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1、学习情境8桥面系及附属工程施工 学习情境8桥面系及附属工程施工 学习目标 1 叙述桥面系和附属结构类型与构造 2 叙述桥面系和附属结构设计的方法 3 叙述桥面系施工的方法和要求 4 叙述附属工程施工的方法和要求 5 说明桥面系及附属工程施工质量检测评定基本要求 实测项目 外观鉴定要求 任务描述 本学习情境分解为7个学习任务 每个学生应沿着如下流程进行学习 认知桥面系和桥梁附属结构 叙述桥面系和附属结构的施工顺序 叙述桥面系和附属结构的施工控制 知道桥面系和附属结构常见问题及处理方法 任务1认识桥面系 桥面部分通常包括桥面铺装 防水和排水设施 伸缩装置 人行道 或安全带 缘石 栏杆和灯柱等构造
2、图8 1 1 桥面部分虽然不是主要承重结构 但它对桥梁功能的正常发挥 对主要承重构件的保护 对车辆行人的安全以及桥梁的美观而言都十分重要 任务1认识桥面系 图8 1 1桥面一般构造图 任务1认识桥面系 任务1认识桥面系 1 桥面铺装特点 桥面铺装也称行车道板铺装 是桥梁结构的一个重要组成部分 其作用是保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮胎的直接磨耗 防止主梁遭受雨水的侵蚀 并能对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用 减少车轮对桥梁结构的冲击力 改善行车条件 延长桥梁使用寿命 因此 要求桥面铺装具有抗车辙 行车舒适 抗滑 不适水和刚度好 与桥面板一起作用时 等特点 2 桥面铺装常见类型 1 水
3、泥混凝土桥面铺装铺装层的混凝土强度等级不低于C40 铺装厚度不小于80mm 铺设时要求有较好的密实度 避免二次成型 为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性 能起联系各主梁共同受力的作用 铺装层内还应配置直径不小于8mm 间距不大于100mm的双向钢筋网 钢筋网顺桥向和横桥向每米长度截面面积均不小于500mm2 水泥混凝土桥面铺装应符合 公路水泥混凝土路面设计规范 JTGD40 2011 有关规定 2 沥青混凝土桥面铺装由粘结层 防水层及沥青表面层组成 高速公路 一级公路的沥青混凝土铺装层厚度通常为70 80mm 必要时可增至100mm 二级及二级以下公路通常为50 80mm 沥青铺装应按照 公
4、路沥青路面设计规范 JTGD50 2006 有关规定办理 沥青混凝土铺装的重量较小 维修养护方便 铺筑后几小时就能通车运营 行车舒适 但容易老化和变形 受温度影响较大 2 桥面铺装常见类型 水泥混凝土桥面铺装 沥青混凝土桥面铺装 二 桥面排水 对于跨越公路 铁路 通航河流的桥梁以及城市桥梁 为保证桥下行车行人安全及公共卫生的需要 应像建筑物那样设置封闭式的排水系统 排水系统主要由设置桥面纵横坡及一定数量的泄水管等组成 泄水管材料一般采用铸铁 钢材 钢筋混凝土及塑料 聚氯乙烯PVC或聚乙烯PE 等 而塑料管以其优越的性能在当前工程中得到越来越广泛的使用 梁式桥上常用的泄水管设置在行车道的边缘处
5、离缘石的距离为0 10 0 50m 见图8 1 2 桥面水流入泄水管后直接向下排放 对于不设人行道的小桥 可以直接在行车道两侧的安全带或缘石上预留横向孔道 用铁管或竹管将水排出桥外 管口要伸出桥20 30mm以便滴水 但这种做法因孔道坡度较缓易于阻塞 二 桥面排水 三 人行道 栏杆 位于城镇和近郊的桥梁均应设置人行道 其宽度和高度应根据行人的交通流量和周围环境来确定 人行道的宽度为0 75m或1m 当宽度要求大于1m时 按0 5m的倍数增加 人行道顶面应做成倾向桥面1 1 5 的排水横坡 城市桥梁人行道顶面可铺彩砖 以增加美观 此外 人行道在桥面断缝处必须做伸缩缝 人行道的构造形式多种多样 按
6、施工的方法不同 可分为就地浇筑式 预制装配式 部分装配和部分现浇的混合式 二 三 四级公路上的特大 大 中桥可设置栏杆和安全带 也可采用将栏杆和安全带有机结合的安全护栏 高速公路 一级公路上的桥梁则必须设置护栏 三 人行道 栏杆 一 人行道与安全带人多 人行道0 75米 0 5米的倍数人少 安全带 0 25 0 5米高度 0 25 0 4米做法 现浇 与桥面连成整体预制 做成配件 现场组合安装 1 人行道 1 人行道 栏杆高度 0 8 1 2米 按规范计算水平力做法 全预制安装浇栏杆柱 预制安装扶手灯柱一般均为预制安装 2 栏杆 灯柱 作用封闭沿线两側的作用具有吸收碰撞能量的作用种类刚性护拦半
7、刚性护拦柔性护拦 3 护栏 3 护栏 3 护栏 3 护栏 四 伸缩缝 桥梁伸缩装置的主要作用是适应桥梁上部结构在气温变化 活载作用 混凝土收缩与徐变等因素的影响下变形的需要 并保证车辆平稳通过桥面 为保证在气温变化 混凝土收缩与徐变 以及荷载作用等因素影响下 桥跨结构能够按静力图式自由地变形 并保证车辆平稳通过 应在两相邻梁端之间 梁端与桥台背墙之间设置伸缩缝 并在伸缩缝处设置伸缩装置 在伸缩缝附近的栏杆 人行道等结构也应断开 以满足梁体的自由变形 桥梁伸缩装置直接暴露在大气中 承受车辆 人群荷载的反复作用 很小的缺陷和不足 就会引起跳车等不良现象 从而使其承受很大的冲击 甚至影响到桥梁结构本
8、身和通行者的生命安全 是桥梁结构中最易损坏又较难修缮的部位 在设计与施工过程中 应给予足够的重视 1 对伸缩缝的要求 1 能够满足桥梁自由伸缩的要求 保证有足够的伸缩量 2 伸缩装置牢固可靠 与桥梁结构连为整体 抗冲击 经久耐用 3 桥面平坦 行驶性良好 车辆驶过时应平顺 无突跳和噪音 4 具有能够安全防水和排水的构造 有效防止雨水渗入 5 能有效防止垃圾渗入阻塞 对于敞露式的伸缩缝要便于检查和清除缝下沟槽的污物 6 构造简单 施工 安装方便 且养护 修理与更换方便 7 经济价廉 2 伸缩缝类型 1 U型锌铁皮伸缩缝2 钢板式伸缩缝3 橡胶伸缩缝 1 U型锌铁皮伸缩缝 这种伸缩缝以U形锌铁皮作
9、为跨缝材料 锌铁皮分上 下两层 上层的弯曲部分开凿梅花眼 其上设置石棉纤维垫绳 然后用沥青胶填塞 当桥面伸缩时 锌铁皮可随之变形 下层锌铁皮可将渗下的雨水沿桥横向排出桥外 采用相应的措施 该种伸缩缝还可以很好地配合桥面连续 2 钢板式伸缩缝 用一块厚度约为10mm的钢板搭在断缝上 钢板的一侧焊在锚固于铺装层混凝土内的角钢1上 另一侧可沿着对面的角钢2自由滑动 这种伸缩缝所能适应的变形量在40 60mm以上 但由于一侧固死 车辆驶过时 往往由于拍击作用而使结构破坏 大大影响了伸缩缝的使用寿命 为此 可借助螺杆弹簧装置来固定滑动钢板 以消除不利的拍击作用 并减小车辆荷载的冲击影响 3 橡胶伸缩缝
10、橡胶伸缩缝采用各种断面形状的橡胶带 或板 作为嵌缝材料 由于橡胶 一般为氯丁橡胶 既富有弹性 又易于胶帖 并且能满足变形要求和具备防水功能 施工及养护维修也很方便 型钢伸缩缝 梳齿板伸缩缝 模数式伸缩缝 五 桥梁支座 支座是位于桥梁上部结构和下部结构之间的传力装置 它的作用是 传递上部结构的支承反力 包括恒载和活载引起的竖向力和水平力 保证结构在活载 温度变化 混凝土收缩和徐变等因素作用下发生一定的变形 以使上 下部结构的实际受力情况符合结构的静力计算图示 五 桥梁支座 1 桥梁支座布置 按照静力图式 简支梁桥应在每跨的一端设置固定支座 另一端设置活动支座 悬臂梁桥的锚固跨也应在一侧设置固定支
11、座 另一侧设置活动支座 多孔悬臂梁桥挂梁的支座布置与简支梁同 连续梁桥一般在每联中的一个桥墩 或桥台 上设置固定支座 其余墩台上一般设活动支座 此外 悬臂梁桥和连续梁桥在某些特殊情况下支座需要传递竖向拉力时 尚应设置也能承受拉力的支座 支座的作用 传递上部结构的各种荷载 适应温度 收缩徐变等因素产生的位移 按受力特性分为 固定支座 活动支座 竖向力 支座布置 简支梁桥一般一端采用固定支座 一端采用活动支座 连续梁一般每一联中的一个桥墩设固定支座 支座的设置应有利于墩台传递水平力 水平力 竖向力 五 桥梁支座 2 桥梁支座常见类型 桥梁支座分类形式很多 按功能分为固定支座和活动支座按支座采用的材
12、料分 梁桥的支座有钢支座 橡胶支座 钢筋混凝土支座及简易油毛毡支座等类型按支座外形 橡胶支座又可分为板式支座 盆式支座和球型支座等 按支座能否承受拉力或是否具有减震功能又可分为普通支座 拉压支座和减震支座 支座的类型和构造 支座通常用钢 橡胶等材料来制造主要类型有 简易支座 弧形钢板支座 橡胶支座 板式橡胶支座盆式橡胶支座 应根据桥梁结构的跨径 支点反力的大小 梁体的变形程度等因素来选取支座类型 中小跨度公路桥一般采用板式橡胶支座 大跨度连续梁桥一般采用盆式橡胶支座 铁路桥采用钢支座 采用几层油毛毡 几毡几油 或石棉制成 压实后的厚度不小于1cm 可用于跨径小于10m的板梁桥 1 简易支座 2
13、 钢支座 1 弧形钢支座 适用范围 跨径10 20m构造特点 由上下垫板所组成 下垫板顶面切剥成圆柱体 固定支座需在上垫板上做齿槽 或销孔 在下垫板上焊以齿板 或销钉 安装后使齿板嵌入齿槽 或销钉伸入销孔 以保证上下垫板之间不发生相对水平位移 板式橡胶支座有矩形和圆形 支座的橡胶材料以氯丁橡胶为主 也可采用天然橡胶 氯丁橡胶一般用于最低气温不超过 250C的地区 天然橡胶用于 300C 400C的地区 根据试验分析 橡胶压缩弹性模量E 容许压应力 和容许剪切角 tgr 的数值 均与支座的形状系数S有关 橡胶支座 3 板式橡胶支座 4 盆式橡胶支座 盆式橡胶支座是钢构件与橡胶组合而成的新型桥梁支
14、座 具有承载能力大 水平位移量大 转动灵活等特点 适用于支座承载力为1000KN以上的大跨径桥梁 盆式橡胶支座分固定支座与活动支座 活动盆式橡胶支座由上支座板 聚四氟乙烯板 承压橡胶块 橡胶密封圈 中间支座板 钢紧箍圈 下支座板以及上下支座连接板组成 组合上 中支座板构造或利用上下支座连接板即可形成固定支座 六 桥头搭板 基于高等级公路的特殊要求 为了使车辆平稳 高速地通过桥涵构造物 改善桥头跳车情况 在桥台台背设置桥头搭板是防止跳车的重要措施之一 为车辆从柔性的路堤到刚性的桥台之间提供了一个良好的过渡段 任务3桥面铺装施工 一 桥面铺装施工顺序 通常情况 施工顺序如下 测量放样 铺装厚度检查
15、 凿除超高梁面 桥面清理清洗 钢筋安装 模板安装 浇注混凝土 混凝土养生 桥面铺装施工 水泥砼桥面铺装钢筋网 桥面铺装施工 钢筋网与标准带 桥面铺装施工 砼浇注 桥面铺装施工 水泥砼抹平收光 桥面铺装施工 水泥砼铺装 二 桥面铺装施工控制 1 施工程序均应符合 公路桥涵施工技术规范 JTJF50 2011 的有关规定 2 沥青混凝土的配合比设计 铺筑 碾压等施工程序 应符合现行 公路沥青路面施工技术规范 JTJF40 2004 的有关规定 3 水泥混凝土的施工程序 应符合现行 公路水泥混凝土路面施工技术细则 JTG TF30 2014的有关规定 4 钢纤维水泥混凝土桥面铺装 除应按 公路桥涵施
16、工技术规范 JTJF50 2011 关规定执行外 宜符合现行中国工程建设标准化协会标准 钢纤维混凝土结构设计与施工规程 CECS38 的规定 5 特大桥桥面铺装应按专门设计施工 任务4桥面防排水施工 钢筋混凝土结构不宜经受时而湿润时而干晒的气候的交替作用 湿润后的水分如接着因严寒而结冰 则更有害 因为渗入混凝土孔隙内的水分 在结冰时体积会增大 在反复冻融下会导致混凝土发生破坏 而且 水分侵袭也会使钢筋锈蚀 因此 为防止雨水滞积于桥面并渗入梁体而影响桥梁的耐久性 除在桥面铺装内设置防水层外 还应使桥上的雨水迅速排出桥外 一 桥面横坡设置 三种设置形式 1 对于板桥或就地浇筑的肋板式梁桥 为节省铺装材料并减小恒载重力 可以将墩台顶部做成倾斜 横坡直接设在墩台顶部 而使桥梁上部构造形成双向倾斜 此时 铺装层在整个桥宽上做成等厚 2 在装配肋板式梁桥中 为使主梁构造简单 架设与拼装方便 通常横坡不再设在墩台顶部 而直接设在行车道板上 先铺设一层厚度变化的混凝土三角垫层形成双向倾斜 再铺设等厚的铺装层 3 在比较宽的桥梁 或城市桥梁 中 用三角垫层设置横坡 将使混凝土用量和恒载重力增加太多 为此
