黄文龙
中国联合工程公司 浙江滨江 310000
摘要：自交通部发行《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》以来，政府大力推进钢结构产业供给侧改革，使得我国钢桥建设的得以加速发展，由于钢结构桥梁具有强度高，刚度大的特点，相对于混凝土桥可减小梁高和自重，而且钢桥还具有施工便捷、对环境影响小等优势特点，被普遍应用于大跨径桥梁及工期受限的工程建设领域。但是在我国钢桥现阶段运营过程中，由于桥面铺装受力模式较为复杂，常规的几种铺装形式均出现了不同程度的病害，迫切需要寻求适宜于桥梁结构特点、交通情况及当地气候条件的新型钢桥铺装材料，使之满足桥梁的正常使用要求。
关键词：钢桥铺装；问题；修复方案
在我国的大跨径桥梁建设进入到快速发展的阶段，正交异性钢箱梁结构显示出其特有的优势，在桥梁运营中不仅要关注钢桥的抗疲劳问题、后期养护问题，更应该关注和分析现阶段钢桥桥面铺装工程中存在的高温车辙、横向推挤、开裂等病害问题，采用科学有效的钢桥铺装材料和技术，以避免钢桥面铺装运营时较早出现病害，提升高速行车的安全性和舒适性，延长钢桥面板的使用寿命。
一、钢桥桥面铺装的特点分析
钢箱梁桥面铺装受到汽车荷载、温度荷载等的影响，难免较早地出现一些铺装病害，如：高温车辙、横向推挤、开裂等，然而，它相较于一般的沥青铺装或水泥混凝土桥面铺装来说，有其自身的特点，具体表现为以下方面：
1、钢桥面铺装是处于动态的变形基础之上，它与水泥混凝土桥面或叠合梁桥面不同之处在于钢桥面铺装没有刚性底板支撑。
2、钢桥面铺装在主梁纵、横向加劲肋的结构形式下，局部区域会在正常使用过程中产生负弯矩，使桥面铺装层表面呈弯拉状态，即出现倒置的受力状态。
3、大跨径钢桥会受到自然气候条件的影响而振动，其自身的变形、位移、扭转等都会较大地影响铺装层的使用状态。
4、钢桥的桥跨结构受到季节性温度变化的影响比混凝土桥梁更大，即钢桥在温度应力作用下产生较大的铺装层变形。同时，钢桥铺装的变形破损等病害还会严重地影响交通和行车安全，也增大了钢桥结构维修的难度。
5、钢箱梁的顶板较易生锈，这就要求钢桥结构铺装层的防水施工技术更加严格。
总体来说，钢桥桥面铺装相较于常规的桥梁铺装而言，对使用过程中环境的要求更高，受力条件也更为复杂多变，尤其是大跨径钢结构桥梁，必须选取性能较优的钢桥桥面铺装材料，在满足强度及变形的条件下严格控制钢桥面铺装层的结构厚度，尽可能减小桥梁的二期恒载。
钢桥铺装的典型结构有：反应性树脂做防水层的铺装结构、浇注式沥青混凝土做防水层的铺装结构、改性沥青类防水层的铺装结构和环氧沥青混凝土铺装结构。
二、现阶段钢桥铺装存在的主要病害问题
目前，钢桥尤其是大跨径钢桥的桥面铺装在运营过程中，存在以下几种常见的病害现象：1）结构性破坏形成的裂缝，如疲劳开裂、粘结层失效或脱层、温差作用下开裂等，2）功能性破坏形成的裂缝，如车辙、横向推挤、隆胀等。
三、某钢桥桥面铺装问题分析
某大桥全长1385米，主桥是大跨径钢结构悬索桥，桥面铺装上层采用浇注式沥青混凝土铺装，设计厚度为47mm，表面最大粒径小于14mm，铺装与钢桥面板之间设置有3mm的橡胶沥青防水层，下层为薄层溶剂型粘结剂。该桥梁桥面铺装工程施工进入到夏季的高温季节，其沥青面层出现较为明显的塑性变形，并有形成车辙的趋势，沥青面层也出现了纵横向的裂缝，纵缝的位置处于辙中间，横缝的位置处于两条纵缝之间及横隔梁的顶部。
对于这些钢桥铺装施工的病害问题，要采用切实有效的铺装施工技术和性能优良的材料，以实现对钢桥桥面的修复和处置。具体来说，其施工方案主要为：先对出现结构性破坏的钢桥桥面的裂缝铺装层进行清理，再依循“涂布BOSTIC防水层——涂布橡胶沥青粘结层——铺筑浇注式沥青混合料”的施工步骤，对钢桥桥面进行铺装修复施工，并在大桥两端入口处设置相应的超载控制措施，同时开展全面修复措施。
1、调查分析钢桥桥面病害问题
经过调查和初期抽检，发现钢桥铺装的主要破损形式为纵横向的裂缝，它们出现于行车道两侧轮迹带至U型肋与横隔板相交处范围内，并随着时间的推移，桥面铺装便出现了网状的裂缝。还表现为高温车辙的破损形式，显现出钢桥铺装表面明显的塑性变形，并有材料离析的趋势。另外，还呈现出钢桥桥面铺装层出现局部撕裂滑移的趋势，网状裂缝向轮迹带两侧进行扩散，由此可见铺装与钢桥面板之间缺乏必要的粘结力。
2、采用钢桥面铺装局部修复措施
根据对该桥钢桥面铺装的病害的具体情况进行分析，可以采用如下几种局部修复铺装结构方案，如下表所示：
其中：浇注式沥青混合料是经过优化改良之后的新型浇注式沥青混合料，以环氧沥青混合料为试件前提进行试验和操作。在上述方案之中，主要是综合动稳定度、低温弯曲应变、粘结强度、复合结构疲劳等试验进行分析，以获悉和掌握不同修复方案的使用性能和效果。其主要的技术相关指标如下所示：
3、开展车辙试验
针对浇注式沥青混合料高温稳定性不足的问题和病害，可以采用高温车辙试验，根据钢桥桥面铺装的实测温度分析不同方案的高温稳定性及抗车辙变形能力，以增强修复方案的安全性。
4、开展极限弯曲试验
考虑钢桥“浇注+环氧”双层复合结构，可以按照50mm、60mm的不同高度加以控制，通过极限弯曲试验，采用正交异性钢桥面板形式，使铺装表面出现较大的负弯矩，并将环氧沥青混合料填充于铺装上层，以有效地增强该双层复合结构的整体强度。
5、开展拉拔试验
可以通过开展拉拔试验检验粘结层与钢桥面板及铺装层之间的粘结性能，粘结层统一采用环氧沥青粘结层，以此获得比原有的浇注式铺装结构形式具有更强的粘结性能。
参考文献：
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[3]冯啸天.高强高韧性混凝土钢桥面铺装体系力学特性分析 [D]. 湖南大学. 2012
[4]王勇.钢桥面环氧沥青混凝土铺装的方案研究 [D]. 华南理工大学. 2010
论文作者:黄文龙
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第18期
论文发表时间:2018/1/30
标签：桥面论文; 钢桥论文; 沥青论文; 病害论文; 结构论文; 车辙论文; 桥梁论文; 《建筑科技》2017年第18期论文;