混凝土桥面结构?
一、桥面铺装
1.桥面铺装又称车行道铺装,或桥面保护层。是车轮直接作用的部分。其作用是防止车辆轮胎直接磨损作为主梁组成部分的行车道板,防止主梁被雨水侵蚀,并在一定程度上分散车轮重量的集中荷载。
因此,桥面铺装要求抗车辙、行车舒适、抗滑、耐磨、低温抗裂、抗渗、刚性好。桥面铺装在桥梁恒载中占有相当大的比重,尤其是小跨径桥梁,应尽可能降低铺装质量。
2.桥面应设置纵、横坡,以利于雨水的迅速排除,防止或减少雨水渗入路面,从而保护桥面,延长桥梁的使用寿命。
桥面横坡通常双向设置,横坡可根据道路横坡取或增加5%。对于沥青或水泥混凝土路面,抛物线形横坡一般用于路面,而直坡用于人行道。
3、桥面铺装常采用各种类型如碎石、沥青表面处理、水泥混凝土和沥青混凝土铺装。水泥混凝土和沥青混凝土路面能满足各种要求,应用广泛。特别是高速公路和一级公路上的特大桥和桥梁的桥面铺装应采用沥青混凝土。
水泥混凝土路面耐磨性好,适合重交通,但养护期长,日后维修麻烦。路面混凝土强度等级不低于C40,路面厚度不小于80毫米。铺设时要求有良好的密实度,避免二次成型。为使路面具有足够的强度和良好的整体性,路面还应设置直径不小于8mm、间距不大于100 mm的双向钢丝网,钢丝网沿桥向和跨桥向的截面积不小于500mm?。
沥青混凝土桥面铺装应由粘结层、防水层和沥青面层组成。高速公路、一级公路沥青混凝土路面厚度为70 ~ 80 mm,可增加到100mm;必要时;二级、二级道路50 ~ 80mm。沥青路面应按照《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)的有关规定进行处理。沥青混凝土路面重量轻,维修方便。铺装后几小时即可通车,驾驶舒适,但易老化变形,受温度影响较大。
二、桥面防排水系统
1,防水层
桥面防水主要通过设置防水层来完成。防水层的作用是将渗透过路面的雨水收集在排水系统中进行排水。桥面防水层设置在桥面铺装层之下。根据桥梁规范(JTG D6),桥面铺装应设置防水层,但其方法和形式应取决于当地的气候、降雨量和桥梁结构。
防水层应采用施工方便、经久耐用、质量稳定的防水材料。目前,桥梁常用的防水层有以下三种类型:
(1)沥青涂胶,即先铺一薄层沥青或改性沥青,再铺一层砂,然后反复碾压。
(2)刷聚合物涂料,如聚氨酯水泥、环氧树脂、阳离子乳化沥青、氯丁胶乳等。
(3)铺设沥青或改性沥青防水卷材,以及浸渍沥青的无纺土工布等。
2.排水系统
为了快速排除桥面积水,保证行车安全,桥面应设置排水系统。排水系统主要由桥面的纵、横坡和一定数量的排水管组成。
排水管的设置应根据设计径流量计算确定。通常情况下,当桥面纵坡大于2%,桥长小于50m时,雨水一般可以流到桥头,从引道排出,因此不需要在桥上设置专门的排水管道。此时,为避免雨水冲刷引道路基,可在桥头两侧设置水箱。当桥面纵坡大于2%,但桥面长度大于50 m时,为防止雨水积聚,应在桥面上每隔12 ~ 15 m设置一根排水管,当桥面纵坡小于2%时,一般宜每隔6 ~ 8m设置一根排水管。另外,在桥梁伸缩缝的上游方向应增设排水管,并在凹曲线的最低点及其前后3 ~ 5 m处设置排水管。
排水管内径一般为100 ~ 150㎜,直径为150㎜的排水管一般用于高速公路和一级公路,间距为4 ~ 5m。排水管可以对称布置在车行道两侧,也可以交错布置。
梁桥上常用的排水管设置在车行道边缘,距路缘石的距离为0.10 ~ 0.50 m,桥面水流入排水管,直接向下排放。排水管也可以设置在人行道下,桥面水通过设置在路缘石或人行道构件侧面的进水孔流入排水孔。排水管的下端应延伸至行车道板底面以下至少0.15 ~ 0.20 m,以防止渗入桥面。管道与防水层紧密结合,防水层上的渗水可以通过排水管道排到桥外。
对于没有人行道的小桥,可以直接在人行道两侧的安全带或路缘石上预留横向孔洞,用铁管或竹筒将水排出桥外,管口要伸出桥外20 ~ 30 ㎜,以便滴水,但这种做法由于孔洞坡度较缓,容易堵塞。
对于跨越公路、铁路和通航河流的桥梁,以及城市桥梁,为保证桥下交通安全和公路卫生的需要,应设置封闭的排水系统,将流入排水管的雨水收集到纵向排水管,再通过位于桥墩处的纵向排水管流入地面排水设施或河流。
三、桥梁伸缩缝
桥梁伸缩装置直接暴露在大气中,承受车辆和人群的反复作用。微小的缺陷和不足会造成跳车等不良现象,使其承受巨大冲击,甚至影响桥梁结构本身和同行的安全。它是桥梁结构中最容易损坏和最难修复的部分。
1、桥梁伸缩缝应符合下列要求
(1)能满足桥梁自由伸缩的要求,保证足够的伸缩量;
(2)伸缩装置牢固可靠,与桥梁结构融为一体,耐冲击,经久耐用;
(3)桥面平坦,行驶性能良好,车辆应平稳通过,无突跳和噪声;
(4)具有安全的防水排水结构,有效防止雨水渗入;
(5)能有效防止垃圾渗透堵塞。
(6)结构简单,施工安装方便,维护、维修和更换方便;(7)经济便宜;
2.伸缩接头的类型
(1)U形锌铁伸缩缝
一般用于中小跨径的桥梁,其能适应的变形在20 ~ 40 ㎜以内。在这种伸缩缝中,U形锌板用作交叉缝材料,锌板分为上下两层。上层弯曲部分切开梅花眼,上面布置石棉纤维垫绳,再灌注沥青胶,桥面伸缩会使锌片变形。下锌铁片可以将雨水沿桥的横向排出桥外。
人行道部分的伸缩缝结构通常是跨一层U型锌铁片,然后用沥青填充。
(2)TST碎石弹性伸缩缝
TST碎石弹性伸缩缝适用于伸缩缝不大于50㎜的中小跨径桥梁。将弹塑性复合TST在现场加热熔化,然后浇注到清洗加热后的碎石中,形成TST碎石弹性伸缩缝。砾石用于支撑车辆荷载,TST弹塑性体能满足-25 ~+60℃下的胀缩要求。
TST弹性伸缩缝结构简单,施工方便快捷,易于维护和更换,通常施工完成后2-3小时即可通车。由于TST碎石的弹塑性体与前后桥面及路面形成连续体,桥面平整无缝,行驶时不会产生冲击和振动,舒适防水。TST碎石的弹塑性体可以向各个方向变形,所以这种弹性伸缩缝也可以满足弯桥、斜桥、斜桥三个方向的伸缩变形,也可以用于人行道伸缩缝。
3.钢板伸缩缝
钢板伸缩缝是一种采用钢材作为十字缝材料,能直接承受车轮荷载的结构。
钢板伸缩缝种类繁多,结构复杂,能适应较大范围的梁端变形。它是一块厚度约为10㎜的钢板,钢板的一面焊接在锚固在路面混凝土中的角钢上,另一面可以沿着对面的角钢自由滑动。这种膨胀节能适应的变形在40 ~ 60 ㎜以上。但由于一侧是固定的,当车辆经过时,往往会因拍击动作而破坏结构,极大地影响了伸缩缝的使用寿命。因此,可以借助螺旋弹簧装置来固定滑动钢板,以消除不利的拍击效应并减少车辆载荷的冲击。
4.橡胶伸缩接头
橡胶伸缩缝采用各种截面形状的橡胶带作为嵌缝材料。橡胶具有弹性、易粘贴、能满足变形要求、具有防水功能、施工维护方便等优点,在国内外桥梁工程中得到广泛应用。
橡胶伸缩缝根据橡胶带传力和橡胶机理的不同,可分为嵌入式对接缝和剪切缝两种。
嵌入式对接接头通过橡胶带的拉伸和压缩变形来吸收梁的变形。胶带的横截面有多种形式,如3段、2孔条、M形、W形等。通常在梁架设完成后,在梁端焊接角钢,然后强行嵌入橡胶条。
5组合伸缩装置
复合膨胀节由橡胶和钢板或型钢制成,能适应较大的变形。这种伸缩缝应用于特大桥梁和桥梁。复合膨胀节形式多样,结构复杂。这种伸缩装置的相似之处是在异形钢梁和中间钢梁中嵌入V形截面或其他截面形状的橡胶密封条,形成伸缩密封体。异形钢梁直接承受车辆荷载,其高度应根据计算确定,但不应小于70㎜,并应有牢固的锚固系统。根据伸缩的需要,可以任意增加中间钢梁和橡胶密封条的数量,加工组装成各种伸缩的系列产品。
四、人行道、栏杆、护栏和灯柱
1,人行道和安全带
人行道的宽度由行人的车流量决定,可为0.75m或1.0m,当要求宽度大于1.0m时,按0.5m的倍数增加..
安全带可以做成预制快件,也可以和桥面铺装一起现浇。预制安全带有两种:矩形截面和肋板截面,矩形截面更常用。安全带应每隔2.5~3.0m断一次,避免因参与主梁受力而损坏。
人行道的结构形式多种多样,根据施工方法的不同可分为现浇、预制装配、部分装配和部分现浇混合。
2、栏杆和灯柱
栏杆是桥梁上的一种安全防护措施,既要求耐用,又要求经济美观。栏杆高度一般为0.8 ~ 1.2m,标准设计为1.0m;栏杆间距一般为1.6 ~ 2.7m,标准设计取2.5m。
栏杆的设计首先要满足结构的受力要求,还要考虑经济、施工方便和维护省力。公路桥、城市桥梁、郊区重要桥梁都要考虑栏杆的美观。在设计和施工过程中,还应注意桥面伸缩缝附近的所有栏杆应能自由变形。
3、护栏
二、三、四级公路上的特大、大、中桥可安装栏杆和安全带,也可采用栏杆和安全带相结合的安全护栏。高速公路和一级公路上的桥梁必须设置护栏。护栏的主要作用是封闭沿线两侧,防止人、动物和非机动车闯入高速公路;诱导视线;起到一些划定者的作用,让车辆尽可能在道路宽度内行驶,给驾驶员安全感;同时,它还具有吸收碰撞能量、迫使失控车辆改变方向并恢复其原有行驶方向、防止其冲出路面或坠入桥下的功能。
桥梁护栏的形式选择首先应满足其防撞等级的要求,以避免失控车辆在相应的设计条件下跳出。同时还要考虑公路等级、桥梁护栏外危险物特性、美观、经济、维护等因素。
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