祁永利,徐治芹,趙發(fā)祥
(中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司,天津市 300074)
滕州市解放大橋橋面鋪裝設(shè)計
祁永利,徐治芹,趙發(fā)祥
(中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司,天津市 300074)
以滕州市解放大橋橋面鋪裝為研究對象,提出了橋面鋪裝設(shè)計要求、鋪裝結(jié)構(gòu)以及實施要點,有關(guān)經(jīng)驗可供相關(guān)專業(yè)人員參考。
鋼橋面鋪裝;技術(shù)要求;實施要點
解放大橋位于山東省滕州市,大橋全長405 m,其中主橋采用跨徑為40 m+36 m+34 m+175 m= 285 m的獨塔單索面混合梁斜拉橋。主橋主跨采用正交異性橋面板鋼箱梁,邊跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,鋼混結(jié)合段設(shè)置在主跨距主塔中線10.5 m位置,見圖1[1]。
經(jīng)過多年的研究與實踐,混凝土梁橋面鋪裝技術(shù)已經(jīng)十分成熟,但鋼箱梁橋面鋪裝的效果卻差強人意。我國已建成并投人使用的大跨徑鋼箱梁正交異性橋面板橋梁,大部分通車后不久即出現(xiàn)較為嚴(yán)重的疲勞開裂、高溫車轍、黏結(jié)層失效或脫層、橫向推移和擁包等病害,嚴(yán)重影響橋梁的使用。
解放大橋橋面鋪裝前,進行了專門的力學(xué)分析和試驗研究,并根據(jù)國內(nèi)外橋面鋪展技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用情況,結(jié)合大橋本身使用條件及氣候特征,提出了鋼橋面鋪裝設(shè)計要求,并設(shè)計了橋面鋪裝結(jié)構(gòu),見表1。
(1)追隨變形能力及抗疲勞開裂性能
鋼橋面鋪裝最常見的病害是開裂。交通荷載作用下,橋面鋪裝層(特別是在U型加勁肋頂部對應(yīng)的鋪裝表面)將產(chǎn)生反復(fù)彎曲應(yīng)力(應(yīng)變)而發(fā)生疲勞開裂。
(2)泌水性和水穩(wěn)定性
當(dāng)降水滲入到瀝青面層及瀝青層與橋面板之間時,會引起瀝青面層剝落、松散、推移等病害。對于鋼橋來說,降水下滲極易導(dǎo)致鋼板銹蝕。
(3)抗低溫開裂能力
滕州地區(qū)冬季寒冷,且橋梁通車后很快就會進入冬季。低溫天氣加上車輛荷載作用,橋面鋪裝容易產(chǎn)生低溫開裂。隨著雨雪的滲入,橋面結(jié)構(gòu)很容易遭到破壞。
(4)防水粘結(jié)層具有良好的粘結(jié)性
防水粘結(jié)層在荷載以及水的作用下,性能不發(fā)生或僅發(fā)生小衰變,保證瀝青鋪裝層與橋面板之間具有良好的粘結(jié)效果。
(5)高溫抗車轍性能
滕州地區(qū)年極端氣溫高,鋼橋面的儲熱作用使得瀝青鋪裝層的溫度顯著高于路面面層的溫度。橋面瀝青鋪裝層在高溫和交通荷載作用下具有較高的抗車轍性能,能有效防止或延緩瀝青鋪裝層車轍的出現(xiàn)。
(6)鋪裝層施工應(yīng)適應(yīng)橋區(qū)氣候環(huán)境
橋面鋪裝施工期間環(huán)境溫度高、溫差大,加上降水的影響,會給精細化的橋面鋪裝施工帶來很大影響。橋面鋪裝材料及施工工藝應(yīng)該適應(yīng)橋區(qū)環(huán)境氣候,能夠在一定的溫度、濕度范圍內(nèi)正常實施。
(1)鋼橋行車道橋面鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(見表2)
鋪裝前應(yīng)對鋼橋面進行噴砂除銹處理,要求鋼橋面噴砂除銹清潔度達到Sa2.5級。為保證防腐層與鋼橋面的附著力,要求鋼橋面板噴砂除銹后粗糙度達到50~100μm。
防水粘結(jié)層采用甲基丙烯酸樹脂防水材料體系。該體系由防腐底漆、甲基丙烯酸樹脂高分子防水涂料、二階反應(yīng)性粘結(jié)劑構(gòu)成。甲基丙烯酸樹脂對橋面防水、防腐起保護作用,并承接鋪裝層,起粘結(jié)作用。該材料最大的特點除了具有較好的防腐性、密水性和粘結(jié)效果之外,還具有優(yōu)良的柔韌性,在正交異型鋼橋面板上,能很好的適應(yīng)其結(jié)構(gòu)特性,在荷載反復(fù)作用下性能不發(fā)生衰變。
圖1 鋼箱梁斷面圖(單位:mm)
表1 橋區(qū)主要氣象特征表
表2 鋼橋面鋪裝方案
鋪裝下層采用孔隙率小于1%的澆筑式瀝青混凝土(GA10)。該混合料結(jié)構(gòu)形式為完全懸浮型,細集料多,瀝青含量高,在高溫下經(jīng)特殊攪拌工藝拌制后,混合料呈現(xiàn)自流狀態(tài)?;旌狭峡孔灾亓鲃幼饔茫纬擅軐嵅煌杆匿佈b層,具有良好的抗疲勞性和耐久性。
鋪裝上層采用改性瀝青SMA10,具有良好的高溫穩(wěn)定性、抗滑性能、低溫抗裂性、平整度、抗疲勞性能等,而且空隙率小、水穩(wěn)性好。
為了增強結(jié)合力,在GA10與SMA10鋪裝層之間灑布改性乳化瀝青。
面層鋪裝與其它結(jié)構(gòu)物的結(jié)合部位,采用熱灌瀝青進行密封。鋪裝下層、防水粘結(jié)層以及填縫料等,構(gòu)成了該橋橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的防排水系統(tǒng)。
(2)混凝土橋行車道橋面鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(見表3)
表3 混凝土橋面鋪裝方案
鋪裝面層采用高彈體改性瀝青SMA10,鋪裝下層采用澆筑式瀝青混凝土GA10,防水粘結(jié)層采用溶劑型粘結(jié)劑防水體系。
混凝土板表面經(jīng)過打砂之后,在其表面涂刷溶劑型粘結(jié)劑,一方面可以防止毛細水(汽)的上遷,阻止路表或結(jié)構(gòu)層間水(鹽)份下滲,另一方面,可以增強防水材料與橋面板之間的粘結(jié)效果。
(3)鋼混搭接部位的處理
鋼和混凝土的彈性模量相差較大,連接處容易出現(xiàn)較大的彎拉應(yīng)力,從而引起橋面鋪裝的開裂。因此,橋面鋪裝施工完成后,在鋼混交接處,將鋪裝層切出一條寬1cm的橫向貫通縫,并灌填高彈性瀝青。
4.1施工前準(zhǔn)備
施工前應(yīng)準(zhǔn)備好機械設(shè)備、試驗檢測設(shè)備、鋪裝材料及完成現(xiàn)場配比設(shè)計、試驗拌和與取樣性能試驗、原材料性能檢驗及詳細的施工組織設(shè)計。所有計量設(shè)備都需進行校核。
4.2施工要點
(1)噴砂前,檢查鋼橋面板的外觀,用清潔劑或溶劑清洗鋼橋面板表面的油、油脂、鹽分及其它臟污,用高壓清水清潔,直至無油污、塵垢為止。
(2)噴砂溫度應(yīng)高于露點3℃,相對濕度不大于85%。
(3)基體溫度高于露點,防腐底漆噴涂環(huán)境溫度:-20℃~50℃。
(4)改性瀝青均須經(jīng)過試加工,并進行性能檢測合格后,方可在橋面鋪裝施工過程中按標(biāo)準(zhǔn)的加工工藝加工改性瀝青。
(5)改性瀝青加工后,應(yīng)以每一施工日取樣1~2次,進行針入度、軟化點、延度等關(guān)鍵指標(biāo)的試驗檢測。
(6)澆筑式瀝青混合料拌合過程中應(yīng)充分注意礦粉添加,瀝青用量及出料溫度的控制。
(7)運至現(xiàn)場的澆筑式瀝青混合料應(yīng)進行劉埃爾流動性試驗,符合設(shè)計要求后,方可攤鋪。
(8)SMA混合料拌和過程中應(yīng)充分注意礦粉摻加、纖維摻加,瀝青用量及出料溫度控制。拌制好的混合料貯存時間不得超過4 h。
(9)SMA混合料攤鋪時,應(yīng)避免攤鋪機長時間停機待料。攤鋪最低溫度為160℃。
(10)在橋面鋪裝施工中,盡可能不設(shè)置施工縫(單向一次成型)。若遇特殊情況,需設(shè)置施工橫縫時,橫縫設(shè)置位置應(yīng)在橫梁間隔約1/4處,面層應(yīng)設(shè)置在另一邊約1/4處。上下層橫縫錯開1.5 m以上。
4.3交通開放
在面層SMA施工完并清理干凈后,行車道鋪裝表面層壓實3 d后可開放2 t以下輕型交通,5 d后正式開放交通。
(1)以前期試驗研究和使用條件分析為基礎(chǔ),結(jié)合橋區(qū)特殊的氣候特征,提出了解放大橋鋼橋面鋪裝方案。
(2)鋼橋面鋪裝防水粘結(jié)層采用甲基丙烯酸樹脂防水材料體系,鋪裝下層采用澆筑式瀝青混凝土GA10,鋪裝上層采用改性瀝青SMA10,上下層之間灑布改性乳化瀝青。
混凝土橋面鋪裝面層采用高彈體改性瀝青SMA10,鋪裝下層采用澆筑式瀝青混凝土GA10,防水粘結(jié)層采用溶劑型粘結(jié)劑防水體系。
橋面鋪裝施工完成后,在鋼混交接處,將鋪裝層切出一條寬1 cm的橫向貫通縫,并灌填高彈性瀝青。
(3)滕州市解放大橋橋面鋪裝與2012年9月施工完成,并順利通過驗收,至今已運營三年有余,使用情況良好。
[1]中國市政工程華北設(shè)計研究總院.滕州市橋梁工程解放路大橋施工圖設(shè)計[Z].2009.
[2]黃衛(wèi).大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設(shè)計[J].土木工程學(xué)報,2007(9): 65-77.
[3]伍朝暉,楊睿,王民,等.重慶朝天門長江大橋鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計[J].四川建筑科學(xué)研究,2010(8):72-74.
[4]潘友強,郭忠印.大跨徑連續(xù)鋼箱梁鋼橋面鋪裝設(shè)計同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)[J].2013(6):840-847.
南京地鐵4號線有望于2016年10月試運營
貫穿主城的南京地鐵4號線,有望于2016年10月開通試運營。目前4號線一期新建的18座車站中,17座車站已完成主體結(jié)構(gòu)施工,31條盾構(gòu)隧道已基本貫通,高架區(qū)間也已貫通,這也意味著,南京地鐵4號線全線基本貫通。
4號線是一條東西走向的線路,從龍江一直延伸到仙林,全長約33.8 km,設(shè)18座車站,分別為龍江站、南藝·二師·草場門站、云南路站、鼓樓站、雞鳴寺站、九華山站、崗子村站、蔣王廟站、王家灣站、聚寶山站、蘇寧總部·徐莊站、金馬路站、匯通路站、靈山站、東流站、孟北站、樺墅站、仙林湖站。2015年3月底,地鐵4號線首列列車“阿紫”正式交付,目前,已經(jīng)有11輛“阿紫”列車正在新建的青龍車輛段進行車輛信號調(diào)試工作。
4號線被稱為“換乘之王”,建成后可和多條線路進行換乘:與1號線在鼓樓站、與2號線在金馬路站、與3號線在雞鳴寺站、與5號線在云南路站、與6號線在崗子村站、與7號線在南藝·二師·草場門站、與9號線在龍江站,都可實現(xiàn)換乘。
U448.22
B
1009-7716(2016)02-0114-03
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.02.030
2015-11-05
祁永利(1982-),男,河北滄州人,工程師,從事橋梁設(shè)計研究工作。