第二章 桥面系与支座,本章内容,第一节 桥面布置与构造 第二节 桥梁附属设施与构造 第三节 桥面板的设计与计算 第四节 桥梁支座,第一节 桥面布置与构造,公路桥面构造包括行车道铺装、排水防水系统、人行道（或安全带）、路缘石、栏杆、灯柱、安全护栏和伸缩装置等一般公路桥梁的桥面构造如图2.1所示第二章 桥面系与支座,桥梁工程,,,桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,铁路桥面构造通常包括钢轨、护轨、轨枕、道碴、挡碴墙、泄水管、人行道、栏杆和钢轨伸缩调节器等，如图2.2所示铺设道碴的桥面称为道碴桥面（ballasted deck），钢桥桥面则一般不铺道碴，而将轨枕直接铺在纵梁上，称为明桥面（open deck）桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,,桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,铁路桥面—有碴道床 是指枕木及周围的道碴层道床两侧设挡碴墙 道床作用：减弱对桥的冲击；缓和列车的振动；防止枕木移位；将车轮集中荷载分布到梁顶面；调整轨底标高 挡碴墙作用：挡住道碴为使其不参与主梁的受力；沿纵向每隔3～4m，设横向断缝（包括其纵向钢筋），缝内填塞防水材料 单线铁路桥道碴槽宽不得小于3.9m（4.2或更大），枕木应高出挡碴墙顶面。
枕木底下厚度一般不得小于25cm，以适应机械化养护操作桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,,桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,铁路桥面—无碴道床：如整体道床 优点:轨道摆动小、行车安全性好；减少线路维修工作量 缺点:对梁体的徐变变形、下部结构的工后沉降要求严格一、桥面铺装 公路桥面铺装（也称行车道铺装，或称桥面保护层），是车轮直接作用的部分 桥面铺装（deck surfacing，wearing surface）的功能在于：防止车辆轮胎直接磨耗属于承重结构的行车道板（即主梁上翼缘），保护主梁免受雨水侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起到一定的扩散作用 桥面铺装材料，要求有一定的强度，不易开裂，并耐磨桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,行车道铺装有多种型式，如普通水泥混凝土、防水混凝土、沥青混凝土等水泥混凝土和沥青混凝土桥面铺装能满足各项要求，使用较为广泛水泥混凝土铺装的造价低，耐磨性能好，适合重载交通，但养生期长，日后修补比较麻烦沥青混凝土铺装重量较轻，维修养护方便，通车速度快，但易老化和变形桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,公路桥面铺装的结构型式宜与桥梁所在的公路路面相协调 高速公路和一级公路特大桥、大桥的桥面铺装宜采用沥青混凝土，厚度不宜小于70mm； 对二级及二级以下的公路桥梁，若采用沥青混凝土桥面铺装，其厚度不宜小于50mm。
桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,对水泥混凝土桥面铺装，其厚度（不含整平层和垫层）不宜小于80mm，混凝土强度等级不宜小于C40为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性（亦能起到联系各主梁共同受力的作用），应配置直径不小于φ8mm、间距不大于100mm的钢筋网桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,通常，桥面铺装不作为承重结构考虑，若在施工中能确保铺装层与行车道板紧密结合成整体，则一定厚度的水泥混凝土铺装层还可以计入在行车道板的厚度内并与行车道板共同受力 在铁路桥梁中，列车车轮直接与钢轨接触，故仅在梁顶设防水铺装层桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,公路桥面过去常用贴式防水层，其由两层防水卷材（如油毛毡）和三层黏结材（沥青胶砂）相间组合而成，一般厚1～2cm桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,铁路桥梁常用的防水层由两层石棉沥青中夹沥浸制麻布，其上再铺一层沥青混凝土保护层构成桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,桥面纵、横坡 桥面上设置纵坡，一方面有利于排水，另一方面，则是桥梁立面布置所必需 在平原地区的通航河流上建桥时，为满足桥下通航要求，需要抬高通航孔的桥面高程；在两岸，则需要将桥面尽快降至地面，以减少桥头引道土方量，缩短桥长，从而节省工程费用。
这样，就形成纵坡桥面的纵坡，一般都做成双向纵坡，并在桥中心（或主跨内）设置竖曲线桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,桥面纵、横坡 铁路桥梁的纵坡一般较小若纵坡大于10‰，就应采取构造措施 若是明桥面，则需增加防爬器，防止钢轨爬行对梁桥，固定支座应设在位于坡道下侧的端头，借使桥墩（台）顶帽凭借受压来抵抗纵向力桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,设置公路桥面横坡（lateral slope of deck，见下图）的目的，在于迅速排除雨水，防止或减少雨水对铺装层的渗透，从而保护行车道板，延长桥梁使用寿命桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,公路桥面的横坡，一般为1.5%～3％通常有三种设置型式 ①对于板桥（矩形板或空心板）或就地浇筑的肋板式梁桥，为节省铺装材料并减轻桥面恒载重力，可以将横坡直接设在墩台顶部，或通过调整支承垫石高度来形成横坡，而使桥梁上部结构形成双向倾斜，此时，铺装层在整个桥宽上做成等厚的，分别如图（a）、（c）所示桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,②在装配式肋板式梁桥中，为使主梁构造简单、架设和拼装方便，通常将横坡直接设在行车道板上先铺设一层厚度变化的混凝土三角形垫层，形成双向倾斜，再铺设等厚的混凝土铺装层，如图(b)所示。
桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,③对宽度较大的桥梁，用三角垫层设置横坡将使混凝土用量或桥面恒载重力增加太多为此，可将行车道板做成倾斜面而形成横坡，见图(d) 铁路桥面较窄，一般在道碴槽板顶部铺设厚度变化的水泥砂浆垫层，形成排水横坡，其上再铺设防水层桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,桥面排水系统 为防止雨水积滞于桥面并渗入梁体而影响桥的耐久性，除在桥面铺装内设置防水层外，还应使桥上的雨水被迅速引导排出桥外，为此需设计一个完整的排水系统 在桥面上除设置纵横坡排水外，常常需要设置一定数量的泄水管 铁路桥较窄，以横坡排水为主，道碴槽板上的雨水流向挡碴墙，沿挡碴墙汇流到横向泄水孔排出（参见下图）桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,当公路桥桥面纵坡大于2% ，而桥长小于50m时，一般能保证通过桥头引道排水，桥上就可不设泄水管此时，可在引道两侧设置流水槽，以免雨水冲刷引道路基 当桥面纵坡大于2% ，桥长大于50m时，就需要设置泄水管，一般每隔12～15m长度设置一个；当桥面纵坡小于2％时，泄水管就需要设置更密一些，一般每隔6～8m设置一个桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,泄水管的过水面积通常按每平方米桥面上不小于20~30mm2计。
泄水管可沿行车道两侧左右对称排列，也可交错排列，离路缘石的距离为0.20~0.50m桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,泄水管也可布置在人行道板下面，见右图； 桥面水通过设在缘石或人行道构件侧面的进水孔流向泄水孔，在泄水孔的三个周边设置相应的聚水槽，起到聚水、导流和拦截作用 为防止大块垃圾堵塞泄水道，在进水的入口处设置金属栅门桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,混凝土梁式桥采用的泄水管道有下列几种型式： 1.金属泄水管 如下图(a)适用于具有防水层的铺装结构，常见的是铸铁管 泄水管的内径一般为0.10~0.15m，管子下端应伸出行车道板底面以下0.15~0.20m，以防渗湿主梁梁肋表面桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,安装泄水管时，与防水层的边缘要紧夹在管子顶缘与泄水漏斗之间，以便防水层的渗水能通过漏斗上的过水孔流入管内 这种铸铁泄水管，使用效果好，但结构较为复杂根据具体情况，可以作简化改进，例如采用钢管和钢板的焊接构造等桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,2.钢筋混凝土泄水管 下图(b)所示为钢筋混凝土的泄水管构造，它适用于采用防水混凝土的铺装构造上 在制作时，可以将金属栅板直接作为钢筋混凝土管的端模板，并在栅板上焊上短钢筋锚固于混凝土中。
这种预制的泄水管构造比较简单，可以节省钢材桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,3.横向排水孔道 对于一些跨径不大、不设人行道的小桥，有时为了简化构造和节省材料，可以直接在行车道两侧的安全带或路缘石上预留横向孔道，用铁管或塑料管等将水排出桥外管口要伸出构件外0.02~0.03m以便滴水 这种做法虽简便，但因孔道坡度平缓，易于淤塞桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,4.封闭式排水系统 对于城市桥梁、立交桥及高速公路上的桥梁，应该避免泄水管挂在桥下，这样既影响桥的外观，又有碍公共卫生应设置完整封闭的排水系统，将排水管道沿墩台接至地面排水系统桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,桥梁伸缩装置,桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩和徐变等影响下将会发生伸缩变形 为满足结构按照设计的计算图式变形，同时桥面又能保证车辆平顺通过，就要在相邻两梁端之间，或梁端与桥台之间，或梁的铰接位置处(这些位置的梁体断缝称为伸缩缝，expansion joint)的桥面（公路桥是路面，铁路桥是钢轨）设置伸缩装置（expansion installation）桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,桥梁伸缩装置,以往习惯于笼统地称伸缩缝和伸缩装置为伸缩缝，容易引起误解，较为严格的定义是：伸缩缝指为适应材料胀缩变形对结构的影响，而在桥跨结构的两端设置的间隙；伸缩装置指为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的需要，在伸缩缝处设置的各种装置的总称。
桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,伸缩装置的构造应满足下列要求： ①能保证结构温度变化所引起的伸缩变形； ②装置本身及其与结构的连接牢固可靠； ③车辆驶过时应平顺、无突跳与噪声； ④可防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞； ⑤安装、检查、养护、清污均简易方便 需要强调的是，在设置伸缩装置处，栏杆与桥面铺装都需要断开桥梁工程,,第三节 桥梁伸缩装置,第二章 桥面系与支座,伸缩装置是桥梁的薄弱位置，因为微小的不平整就会使它承受较大的冲击作用，因此常常遭到损坏（主要表现为接缝处错台而导致桥面破坏和跳车，影响行车平稳性和舒适性）而需要养护、更换 例如，根据对我国13座大城市的556座公路和城市桥梁的调查结果，伸缩装置已破坏的桥梁为271座，占被调查桥梁总数的48.7％桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,造成伸缩装置普遍破损的原因，除了交通流量增大、重型车辆增多（冲击作用明显增大）外，设计、施工和养护方面的失误也不容忽视 因此，对于伸缩装置的设计和构造处理绝不能简单行事 对于曲线桥或斜桥，除了纵向、竖向变形外，还存在横向、纵向及竖向相对错位，故选用的伸缩装置要有相应的变位适应能力桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,一、公路桥面伸缩装置 公路桥面的伸缩装置种类繁多，不断改进。
依据伸缩装置的传力方式及其构造特点，可以把它们分为四类，即充填式伸缩缝、钢板伸缩缝、橡胶伸缩缝和组合伸缩缝 选择伸缩缝类型时要考虑桥梁的伸缩量和车辆荷载、交通量和车速桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,充填式伸缩缝是指在结构预留的缝中填充能适应变形的材料而形成的伸缩缝，分为明缝和暗缝两种 暗缝式：适应于伸缩量小、桥面铺装为沥青混凝土的情况对于伸缩量小于5mm的，桥面铺装可以连续，在伸缩缝处锯缝，正常锯缝宽度为5mm左右，深度约为30-50mm，在锯缝内浇灌5-7mm的接缝材料伸缩量较大的可以将改性沥青材料直接平铺在桥梁接缝处，与前后的桥面铺装形成连续体 明缝式：直接在桥体的开缝处填充接缝材料桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,1.充填式伸缩缝,2．钢板伸缩缝 钢板伸缩缝是一种常用的伸缩缝，适应于中小伸缩量，常见的形式有滑板式和梳齿式 滑板式：是在缝间的加劲角钢上加设一块钢板，钢板的一端与角钢焊接另一端则搭设在另一侧的角钢上，它的最大缝宽可以达到101mm桥梁工程,,第二章 桥面系与支座,梳齿式：是由分别连接在相邻两个梁端的梳形钢板交错咬合而成下图为钢形板伸缩装置的构造示例，它是将钢板做成梳齿状，跨越伸缩缝间隙后，搭在另一端预埋钢板上，伸缩量达40mm以上。
这种装置结构本身刚度较大，抗冲击力强，因此在中、大跨桥梁中广泛采用其缺点是防水性稍差，影响使用效果，也较费钢材。