高墩大跨桥桥面铺装的研究分析

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。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。

桥面铺装在桥梁恒重中占有较大比例，因此在设计中应尽可能地减轻桥面铺装的质量，以提高梁的承载能力。

目前桥面铺装材料主要以改性沥青SMA混凝土、高温拌和浇筑时沥青混凝土和环氧沥青混凝土为主。

桥面铺装其功能主要功能表现于：1、保护主梁行车道板不受车辆轮胎的直接磨耗;2、分布车辆轮重等集中荷载，使主梁受力均匀;3、防止主梁遭受雨水的侵蚀。

2、桥面铺装的几点研究

目前桥面铺装的类型主要有以下几种形式：

1、普通水泥混凝土或沥青混凝土铺装：对于钢构桥，都采用沥青混凝土铺装。

2、防水混凝土铺装：当桥梁需要作适当的防水时，可在桥面板上铺筑8~10cm厚的防水混凝土作为铺装层。

3、具有贴式防水层的水泥混凝土或沥青混凝土铺装：在防水程度要求高或桥面在主梁受负弯矩作用处可以出现裂纹的桥梁上，通常在铺装层下设置贴式防水层。

大跨度桥梁混凝土收缩徐变对桥面铺装受力的影响分析：

混凝土收缩徐变使主梁的竖向挠度增大，由于铺装层与主梁粘合在一起，铺装层与主梁共同变形，铺装层的变形受到端部伸缩装置、主梁的粘结等的约束从而使铺装层受力。研究结果表明，混凝土的收缩徐变效应对铺装层产生的拉应力和剪应力不容忽略。

在铺装时，桥面伸缩缝设置是非常必要的，它可以保证桥跨结构在活载作用、混凝土收缩和徐变、温度变化等因素影响下按静力图式自由变形。伸缩缝横向设置在两主梁端之间以及梁端与桥台台背之间，对于多跨简支梁桥，在满足变形的条件下，尽可能只在两桥头的梁端与台背之间设置桥面伸缩缝，而中间梁端之间通常采用在桥面铺装中增设连接钢筋而做出桥面连续的形式，以减少伸缩缝数量使行车平顺、舒适并降低伸缩缝造价。

伸缩缝的构造要求：

1、在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，均能自由伸缩变形;

2、使车辆在设缝处能平顺通过;

3、具有能够安全排水和防水的构造、能防止雨水、垃圾泥土等杂物渗入造成阻塞;

4、施工和安装方便，其部件要有足够的强度，且应与桥面铺装部分牢靠连接;

5、对于敞露式伸缩缝要便于检查和清除缝下沟槽内污物;

6、在伸缩缝附近的栏杆或护栏结构应断开，以便相应的自由变形。

与普通路段沥青相比，桥面铺装层具有沥青铺装的层厚较小、受力体系较为复杂、使用环境恶劣、温度变化影响大等特点。在车荷载、梁体变形和环境因素等因素的不利组合共同作用下，主要产生两类病害：①铺装层内部可产生较大的剪应力，引起不确定破坏面的剪切变形、位移、剪切破坏，产生推移、拥包等车辙病害;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,或施工时碾压不密实或局部离析，表层裂缝或较大孔隙在车辆荷载动水压力及渗入水的作用下，产生面层松散和坑槽破坏等水损病害。

对钢筋砼简支梁板桥，支座安装不稳或垫块材料强度不高，造成个别梁板行车挠动，绞缝开裂甚至脱落。梁板侧向结合面处理不规范、绞缝质量差。梁板安装标高控制不精确，有些现浇梁板堆载预压不规范，实际沉降不均匀造成梁顶标高偏差过大，因而铺装层厚薄不一致，从而降低了梁板与铺装层的整体性强度。部分梁板顶部清理不彻底，使砼与沥青面层的结合层施工质量较差。面层沥青局部过薄、沥青混合料配合比控制不严、混合料离散性过大、现场摊铺碾压环节局部离析、碾压不密实。

对钢结构桥梁，沥青钢结构表面过于除锈不净，表面粘结层、桥面防水层抗拉、抗剪能力不足、面层沥青砼配合比本身存在问题等。

在设计施工阶段，应该注意以下几方面的研究：

1、在荷载取值方面：应根据当地交通量及轴载的调查合理确定设计荷载标准。大跨径柔性结构桥梁另因考虑风载、温度变化、防撞力、防震等因素。

2、在细部结构设计方面：对钢筋砼桥梁，对主梁纵向的计算分析与横向刚度并重，增加构造措施，使桥面铺装不分担了过多的次内力、受拉负弯矩。

3、优化沥青混凝土铺装的层间结构及控制技术指标设计：

对钢结构桥梁设计沥青铺装层可采用高性能的沥青混合料，如双层改性SMA、浇注式沥青砼、双层环氧沥青砼、浇注式沥青砼与SMA等。由于不同的面层对防水层、结合的要求不同，宜同步优选与防水层的最佳组合设计，如采用环氧富锌+环氧沥青，甲基丙烯酸类树脂等防水层。

4、加强关键阶段的针对性管养：如夏季对特殊路段采用多浇水喷淋、降低沥青表面温度。梅雨季节及时巡查、减少路段积水，及时清理路面泥砂等赃物，避免滑溜性污染。

5、加强特殊时期的治超工作，如最高、最低气温时节、梅雨季节等，对可能产生大量车辙破坏、水损破坏的时机进行专项管理。

3、结语

对于大桥，在满足桥下净高前提下，采用外形美观、造价低的预应力混凝土组合箱梁。对于桥墩较高的高架桥，考虑用大跨径箱梁跨过，对于较长的高架桥，上部采用先简支后连续刚构，因为这种桥型跨径变化范围较大，桥型美观，结构受力性能好，对地形的适应性较强;下部根据地形、跨径，墩高的情况，采用实体墩、双柱墩、变截面、薄壁墩，重力式扩大基础。

在桥梁设计、施工以及运行中，高墩大跨桥的桥面铺装具有重要作用。桥面铺装工艺、材料的选择，对桥梁的造价，耐久性及使用的舒适性有很大关联。

合理的高墩大跨桥桥面铺装的选取，使得项目在造价上减少，在通车过程中实现良性循环，从而为人们出行提供方便，拉动经济的发展。

参考文献：

[1] 颜春水，混凝土桥面铺装裂缝成因及防治措施，特别报道.

[2] 李振义，李强，钢桥桥面铺装脱层破坏的分析，河北工程技术高等专科学校学报，2010，(04).