大跨桥梁已很普遍,但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装问题普遍[1~6]。这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难。近年来,人们对于因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视。桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。

桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥面板的冲击,较易达到运营中平稳舒适的要求,随着沥青材料性能的改进,应用将更加广泛。但现行规范[7]对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明,关于具体的设计理论与方法还是空白,铺装层的设计无章可循。这就造成了在实际设计中,桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构,设计者对其甚少花费精力,从而为桥面铺装的早期损坏埋下了隐患。因此,应加快对桥面铺装,特别是结构破坏机理和设计理论方面的研究。

2. 破坏形式

2.1 沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损坏形式有所不同[8,9]。主要有:

(1)铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥包等病害。

(2)因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。

2.2 欧美自20世纪70年代以来在桥面铺装中广泛使用防水层,随着交通量的增加,出现了一些新问题,如面层的早期破损、开裂、坑槽、防水层与面层和桥面粘结强度不足而产生推移等病害。近年来,在我国的部分地区如北京、天津等地的桥面防水层也出现了相应的病害。设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况:

(1)桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之沥青混凝土层厚度较薄,沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形。

(2)防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。因此,剪切破坏是设防水层的水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装损坏的主要原因,故在实际设计中应基于两种形式的剪切破坏分别加以计算分析。

3. 病害分析

3.1 结构理论与设计。

(1)桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值[7],工程界一直在各等级的公路中运用了几十年。随着交通量的增大,现行铺装与重型、超重型汽车的增多和车速的增快已不相适应。桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击,桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形,因此桥面铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。

(2)现行桥规第3.2.2条规定:……如无精确的计算方法,箱形梁也可参照T形梁的规定处理[9]。从众多箱梁的设计来看,大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面,又有异于T梁的一面,对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽,桥跨与桥宽之比越来越小,箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋,就越来越不适宜了,导致按梁设计的箱梁骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以,设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。

(3)随着材料工业的发展,桥梁承重结构的改进,使桥梁主梁能以较柔的结构达到受力的要求,高等级公路大跨桥梁的横向越来越宽。特别在设计计算中侧重于主梁纵向的计算分析,对桥梁横向刚度重视不足,横向构造措施不利使桥面铺装分担了过多的次内力。

(4)对于连续梁桥、拱桥及悬臂梁桥等桥型结构,由于荷载的作用而产生负弯矩或拉力,使桥面铺装层受到拉力的作用而产生负弯矩区裂缝,从而造成桥面铺装的损坏。

(5)在对高速公路进行交通组织管理中,由于车道功能的不同,人为强制地使桥梁结构运营始终处于偏载状态,使主车道的铺装承担了比超车道高得多(量值可达三至四倍)的运营应力水平,因此加快了主车道铺装层的疲劳。特别是随着私营运输业的发展,货运业主为追求短期经济利益,通过改变车厢结构如加长车厢和加高车轴弹簧等使汽车的载重、轴重及轮载成倍增加。这些车辆对铺装层具有严重的毁坏作用,并使桥梁结构局部超载,加快了主车道铺装层的病害发展。因此,在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况,在明确了桥梁结构受力的基础上,对桥面铺装层进行受力计算。

3.2 施工工艺。

(1)铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。

(2)梁顶清理不利,造成铺装层与主梁结合欠佳。

3.3 桥面防水层的影响。由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚——柔——刚的板体受力体系,中间柔性夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落。另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

3.4 桥面铺装的约束条件。桥面铺装受桥梁结构的约束,受荷后其边界条件与一般路面相差甚大,加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。

4. 桥面铺装设计方法的讨论

目前关于桥面铺装的研究还很不成熟,并且现有研究主要集中在材料设计和铺装技术等方面,而关于理论分析和结构计算的研究很少。

4.1 罗立峰[5]等人将桥面板简化为正交异性的弹性小挠度薄板,将铺装层简化为各向同性的大挠度薄板,并假定两板之间相对滑动,完全没有摩阻力且没有脱空现象。在此基础上提出了桥面铺装的平衡微分方程,并以竖向变形为主要控制指标。张占军[8,10]等人以弹性层状体系为理论基础,用三维有限元的方法对水泥混凝土桥面柔性铺装的层间剪应力进行了计算和分析。并通过对沥青类桥面铺装层的破坏现象的分析,发现使用摩尔___库仑理论来确定铺装厚度是比较合适的,即以桥面板与沥青铺装层之间的层间剪应力为控制指标,要求其不超过层间抗剪强度。另外,还结合防水层、平整度、施工工艺和车辙指标的要求,提出了桥面沥青铺装层厚度的计算方法。张占军[11]等人用有限元的方法对设防水层的水泥混凝土桥沥青铺装结构的层间剪应力的计算进行了分析,讨论了防水层的厚度、模量、泊松比、沥青混凝土铺装层厚度和模量等参数对结构层层间剪应力的影响。认为层间最大剪应力主要取决于面层厚度和防水层模量;在防水层模量相同的情况下,增加面层厚度是降低层间剪应力的最有效手段。合理的控制指标是进行结构设计的重要依据,也是此课题今后要重点研究的一个方面。从现有的结构分析方法看,主要是用三维等参元模型进行分析,目前较多采用的是三维八结点和二十结点单元。合理的有限元模型是计算分析的前提,从目前的研究状况来看,主要有如下几个方面急需探讨。

对于桥面铺装,如何假设及模拟层间接触状况是有限元建模一个很重要的问题。对于不设防水层的情况,可以借鉴复合路面的处理方式。胡长顺[12]等人在进行复合路面结构分析时,利用各向异性线弹性理论和三维有限元的方法,构造了一种正交各向异性接触模型,模拟板与地基之间的接触情况。黄晓明[13]和刘玉荣[14]等人分别在对旧水泥混凝土路面混凝土加铺层和水泥混凝土沥青混凝土复合路面进行力学计算时,接触面采用了Goodman夹层单元模型模拟既非完全连续又非完全光滑的接触状态。Goodman模型是由Goodman等人最先提出的用于模拟岩体节理的一种特殊单元,将它运用于夹层即为夹层单元。夹层单元由两个面组成,两个面之间假想由无数微小弹簧连接,单元厚度假定为0,每片接触面有4个结点,一个单元共有八个结点,是一种二维单元。对于设防水层的情况,实际施工中防水层的厚度在2~5mm之间,一般约为3mm。由于防水层的厚度很薄,有的学者将其简化为一种接触条件来处理,黄晓明[15]和黄卫[16]等人在对设有防水层的钢桥桥面铺装层进行力学分析时,同样采用了无厚度的Goodman夹层单元来模拟防水层的作用,夹层单元与相邻的夹层单元或铺装体单元之间,只有结点处有力的联系。张占军等人在文献[11]里在计算水泥混凝土桥沥青混凝土铺装结构的层间剪应力时考虑了防水层厚度。胡长顺[17]等人在利用有限元法对有裂缝夹层的旧水泥混凝土路面沥青加铺层进行力学计算时,对有一定厚度的夹层直接使用三维等参元划分单元,而对于土工织物这一类的无厚度夹层,则根据薄膜问题的物理方程与几何方程推导4结点矩形单元,建立单元刚度矩阵,进行力学分析。

总之,如何模拟层间接触状况,特别是如何考虑防水层的影响,是建立合理有限元模型的一个关键问题,是研究铺装层结构设计理论的一个重点。要采取理论计算与试验分析相结合的方法,将计算结果与试验和实测结果相对比,寻找一种与结构实际受力吻合的模型。

桥面铺装层是一种特殊的路面结构,如何合理简化荷载模型,以及如何进行横向和纵向布载,也直接关系到计算结果的精确程度。文献[8,10,11]中在计算剪应力时参照路面设计中的荷载模型,荷载参数为BZZ-100,p=0.7MP,δ=10.65cm,水平荷载与垂直荷载同时考虑。黄晓明在文献[15]中,则对不同的桥跨截面在横向不同位置进行布载,找出最不利的荷位。只有将桥梁结构分析和路面理论结合起来,才能较好的解决这一问题。

4.2 另外需要研究的一个重要问题是,桥梁在荷载作用下产生挠度及其它形变,这些因素对铺装层的力学特性有何影响,如何考虑这些影响,这也是桥面铺装不同于一般复合路面的一个方面。目前,国内还没有专门针对这方面的讨论。

合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面入手,正确的理论基础是根本,合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比,较好的解决如上述的接触模型、荷载简化等问题,搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下,加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上,确定关键因素,提出控制指标并建立相应的破坏准则,为设计提供依据,要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。

5. 小结

本文对钢筋混凝土桥柔性桥面铺装的早期病害及其原因进行了分析与研究,总结了当前国内桥面铺装结构分析的主要方法,提出了用有限元分析需要注意的一些问题,指出了今后主要的研究方向。当务之急是加快对沥青混凝土桥面铺装的进一步研究,以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数,为桥面铺装的设计提供指导;同时,加强对各铺装层材料的材料性能指标和测试技术的研究,开发适应桥面破坏机理的新材料;另外,还要改进铺装技术及提高施工质量,保证设计模型的准确性,从根本上解决桥面铺装早期损坏问题。

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