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摘要：桥梁是我国现代化建设的重要基础设施，由于反复承受着车轮的磨损、冲击，遭受暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、冻融等自然因素的侵蚀破坏，特别是我国交通量和重型汽车的不断增加，有些建筑材料的性质衰变，以及由于设计和施工留下的一些缺陷，必然造成道路桥梁使用功能和行车服务质量的日趋退化、不适应，甚至中断交通。本文根据作者多年工作经验，对钢结构桥面铺装裂缝原因进行了分析，并提出了相关的防裂措施。
关键词：钢结构；桥面铺装；防裂技术
1、引言
金昌路工程地处杭州市拱墅区北部康桥镇内，呈东西走向，起点桩号K0+000.000，终点桩号K1+460.000，全长1460m。跨京杭运河主桥采用一跨跨径为130m复式钢箱提篮拱桥，结构体系为中承式刚构无绞拱，拱脚与基础固结，正交异性钢桥面与拱肋固结。主桥拱肋横桥向共设4片拱肋，其中主拱肋2片，为铅直布置，拱肋横向间距34m；副拱肋2片，内倾17.5°。主、副拱肋拱顶横向间距3.0m，拱脚横向间距13.247m，间距在竖直面内线性加宽。主副拱肋间设钢箱横撑连接，全桥共设置11对共22根横撑。拱轴曲线在铅直面内投影均为二次抛物线，拱肋矢高均为32.5m，矢跨比为1/4。
2、钢结构主桥桥面系设计概况
主桥桥面系采用纵横梁体系，正交异性桥面板构造。
2.1纵梁构造
纵梁横桥向对应主拱肋位置布置，全桥布置2 道，采用焊接钢箱截面。纵梁高度为2400mm，宽度为2200mm，与主拱肋同宽。每道纵梁根据设计需要及制造、运输条件，划分为13个节段。标准节段长度10m，拱梁交接处及梁端部设特殊节段。标准节段纵梁上下翼板、腹板厚均为14mm。为满足板件局部稳定的需要，纵梁设有水平加劲肋，加劲肋采用“I”形板肋，间距400、440mm布置。纵梁顺桥向间距2.5m设置横隔板，与吊索对应位置设有锚固构造。非吊索区标准隔板厚度14mm。纵梁吊索锚固区，采用与拱上相同的吊索锚固方式。其中，耳板厚度28mm，高度650mm，耳板上设置加劲板肋。对应吊索中心线处纵梁设置加强隔板，板厚14mm。钢材材质Q370qD。
2.2横梁构造
全桥横梁共设三种类型（HL1～HL3）：标准横梁、端横梁、拱肋处横梁。横梁采用钢板梁构造，为三跨连续梁结构，横梁布置间距为2.5m。为了便于钢结构制造和安装，每道横梁分为3段进行制造和运输，分别为（机动车道）主横梁、两侧（人行非机动车道）悬臂托架横梁。机动车道标准主横梁为焊接工字形截面，横梁总长度24.48m，梁高1752～1943mm，梁顶设1.5%横坡。横梁上翼缘板宽300mm，厚14mm；下翼缘板宽500mm，厚28mm。横梁腹板厚14mm，间距1000～1900mm设置竖向一对加劲肋。机动车道拱肋处横梁为焊接槽形截面。横梁底板全宽5500mm，厚14mm。设三道腹板，板厚14mm，腹板顶设翼缘板，板宽700mm；底板与腹板上设置水平加劲肋、竖向隔板。水平加劲肋采用“I”形板肋，间距400、440mm布置；竖向隔板布置间距1200～1900mm，板厚12mm。
梁端设置端横梁，横梁采用焊接工字形截面，与标准横梁构造相近。悬臂托架横梁为焊接倒T 形板梁，横梁长度与桥面外轮廓尺寸相适应，由主桥跨中的11075mm 渐变至梁端的8125mm。托架腹板变高度，由772mm 渐变至2370mm，板厚14mm。底板宽度330nm，板厚14mm。托架上设圆孔以便于过桥管线通过，与副拱肋对应处托架腹板处设置竖向加劲肋。钢材材质Q370qD。
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2.3桥面板
桥面板为正交异性板构造，配合桥面系的制造划分为车行道板和托架处面板。桥面板厚14mm，车行道和非机动车道桥面板采用U 形加劲肋，加劲肋厚度8mm，高度280mm，布置间距不大于600mm；人行道桥面板下设置I形板肋，布置间距330mm。
3、钢结构桥面铺装裂缝产生原因分析
3.1干缩裂缝
混凝土干缩裂缝属于早期裂缝，它的产生很大程度上是由于养护的影响最大。一方面，混凝土干缩随环境相对湿度的增加而减小，较高的湿度对防止混凝土干缩有利：另一方面，不同环境温度对应于一个临界相对湿度，如果养护不良，环境湿度低于相应温度下的临界湿度，就会在混凝土表面产生大量的干缩裂缝。
3.2温度裂缝
温度裂缝主要是指低温缩裂，当铺装层表面的温度下降时，由于整个铺装体系的降温需要一个过程，会在铺装结构内产生温度梯度。面层遇降温而收缩的趋势，会受到其下部桥面板的约束而产生拉应力，开始时由于沥青混合料的劲度相对较低，这个拉应力较小，但是随着进一步的降温，混合料的劲度增加，从而伴随了收缩趋势的进一步增强，导致拉应力超过沥青混凝土相应条件的抗拉强度，便产生开裂。由于铺装层的纵向尺寸远大于横向，低温收缩时侧向约束不大，故这种开裂一般为横向间隔性裂缝，严重时才发展为纵向裂缝。
3.3疲劳开裂
疲劳开裂是指铺装层在正常使用情况下，由行车荷载的多次反复作用引起的铺装层的开裂破坏，是桥面铺装的主要破坏类型。桥面铺装层在荷载作用下会产生裂缝，特别是箱梁，桥面板的变形使纵向肋、横隔梁等刚性较大的部位与桥面板连接处成为高应力区，并在这些位置处的铺装层内产生较大的负弯矩，即这些位置处的铺装层表面是拉应力（拉应变）集中区，因此桥面铺装的疲劳开裂出现在铺装层表面，然后逐渐向底面发展。铺装层的疲劳开裂不仅直接影响到路面的路用性能，而且对于桥面板也有不利的影响。铺装层的开裂破坏，为雨水侵蚀桥面板提供了途径，钢筋的锈蚀会直接影响桥梁功能。因此，必须控制桥面铺装的疲劳开裂，即使发生开裂破坏，也要及时进行修复。
4、钢结构桥面铺装防裂措施分析
4.1严把原材料质量关，各类粗细骨料必须分批检验，各项指标合格后方可使用，混凝土配料时砂子应过筛，石料也应认真进行筛分试验，拌合时各种衡器应保持准确，以保证混凝土质量。
4.2为使桥面铺装混凝土与行车道板紧密结合成整体，在进行梁板预制时其顶面必须拉毛，一般应垂直跨径方向划槽，槽深0.5～1.0cm横贯全宽，每延米10～15道，在绑扎桥面钢筋网之前必须用钢丝刷清除梁顶结合面上的浮浆，用空压机吹净，冲洗干净，以保证梁板与桥面铺装的结合。在浇筑桥面混凝土之前必须严格按设计重新布设钢筋网，以保证钢筋网上下保护层，从而减少裂缝。
4.3在进行桥梁上、下部结构施工时要严格控制标高，以保证桥面铺装层的厚度。 钢桥面布设10×10cm间距剪力钉，剪力钉与混凝土防裂钢筋网片有效固结。混凝土内掺70kg/m3钢纤维，在浇筑桥面混凝土时振捣要充分，保证密实，初凝前要按规范拉毛，切割伸缩缝，并对面层进行喷砂防滑处理，以保证桥面摩擦系数。
4.4水泥混凝土桥面铺装施工完成后必须及时覆盖和养生，并须在混凝土达到设计强度之后才能开放交通。
5、结束语
桥梁铺装的施工质量，直接关系到桥梁的寿命和行车安全，因此，施工过程中必须严加控制，确保施工质量。
参考文献：
[1]潘寿东，熊必章，闻水多，《系杆钢架拱桥钢结构安装、桥面铺装及承台拉杆施工技术》，铁道建筑技术Railway Construction Technology，2013年12期；
[2]孔庄，《泉州田安大桥钢结构桥面铺装施工技术》，城市道桥与防洪Urban Roads Bridges & Flood Control，2013年11期；
论文作者:齐路峰
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第22期
论文发表时间:2018/2/26
标签：桥面论文; 横梁论文; 间距论文; 混凝土论文; 裂缝论文; 腹板论文; 钢结构论文; 《建筑科技》2017年第22期论文;