高速公路大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝施工技術(shù)及應(yīng)用

王震

摘 要：俗話說，世界橋梁看中國，足以見得我國在橋梁建造方面的成就。隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，橋梁建設(shè)已經(jīng)成為我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)，各式各樣的橋梁設(shè)計(jì)相繼出現(xiàn)，以滿足不同地區(qū)的需求。與此同時(shí)，人們對(duì)于出行的安全性能要求越來越高，為更好地保障這一需求，設(shè)計(jì)師們對(duì)大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝的施工以及技術(shù)有一定的研究，保證質(zhì)量。鋼橋面鋪裝一直以來都是橋梁建設(shè)的重難點(diǎn)，我國通常采用的是扁平鋼箱梁，但這種橋面承載能力并不是很好，通過對(duì)國內(nèi)外的各種建橋技術(shù)的研究，在此技術(shù)上進(jìn)行了鋼橋面鋪裝研究。本文將主要介紹鋼橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以及在設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中需要注意的使用點(diǎn)，探索鋼橋面鋪裝施工技術(shù)要點(diǎn)以及應(yīng)用，幫助橋梁設(shè)計(jì)提高質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大跨徑橋梁;鋼橋面鋪裝;設(shè)計(jì)要點(diǎn);施工技術(shù);應(yīng)用

0 引言

橋梁作為城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)之一，主要是幫助車輛和行人通行的建筑物，在城市的交通網(wǎng)中起著重要的作用。對(duì)于一些大江或者大海等不容易通過的地方都需要搭建橋梁進(jìn)行連接。經(jīng)過長時(shí)間的研究表明，大跨徑橋梁是最佳搭建的橋梁之一，它憑借其跨度大、結(jié)構(gòu)構(gòu)造強(qiáng)、施工速度快、抗震能力強(qiáng)、自重輕等特點(diǎn)[1]，已經(jīng)成為當(dāng)下跨海跨河建設(shè)的首選之一，當(dāng)前，我國很多的沿海城市、山區(qū)地區(qū)都在建設(shè)大跨徑橋梁。鋼橋面鋪裝是橋梁建設(shè)中的一個(gè)重要組成部分，也是橋梁行車系統(tǒng)中的重要組成部分，鋼橋面鋪裝的材料有一定的講究，需要為行車的安全和舒適性提供一定的安全性能提供保障，作為大跨徑鋼橋的關(guān)鍵技術(shù)之一，鋼橋面鋪裝的施工技術(shù)十分重要。

1 鋼橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

我國修建高速公路大跨徑鋼橋已經(jīng)有很長的歷史，鋼橋面鋪裝一直以來都是我國橋梁建設(shè)的重難點(diǎn)，通常鋼橋面鋪裝都是選用的是環(huán)氧瀝青、瀝青瑪蹄脂碎石混合料和澆筑式瀝青混凝土鋪裝材料進(jìn)行鋪設(shè)，相比較普通的瀝青它的力學(xué)性能更強(qiáng)，鋪裝層主要采用的是密集配高彈性SMA，在不斷的探究和改進(jìn)的過程中，對(duì)于鋪裝材料進(jìn)行了改良。從建造初期的橋面薄的問題到現(xiàn)在的逐漸改進(jìn)，已經(jīng)從鋼橋面的各個(gè)方面進(jìn)行了考量。

橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)主要是由除銹層、防腐層、防水層、粘接層、粘附層、緩沖層、磨耗層組成，它們之間能夠?yàn)殇摪宓膴A層體提供更加可靠的粘黏性能，保護(hù)鋼板，避免腐蝕，提高抗滑構(gòu)造以及平整度，在實(shí)際的鋪裝過程中，可以通過某種材料獲取幾種功能，或者一個(gè)功能能進(jìn)一步的由幾層材料共同承擔(dān)。橋面鋪裝對(duì)于材料的使用要求也較為嚴(yán)格，鋪裝所使用的材料需要具有一定的抗車轍性能、低溫抗裂性能、材料之間需要具有高強(qiáng)度的粘黏性能還需要具備充分的抗滑能力，因此，對(duì)于材料的選擇需要充分考慮到。

2 鋼橋面鋪裝常用材料

當(dāng)前，我國大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝主要是選用以下三種材料進(jìn)行：環(huán)氧瀝青、瀝青瑪蹄脂碎石混合料（簡稱SMA）和澆筑式瀝青混凝土。

2.1 環(huán)氧瀝青

環(huán)氧瀝青是一種由環(huán)氧樹脂、固化劑與基質(zhì)瀝青經(jīng)復(fù)雜的化學(xué)改性所得的混合物，它的力學(xué)性能較強(qiáng)，在路用上使用性能較好，但是也存在一定的缺陷，比如性價(jià)比不高，后期的養(yǎng)護(hù)期較長，在施工過程中應(yīng)當(dāng)保證環(huán)境必須在高溫下進(jìn)行，高溫時(shí)不容易被氧化，具有較好的穩(wěn)定性，固化之后的穩(wěn)定度通常在63.6/kN [2]，抗裂性也較好。目前已經(jīng)在我國的南京長江二橋等橋梁上得到相應(yīng)的使用。

2.2 瀝青瑪蹄脂碎石混合料

瀝青瑪蹄脂碎石混合料主要是由高含量的粗集料、礦粉、低含量的中間粒徑顆粒組合而成的密實(shí)結(jié)構(gòu)性瀝青，具有較高的穩(wěn)定性、柔韌性以及耐久性，固化之后的穩(wěn)定度通常在11.3/kN 。我國首次使用瀝青瑪蹄脂碎石混合料是建設(shè)首都機(jī)場(chǎng)高速公路。

2.3 澆筑式瀝青混凝土

澆筑式瀝青混凝土主要是指在高溫作用下形成的一種不需要碾壓的一種瀝青混合物，它的整體性好，具有較高的防水性能，后期維護(hù)量小。使用壽命通常在20年以上，與普通的瀝青材料相比較有一定的優(yōu)越性。目前已經(jīng)投入了大量的工程使用，比如：重慶朝天門大橋和南京長江四橋等。

3 鋼橋面鋪裝施工技術(shù)要點(diǎn)及應(yīng)用

橋面鋪裝的整體性能和使用壽命是設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)初需要考慮的首要問題，為了解決這些問題，需要對(duì)橋面鋪裝的類型進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，分析瀝青路面的承載能力，由于該項(xiàng)技術(shù)目前在國內(nèi)還處于摸索完善階段，仍在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際，結(jié)合國內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn)，通過研究與試驗(yàn)進(jìn)行施工。在進(jìn)行相應(yīng)的方案改進(jìn)，通過設(shè)計(jì)原理尋求最好的解決方案。

在設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)師首先需要考慮的問題就是鋼橋的受力點(diǎn)，為整個(gè)建設(shè)工程提供安全保障，針對(duì)鋪裝層需要選擇具有較好抗溫性的材料進(jìn)行鋪裝，在高溫環(huán)境下車輛行駛的過程中，鋪裝層需要具備抗車轍;中等溫度環(huán)境下需要具有一定的抗疲勞性能;低溫環(huán)境下，鋪裝面需要具備防止路面開裂的性能。因此，對(duì)于鋪裝材料的選擇非常嚴(yán)格，首先需要考慮的因素就是各種溫度下的抗溫性。鋼橋面鋪裝過程中，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)之間的粘黏性能也有較高的要求標(biāo)準(zhǔn)，要求無論是高溫還是低溫都應(yīng)當(dāng)具備良好的粘黏性，不會(huì)受溫度的影響產(chǎn)生鋼體本身滑落或者移動(dòng)。鋪設(shè)面的瀝青選擇也非常重要，選擇的瀝青需要有抗滑性、耐久性、使用壽命長、后期維護(hù)方便等，能夠滿足基本的鋪設(shè)條件的同時(shí)還要有良好的連接性能，保證橋體的穩(wěn)定[3]。

鋼橋面鋪裝施工流程一般包含以下幾點(diǎn)：準(zhǔn)備材料、目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、試驗(yàn)段鋪筑、調(diào)試設(shè)備、噴砂除銹、防腐涂裝、噴灑防水粘結(jié)、鋪裝路面鋪設(shè)隔離帶、鋪設(shè)瀝青混合料、碾壓成型、接縫處理、噴灑粘結(jié)層、接縫處理、后期養(yǎng)護(hù)。在施工開始之前需要檢查鋪裝面是否干凈，如有其他的殘?jiān)酃负退?，?yīng)當(dāng)及時(shí)清理，保證鋪裝面的清潔度在Sa2.5級(jí)，粗糙程度在Rz60-140 μm之間[4]。在鋪裝面噴涂的過程中可以使用高壓無氣噴涂法，對(duì)于邊緣噴涂不到的地方可以采取刷涂法進(jìn)行，噴涂層應(yīng)保持均勻，避免出現(xiàn)氣泡、龜裂等現(xiàn)象。施工之前需要對(duì)施工路面時(shí)間進(jìn)行確認(rèn)，保證在晴朗的天氣進(jìn)行，防止風(fēng)向或者其他污染源對(duì)施工的影響。

在對(duì)橋面進(jìn)行噴灑結(jié)層時(shí)對(duì)于用量的選擇也有一定的標(biāo)準(zhǔn)，噴灑區(qū)邊緣保持橫平豎直，嚴(yán)格噴灑，對(duì)于噴灑出界的地方可以用木鏟進(jìn)行相應(yīng)的處理，盡量不要破壞鋪裝橋面的防腐涂層。在鋪設(shè)過程中，嚴(yán)禁運(yùn)料車輛在粘結(jié)層形勢(shì)，避免造成對(duì)粘結(jié)層的破壞。鋪設(shè)完成之后需要對(duì)鋪設(shè)的路面進(jìn)行碾壓，主要過程分為初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)環(huán)節(jié)，初壓和終壓的溫度也有一定的標(biāo)準(zhǔn)，通常保持在82℃和65℃，具體的碾壓時(shí)間根據(jù)鋪設(shè)的程度來看，可以做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

當(dāng)前大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝施工應(yīng)用主要有以下幾座橋梁：湛江海灣大橋、廣州東沙大橋、虎門大橋、廣州珠海黃埔大橋以及上海長江橋隧。

4 結(jié)語

我國橋梁施工技術(shù)及管理能力雖已在世界上名列前茅，但仍然有許多需要改進(jìn)的地方和需要學(xué)習(xí)的技術(shù)。并且在我國多地如西藏的雪山地區(qū)、云貴高原的高海拔地區(qū)，這些地區(qū)的橋梁施工仍然是具有世界級(jí)難度的，仍然需要我國學(xué)者不懈努力。本文主要簡要介紹鋼橋面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及實(shí)施過程中的各個(gè)設(shè)計(jì)需要注意的點(diǎn)，探索鋼橋面鋪裝施工技術(shù)要點(diǎn)以及應(yīng)用，以期為各界學(xué)者提高橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭學(xué)理，王敏.超高性能混凝土在大跨度鐵路橋梁鋼橋面鋪裝中的應(yīng)用[J].世界橋梁，2020，48（2）：79-83.

[2]莫恩華.研究大跨徑橋梁鋼橋面的鋪裝設(shè)計(jì)[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2019，15（11）：134-135+159.

[3]馮超，謝科.大跨徑連續(xù)鋼箱梁鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（3）：218-220.

[4]聶文，張順先，陳搏，等.南沙大橋鋼橋面鋪裝過程的精細(xì)化管理應(yīng)用[J].科技和產(chǎn)業(yè)，2020，30（1）：166-170.