桥梁铺装层全寿命研究
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摘要
桥面铺装层是桥梁附属设施中一个重要的构件,其使用寿命短一直是困扰桥梁养护管理部门的一个难点。影响桥面铺装层使用性能的因素多种多样,不但有设计、施工和养护方面的因素,而且还存在一些环境、人为的因素,使得桥面铺装层在桥梁运营后破坏、维修反复发生。因此开展桥面铺装层的全寿命研究很有必要。
本文作为交通部西部交通建设科技项目“桥梁工程全寿命设计理论与方法研究”(2004 318 822 25)的一个组成部分。以既有桥梁的桥面铺装层使用现状统计资料为基础,分析了各种类型桥面铺装层的主要破坏形式及其主要损伤原因,同时利用结构分析软件,对桥面铺装层建立空间模型模拟其受力作用过程,分析影响桥面铺装层受力大小的主要因素以及各因素与铺装层受力大小之间的关系;按照桥面铺装层所处环境的不同,以华南地区预制T、箱梁和现浇梁的桥面铺装层正常使用寿命统计数据为例,通过回归分析建立该类型桥面铺装层的正常使用寿命预测模型;从桥面铺装层全寿命的角度出发,在施工、设计等方面对铺装层的耐久性、可修性和可换性设计提出要实施的措施和注意事项,最后给出铺装层的一些施工和养护方法。
研究表明:桥面铺装层破坏的主要形式有裂缝、坑槽、局部严重损坏以及沥青砼经常出现的拥抱、车辙等,引起这些破坏的主要因素有桥梁结构本身受力特征、桥面铺装层自身结构类型(材料、厚度、配筋率等)、外界环境以及桥面铺装施工、养护水平等;加强桥面铺装层与主梁之间的粘结强度、保持桥面铺装层适当厚度和含筋率(砼桥面铺装)是延长桥面铺装层使用寿命的重要措施;各种类型桥梁桥面铺装层的正常使用寿命预测模型可以采用曲线方程来模拟。
Bridge deck pavement is a important pavement structure of bridge’s appurtenant works, and the shorting using life is always a difficulty which puzzles bridge workers. Factors affecting the using of bridge deck pavement is diverse, they not only relate with the steps such as the design, construction and maintenance, but also relate with the circumstance, factors caused by man. Therefore, bridge deck pavements present dilapidation repeatedly after bridges opened to traffic,the rules and criterions existed of bridge deck pavement can not satisfy the needs of design, construction and safe using,all these demand make the study on life circle of bridge deck pavements immediately.
This paper is the important ingredient of”Bridgework Life Circle Design Theory And Method Study”,which belongs to Nation west traffic construction science and technology item.Basing on the statistic datum existed of bridge deck pavements,analyze the main failure modes and its main causes to damage on different styles of bridge,at the same time,through the big calculation soffware,establish the space models to simulate the course of mechanics of bridge deck pavements,analyze the main factors which affect the bridge deck pavement’s mechanics and the relations between them;according to the atmospheric circulation circumstances of bridge deck pavements, take the statistic datum of using life of prefabricated T-beam、box girders and casting girder in region of HUA-NAN as examples to returning analysis,establishing the life prediction model of this style bridge;Starting from the life circle of deck pavements,putting forward the implementing measure and the matters needing attention for the designing of durability, repairability and commutativity in constuction、designing and so on and giving some constructions and maintenance methods finally.
The results shows:the shapes of damage to the bridge deck pavement have crack、pit slot、local severity damage and the phenomena of embrace、track of asphalt concret and etc, the main causes leading to these damages are diverse,such as the fators of mechanics charcteristic of structural bridge、the style of structions of bridge deck pavements themselves、the atmospheric airculation circumstances and the level of construction、maintenance;shear broken is the main style of damage to the bridge deck pavements,intensifying the bond strengh between the pavement is a effective way to prolong the using life of bridge deck pavements;the thickness of brige deck pavement、the modulus of pavement material and the braking force of vehicles are the main factors which affecting the mechanics of bridge deck pavements;the predicted models of using life of all kinds of bridge can take curve to simulate.
本文作为交通部西部交通建设科技项目“桥梁工程全寿命设计理论与方法研究”(2004 318 822 25)的一个组成部分。以既有桥梁的桥面铺装层使用现状统计资料为基础,分析了各种类型桥面铺装层的主要破坏形式及其主要损伤原因,同时利用结构分析软件,对桥面铺装层建立空间模型模拟其受力作用过程,分析影响桥面铺装层受力大小的主要因素以及各因素与铺装层受力大小之间的关系;按照桥面铺装层所处环境的不同,以华南地区预制T、箱梁和现浇梁的桥面铺装层正常使用寿命统计数据为例,通过回归分析建立该类型桥面铺装层的正常使用寿命预测模型;从桥面铺装层全寿命的角度出发,在施工、设计等方面对铺装层的耐久性、可修性和可换性设计提出要实施的措施和注意事项,最后给出铺装层的一些施工和养护方法。
研究表明:桥面铺装层破坏的主要形式有裂缝、坑槽、局部严重损坏以及沥青砼经常出现的拥抱、车辙等,引起这些破坏的主要因素有桥梁结构本身受力特征、桥面铺装层自身结构类型(材料、厚度、配筋率等)、外界环境以及桥面铺装施工、养护水平等;加强桥面铺装层与主梁之间的粘结强度、保持桥面铺装层适当厚度和含筋率(砼桥面铺装)是延长桥面铺装层使用寿命的重要措施;各种类型桥梁桥面铺装层的正常使用寿命预测模型可以采用曲线方程来模拟。
Bridge deck pavement is a important pavement structure of bridge’s appurtenant works, and the shorting using life is always a difficulty which puzzles bridge workers. Factors affecting the using of bridge deck pavement is diverse, they not only relate with the steps such as the design, construction and maintenance, but also relate with the circumstance, factors caused by man. Therefore, bridge deck pavements present dilapidation repeatedly after bridges opened to traffic,the rules and criterions existed of bridge deck pavement can not satisfy the needs of design, construction and safe using,all these demand make the study on life circle of bridge deck pavements immediately.
This paper is the important ingredient of”Bridgework Life Circle Design Theory And Method Study”,which belongs to Nation west traffic construction science and technology item.Basing on the statistic datum existed of bridge deck pavements,analyze the main failure modes and its main causes to damage on different styles of bridge,at the same time,through the big calculation soffware,establish the space models to simulate the course of mechanics of bridge deck pavements,analyze the main factors which affect the bridge deck pavement’s mechanics and the relations between them;according to the atmospheric circulation circumstances of bridge deck pavements, take the statistic datum of using life of prefabricated T-beam、box girders and casting girder in region of HUA-NAN as examples to returning analysis,establishing the life prediction model of this style bridge;Starting from the life circle of deck pavements,putting forward the implementing measure and the matters needing attention for the designing of durability, repairability and commutativity in constuction、designing and so on and giving some constructions and maintenance methods finally.
The results shows:the shapes of damage to the bridge deck pavement have crack、pit slot、local severity damage and the phenomena of embrace、track of asphalt concret and etc, the main causes leading to these damages are diverse,such as the fators of mechanics charcteristic of structural bridge、the style of structions of bridge deck pavements themselves、the atmospheric airculation circumstances and the level of construction、maintenance;shear broken is the main style of damage to the bridge deck pavements,intensifying the bond strengh between the pavement is a effective way to prolong the using life of bridge deck pavements;the thickness of brige deck pavement、the modulus of pavement material and the braking force of vehicles are the main factors which affecting the mechanics of bridge deck pavements;the predicted models of using life of all kinds of bridge can take curve to simulate.
引文
[1]中交公路规划设计院,同济大学,长安大学,《桥梁工程全寿命设计理论与方法研究》[R]研究大纲,2005
[2]西安桥梁调查资料汇总报告[R].长安大学.2005
[3]长安大学,《国内典型桥梁调查报告》[R],2005
[4]中交公路规划设计院,同济大学,长安大学,《桥梁全寿命设计现状综述》[R],2005
[5]金吉寅,冯郁芬,郭临义,《桥梁附属构造与支座》[M],北京:人民交通出版社,1991: 3-5
[6]钱振东,黄卫,茅荃,胡光伟.南京长江第二大桥钢桥面铺装层受力分析研究[J].公路交通科技,2001
[7]徐勤武.水泥混凝土桥梁桥面铺装计算分析和设计研究[J].长安大学
[8]卢正宇,梁超,张志宏.厦门海沧大桥钢桥面铺装[J].国外公路2000.2
[9]童乐伟,沈族炎.正交异性钢桥面板静力试验和有限元分析[J].同济大学学报1997.11
[10]徐军,陈忠延.正交异性钢桥面板结构分析[J].同济大学学报,1994.11
[11]方萍,何照益,周虎鑫正交异性钢桥面与沥青混凝土铺装的计算分析[J].1998.11
[12]黄云生等.钢纤维混凝土桥面铺装的应用研究[J].广东工业大学学报,1998年第2期
[13]李瑞生等.pp改性纤维混凝土在桥面铺装中的应用[J].东北公路,1999年第3期
[14]李洪涛等.浇注式沥青混凝土在日本桥面铺装上的应用[J].华东公路,1999年第3期
[15]王晓等.环氧沥青混凝土性能研究[J].华南大学学报,2001年第6期
[16]黄卫等.环氧沥青混凝土在大跨径钢桥面铺装中的应用[J].华南大学学报,2002年第5期
[17]郭伟坚等.改性沥青SMA在钢桥面铺装上的应用[J].广东公路交通,2002年第1期
[18]胡绪武等.钢筋网钢纤维混凝土在桥面工程中的应用[J].中国农村水利水电,003年第7期
[19]张彦民,王运华.浅谈开龚路黑河桥施工技术方案[J].中华素质教育.论坛广角,2005
[20]曾利文,殷建伟.石大桥钢桥面SMA摊铺压实探讨[J]
[21]蒲坚,任国旭.西江特大桥主桥钢纤维混凝土桥面铺装[J].湖南交通科技,2005
[22]刘可,郭波.佛开高速公路九江大桥桥面铺装方案和施工方法[J].中南公路工程,1997
[23]刘志峰.广东台山镇海湾大桥桥面系施工技术[J].广州大学学报,2004
[24]刘彪.沥青混凝士桥面铺装早期病客原因分析[J].科技情报开发与经济
[25]交通部公路科学研究所.公路桥梁承载能力检测评定规程[S]
[26]胡钊芳,上官兵,刘玉华.南城大桥桥面铺装可靠性分析[J].中国公路学报,2003
[27]高瑞,续书平,党利民.代县滹沱河大桥桥面修复施工技术[J].山西建筑,2002
[28]齐永华.浅谈狗河桥面铺装病害成因及整治[J].交通科技与经济,2004
[29]郝培义.茹庄水库大桥桥面铺装层病害原因及维修方案[J].山西交通科技,2005
[30]王晓明,王恩忠,张俊丰.凌源南大桥施工论述[J].辽宁交通科技,2004
[31]张洪军,辛晓慧.长春大街-惠工路高架桥桥面铺装防水混凝土防裂技术[J].吉林交通科技,2003
[32]刘建标,苏启科,宋运来.清远市新北江大桥桥面铺装层、肋腋板开裂、破损原因分析及加固设计实施[J].中国公路学报,2005
[33]王健红,何志奇.锦江水库大桥T构下挠加固处理[J].湖南交通科技,2001
[34]舒前军,王文胜.荷树栋大桥桥面裂缝成因分析及处理措施[J].南方冶金学院学报,
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[34]舒前军,王文胜.荷树栋大桥桥面裂缝成因分析及处理措施[J].南方冶金学院学报,