鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋪裝層組合結(jié)構(gòu)疲勞性能研究

趙 浩

（山東新匯建設集團有限公司，山東 東營 257091）

當今社會，我國建筑領域不斷發(fā)展，在建筑行業(yè)運用鋼結(jié)構(gòu)橋梁至關(guān)重要。該橋梁的構(gòu)件質(zhì)量比較輕，具備施工作業(yè)時間短的特征，進而被廣泛運用在我國的大跨度橋梁中。根據(jù)有關(guān)探究分析表明，由于鋼橋面板橋梁工程項目數(shù)量的逐步增加，需要使用橋梁鋪裝層方法。因此，加強鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋪裝層組合結(jié)構(gòu)疲勞性能研究具備現(xiàn)實方面的意義[1]。

1 鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋪裝層組合結(jié)構(gòu)概述

當前，鋼結(jié)構(gòu)橋梁在實際架設時十分方便，并且具備跨越水平比較大及自重非常輕等特征，被廣泛運用在我國的市政工程項目及跨越江海等工程項目中。

橋面鋪裝主要是在鋼梁的表層位置上覆蓋上相應的材料，進而更好地保護橋梁結(jié)構(gòu)，明確車輪的整體荷載及概況，與行車功能要求相滿足[2]。

因為鋼結(jié)構(gòu)存有比較大的變形情況，所以在對其橋面進行鋪裝的時候，經(jīng)常使用韌性程度比較好的瀝青混凝土。然而，瀝青混凝土及鋼板等建設材料在熱導性及膨脹性等方面存有的區(qū)別非常明顯，并且在行車荷載及溫度改變方面存有明顯的差異性。此時，鋪裝結(jié)構(gòu)非常容易出現(xiàn)變形情況，進而形成車轍、坑槽以及裂縫等。

針對此種現(xiàn)象，需要及時進行修補作業(yè)，避免出現(xiàn)交通擁堵，導致其經(jīng)濟效益方面的損失。因此，在當前的大型橋梁實際建設過程中，鋼結(jié)構(gòu)橋梁表層的材料耐久程度研究至關(guān)重要。

現(xiàn)階段，在對其面層進行鋪裝作業(yè)的時候，會使用3種方式，其一是澆筑方式，其二是環(huán)氧方式，其三是雙層SMA。

（1）對于雙層SMA瀝青混凝土而言，在夏天的時候，溫度比較高，和鋼板之間進行黏結(jié)的程度比較差，非常容易發(fā)生擁包或者是推移等現(xiàn)象，現(xiàn)代化社會中很少使用此方法與手段。

（2）對于澆筑方式的瀝青混凝土而言，其對鋼板的追從性比較高，并且擁有比較強的黏結(jié)性，但是在高溫穩(wěn)定方面依然存有許多的問題[3]。

（3）對于環(huán)氧瀝青混凝土而言，其具備高溫性能以及黏結(jié)強度等特征，擁有十分明顯的優(yōu)勢作用。但是，因為該施工工藝十分繁雜，并且很難進行控制，成本支出比較高，在鋼箱橋梁面的運用并不充分、全面。

2 鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋪裝層組合構(gòu)件的設計制備與試驗測試方法

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，在當前的我國建筑工程項目中，有關(guān)人員能夠把先進的科學技術(shù)充分運用其中，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設作業(yè)的可靠性及穩(wěn)定性。同時，制定試驗測試手段與方法的全面落實，將相應的措施及方法落到實處，這對促進我國相關(guān)領域的全面穩(wěn)定發(fā)展起著十分重要的作用。在這樣的情況下，需要實現(xiàn)組合構(gòu)件的良好設計，并且做好相應的制備作業(yè)，采取相應的試驗方法及手段。

2.1 組合構(gòu)件設計和制備

（1）在鋼結(jié)構(gòu)實際設計過程中，該試驗主要選擇的鋼板尺寸主要是550mm×150mm×14mm，在其面積方面需要設置相應的鋼筋網(wǎng)。與此同時，其對瀝青層成型起著十分重要的作用。在鋼板中進行剪力釘焊接作業(yè)的時候，需要將鋼筋網(wǎng)綁扎其中。根據(jù)設計尺寸情況進行加工作業(yè)，明確剪力釘?shù)膶嶋H高度，確定鋼筋網(wǎng)直徑情況。

（2）加強混凝土層的制備及設計作業(yè)。其試件需要放置在550mm×150mm×150mm的試驗磨具中，根據(jù)混凝土層的實際厚度情況，對混凝土進行澆筑，之后展開振搗作業(yè)，在抹平凝結(jié)之后進行脫模，根據(jù)有關(guān)標準將其養(yǎng)護28d。

（3）實現(xiàn)吸收層的制備及設計。在對應力吸收層進行鋪設作業(yè)以前，需要對混凝土層展開預處理作業(yè)，保障混凝土板的可靠性及清潔；保障土層的干燥性及清潔，保證其表層位置不會出現(xiàn)浮灰現(xiàn)象，避免應力吸收黏結(jié)層發(fā)生起皮的情況。使用新型瀝青材料，此類材料的黏性及彈性比較高，粒徑主要是9.5～13.2mm，之后展開碎石塊的預攪拌。

與此同時，需要保證其撒鋪的可靠性及穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)堆積現(xiàn)象。在對吸收層進行制備作業(yè)的時候，需要把瀝青材料直接加熱升溫到180℃，將其石料直接加熱到190℃；使用人工涂刷方法，保證其黏度情況；之后把碎石塊直接鋪撒在85%左右的面積，在實際鋪設完成之后進行碾壓作業(yè)。

（4）實現(xiàn)高彈性及高黏性SMA面層的制備及設計作業(yè)。在對其面層進行配合比設置的時候，需要選擇6.2%的油石比。在對其進行實際制備作業(yè)的時候，需要將溫度控制在180～190℃，而瀝青材料在經(jīng)過加熱作業(yè)以后，其溫度需要控制在165～175℃，將混合材料進行攪拌之后的溫度需要維持在175℃左右。使用車轍成型設備對混合材料展開碾壓作業(yè)，保證其成型，使用游標卡尺對其厚度情況進行測定，保障其原來的實際設計尺寸。

2.2 試驗方法

（1）對高溫可靠性及穩(wěn)定性等功能進行測試作業(yè)。結(jié)合鋪裝層組合結(jié)構(gòu)實際設計情況明確車轍試件，根據(jù)相應規(guī)定中的具體要求，對其穩(wěn)定程度進行測試作業(yè)。（2）做好層間抗剪情況進行測試作業(yè)。根據(jù)上述情況建設組合構(gòu)件，之后運用萬能測試設備，對構(gòu)件展開抗剪及拉拔等方面的試驗活動。拉拔性能測試如圖1所示，抗剪性能方面的測試如圖2所示。

圖1 構(gòu)件拉拔性能測試

圖2 構(gòu)件抗剪性能測試

3 高耐久鋼橋面鋪裝層組合結(jié)構(gòu)性能

隨著現(xiàn)代化社會的到來，我國建筑領域得以不斷發(fā)展。在這樣的實際發(fā)展新形勢下，在當前的建筑工程項目實際建設過程中，需要保證鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋪裝面層的耐久性及可靠性，保證其組合結(jié)構(gòu)多種性能的順利展開。經(jīng)過此種方法與措施，保證鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設作業(yè)的正常進行，有效提升其整體建設質(zhì)量及水平，這對促進我國相關(guān)領域的健康可持續(xù)發(fā)展起著不可忽視的作用。

3.1 鋪裝組合結(jié)構(gòu)的高溫穩(wěn)定性

對當前的橋面鋪裝層而言，如若其高溫可靠性及穩(wěn)定性需要提高，非常容易出現(xiàn)車轍現(xiàn)象。其鋼板導熱性能比較高，在夏天溫度比較高的現(xiàn)象之下，保證鋼橋面的高溫可靠性及穩(wěn)定性至關(guān)重要。在當前的鋼結(jié)構(gòu)中，高溫穩(wěn)定性顯著超過了普通的結(jié)構(gòu)[4]。這主要是因為該結(jié)構(gòu)下層的位置經(jīng)常使用韌性比較高的混凝土材料，其在高溫之下并不會出現(xiàn)變形現(xiàn)象。與此同時，也能夠在混凝土及鋼板之間產(chǎn)生對溫度進行隔絕的重要作用，讓其溫度明顯比雙層SMA結(jié)構(gòu)低。除此之外，經(jīng)常會使用彈性及黏性等都比較高的瀝青設備，這樣會加強其內(nèi)部的整體黏聚程度，因此該結(jié)構(gòu)所具備的高溫可靠性及穩(wěn)定性都得到了十分明顯的提高。對此，需要逐步提高鋪裝組合結(jié)構(gòu)的高溫可靠性及穩(wěn)定性，最終推動我國有關(guān)事業(yè)的全面穩(wěn)定發(fā)展。

3.2 鋪裝組合結(jié)構(gòu)的層間黏結(jié)性能

對于當前的防水黏結(jié)層而言，其作用主要是實現(xiàn)混凝土板及鋪裝層之間的良好黏結(jié)。該體系所具備的抗剪及抗拔等情況都會對鋪裝層實際的使用情況起到很大程度上的影響[5]。根據(jù)鋪裝層組合結(jié)構(gòu)溫度及浸水等方面的情況進行分析表明，對于其抗剪性及黏結(jié)性而言，該方案的強度降低并不明顯。由于瀝青材料在上層與下層之間的黏度非常大，水分并不會對防水黏結(jié)吸收層所具備的剝落水平起到很大程度上的影響，因此導致其性能沒有出現(xiàn)顯著降低。

在此方案中，在加入防水吸收層之后，各個層間出現(xiàn)了黏結(jié)現(xiàn)象，導致其抗剪性能逐步提高。因此，在實現(xiàn)下層和鋼板之間進行連接的前提下，為其提供充足的抗剪水平及能力，防止橋面出現(xiàn)擁包或者是推移等現(xiàn)象[6-7]。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)代化社會中，我國建筑事業(yè)快速發(fā)展，這使我國工程項目數(shù)量逐步增多。在這樣的新形勢下，在現(xiàn)階段的工程項目具體建設作業(yè)活動中，經(jīng)常使用鋼結(jié)構(gòu)，這樣能夠有效提高該工程項目整體建設質(zhì)量與實際成效。針對此種現(xiàn)象，需要加強對鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋪裝層組合結(jié)構(gòu)疲勞性能方面的研究與分析?；诖?，不斷提升其整體建設作業(yè)水平與能力，最終推動我國建筑行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。