二桥钢桥面铺装方案汇报

上海闵浦二桥钢桥面铺装方案汇报

上海市城市建设设计研究院重庆鹏方路面工程技术研究院2009.9

闵浦二桥主桥为公轨两用双层钢桁架独塔斜拉桥，上层为公路双向四车道，下层为轨道交通（莘闵线）。设计道路等级为二级公路，双向四车道，设计车速60km/h，桥梁荷载等级为公路Ⅰ级。主桥钢桥面长度463.65m，宽18m，正交异性钢桥面。桥面采用沥青铺装，沥青铺装面积约8345㎡。主桥位于直线段，最大纵坡5‰，竖曲线半径30000m。闵浦二桥概况桥型：独塔双索面连续钢桁梁斜拉桥，三跨一联；塔梁竖向、水平约束体系。跨径组合：（38.25m+147m）锚跨+251.4m主跨；主塔：H型塔，钢筋混凝土结构；主梁：钢板桁结合梁形式，矩形断面，三角形桁架，上、下层桥面为正交异性钢桥面；索：高强度镀锌平行钢丝拉索，HDPE护套，在梁上锚固采用锚箱形式，塔上采用环向预应力锚固构造；铺装厚度限制：原设计厚度为75mm。正交异性板由桥面板、U形加劲肋、小纵梁、横肋组成。桥面板板厚16mm，下设“U”形纵向加劲肋，间距700mm，“U”形加劲肋高300mm，板厚8mm；沿桥纵向每2.94m设一道横肋。从桥面系设计情况来看，整体刚度能够满足沥青混凝土铺装的使用要求。闵浦二桥钢桥面铺装基本条件越江通道流量预测车种比例荷载等级：公路Ⅰ级，交通量较大，且承担一定的重载过境交通（占预测交通量的17%）。区域地处中纬度，太平洋西海岸，属北亚热带海洋性气候。日光充足，四季分明，气候温和，降雨充沛。（龙华气象站，1951年～1980年）历年极端最高气温：40.2℃（1943年7月13日）历年极端最低气温：-12.0℃（1983年1月19日）年平均气温：15.7℃月平均最高气温：27.8℃（8月）月平均最低气温：3.5℃（1月）降水最大年降水量：1324.8mm（1983年）最小年降水量：678.1mm（1978年）年平均降水量：989.1mm年平均雨天：144天湿度相对湿度，6月至8月最高，平均为91%；9月至12月最低，平均为76%；1月至5月居中，平均为85%。闵浦二桥钢桥面铺装基本条件钢结构桥面系因其柔韧性大、易挠曲、传热快，桥面底部加劲纵横梁（肋）多，易腐蚀等特性，使得钢桥面铺装的使用条件比一般高等级路面、机场道面严酷得多，除铺装层满足行驶功能及对钢板的防锈保护功能外，还应具有更高的变形能力及高温抗变形能力，以及良好的层间结合力。因此钢桥面铺装的方案设计是一项难度较大的复杂工作。同时，每座不同的钢桥其桥面系构造设计不同、气候使用条件不同、交通荷载组成情况不同、所能采用的材料不同等差别，要求进行方案设计前要进行一定的试验研究，以确定不同的设计参数，因此钢桥面铺装的方案设计又是一项针对性强、具有科研性质的设计任务。钢桥面铺装的特殊性（1）沥青铺装层要求具有良好的抗车辙性能（2）沥青铺装层要求具有良好的抗疲劳开裂性能桥面铺装层要随同钢板变形而产生反复的挠曲变形，特别是在钢板U形加劲肋顶部对应的铺装表面将产生反复弯曲应力（应变）而开裂。（3）沥青铺装层与钢板之间应具有良好的层间结合能力交通荷载作用下，桥面铺装层与钢板要同步变形；气候环境条件作用下，沥青铺装结构层以及钢板要产生不同的温缩变形，这使得各结构层（包括钢板）之间产生较大的弯拉应力和剪切应力，并导致层间脱离，引起铺装层破坏。（4）沥青铺装层对桥面板等钢结构应具有良好的保护作用水分易导致钢板锈蚀，降低铺装结构层的耐久性和桥梁钢结构的使用寿命。（5）沥青铺装具有良好的抗滑性能桥面湿滑，面层抗滑性能降低，存在很大的交通隐患。（6）沥青铺装具有可靠的施工性和质量控制技术钢桥面铺装的一般要求钢桥面铺装的典型结构钢桥面铺装结构层设计与桥梁结构类型、受力的特点、交通量及其组成、气候环境特点密切相关。合理的钢桥面铺装结构应如下图1所示。在针对具体桥梁特点进行专门设计时，应结合桥梁在桥面系刚度、交通、气候、施工条件等因素分别选择合理的防水粘结层组合体系、铺装下层材料及厚度、铺装面层材料及厚度并综合设计铺装组合结构。目前钢桥面铺装的三种基本体系项目结构一结构二结构三铺装层双层SMA或AC国产环氧沥青浇注式沥青混凝土（GA）防水粘结体系AMP-100二阶反应型防水粘结材料环氧沥青粘结层AMP-100二阶反应型防水粘结材料复合反应性树脂复合反应性树脂复合反应性树脂Eliminator防水粘结体系Eliminator防水粘结体系Eliminator防水粘结体系适用领域结构跨径较小、刚度较大、荷载较轻结构刚度较大、重荷载、大交通量、非冬季施工结构刚度较大、重荷载、大交通量钢桥面铺装防水粘结材料：橡胶沥青（或改性沥青玛蹄脂）粘结剂、环氧沥青粘结剂、环氧树脂粘结剂、Eliminator防水粘结体系。钢桥面铺装防水粘结材料选择（1）橡胶沥青（或改性沥青玛蹄脂）粘结剂橡胶沥青粘结剂通常采用橡胶类改性剂对沥青进行改性，形成具有较强延伸性能和抗疲劳开裂性能的改性沥青，并常与其他材料（如钢板防腐漆等）共同使用，作为钢桥面的防水粘结层。该材料具有较好的防水性能，但在高温环境条件下的抗剪切性能不足，容易产生铺装推移病害。武汉军山大桥铺装结构：钢桥面喷砂除锈+防腐层+改性沥青碎石封层（1kg改性沥青+3~5mm的预拌沥青碎石）+双层SMA虎门煮大桥买维护阶铺装截结构群：钢桥航面喷止砂除急锈+双层己环氧拆树脂像粘结丸剂（献撒小景碎石匪）+3～5m肾m沥青励码蹄议脂缓秆冲层+双层SM遥A环氧柿沥青著粘结侨剂通哭常用蜓于双五层SM坟A或环蜓氧沥吼青混倡凝土挺铺装印结构忘，环迎氧沥垃青粘歼结剂泼粘结滥性能扬优良荡，抗是裂性梨能不册足，汉往往东是在绝铺装睛表面蝇产生栋开裂没不久镜即发灾展到茎钢板急，腐领蚀钢肆板锌窄漆保假护层颗和钢程板，友并导蜓致铺眉装裂法缝两犯侧出乐现伴注随性寒开裂部。（2）环卖氧沥世青粘裤结剂El琴im剧in牙at剑or防水锁粘结达体系启由Ze湖d轻S9霉4底涂以层、El森im甲in纯at医or防水遇层（斧两层滚）和Ta提ck拔C济oa业t薯No晌.2胶粘孔剂（泊或SA刑10紧30胶粘甜剂）任，其辞中Ta只ck灭C慕oa霸t姥No永.2用于驻浇注蔑式沥磨青混未凝土甚，SA幕10勉30胶粘著剂用迹于碾坊压式溉沥青鸟混凝钟土。（3）El墙im锯in土at伤or防水兰粘结缸体系钢桥陡面铺滋装层垒常用较材料便：SM皂A（或悔改性诵沥青SM穴A）、鼻浇注浓式沥恳青混籍凝土可、环齐氧沥碗青混哑凝土珍。改性敞沥青SM费A：高造温性宫能优烟良、停低温沫性能厕较好种、采羊用高茫弹性袋改性决沥青悟的SM识A具有鼠良好类的抗近疲劳蜜开裂雷性能乘，不麻宜冬惜季施售工。浇注乓式沥联青混豆凝土靠：低歪温性沃能和终抗疲奴劳开煤裂性扒能优窜良、趣采用面专用姻改性抛沥青嗓的浇窗注式皇具有咸较好款的高从温性慎能、随低温厚环境日不影彩响施挨工。环氧俯沥青见混凝滩土：请材料陡综合邀性能足优良京，对危施工究控制碎要求丑极为第严格泽，后资期养御护时规间场格，出短现病勿害后冤修复睬困难译，不京宜冬砌季施作工。钢桥究面铺理装结姐构层傲材料壁选择钢桥拘面铺贱装结热构层绵材料而选择浇注营式沥胀青混饭凝土忌施工焦过程碍（无些须碾伟压、罪不会仇存在唯压实讯度不锦足而赏引起侵的透懂水等合病害犁）钢桥女面铺威装结绍构层虏材料苦选择江阴愿大桥摘聚合言物改消性沥搜青浇守注式需混凝缴土使踢用效乡丰果狠浇注拘式与腾环氧己铺装眨接缝郊状况谎（左孟环氧丑、右物浇注辟式）铺装校方案辞一铺装层3.7cm高弹改性沥青码蹄脂混凝土铺装SMA10铺装面层改性乳化沥青粘层3.5cm高粘度改性沥青SMA10防水体系Eliminator防水粘结层SA1030胶粘剂，用量：1.25～1.75kg/㎡甲基丙烯酸类树脂（两层），总用量：2.5～3.5kg/㎡底涂层ZedS94，用量：100～200g/㎡桥面板钢板：除油、除盐分，喷砂除锈，清洁度Sa2.5级，粗糙度Rz50μm～100μm铺装百方案恳一双层SM底A结构渣在实炮际使棉用时财表现攻出了挨较好显的高迟温性态能，匹但抗苹疲劳如开裂已性能建不足熊，密渴水性源能不舒良，燥在低有刚度冲、重牛交通富钢桥病面上邻使用蜘效果继不好恨。适用笔于跨进度小励、刚膨度大装、交膝通量纪轻的系钢桥陷。铺装崭底层体宜采视用高姨粘度红改性娱沥青克，铺侄装面错层宜肠采用胖高弹徐性改丈性沥买青。为减里少施秋工复刃杂性每，上仔下层具也可溉以都污采用床高弹层性改岁性沥推青。SM芬A在较挪低气付温条坊件下逃施工盘，存云在一受定的破质量盟隐患盛。上面庆层建镇议采届用SM招A1尼0型混添合料地的原姻因SM粘A1霞0具有摊良好引的使窃用性锯能。圾试验展研究懒表明储，通纳过沥帐青和河矿料为的选河择以疑及混恼合料览目标昏配合椅比设架计，SM解A1牛0能够柏达到伞下表蓬所示掀性能跳。项目空隙率（%）饱和度（%）矿料间隙率（%）稳定度（kN）60℃动稳定度（次/mm）平整度（mm）渗水系数（ml/min）构造深度（mm）性能3~3.575~85≥16.5≥6.0≥3000≤3≤200≥0.8根据渗试验倦研究散和实租体工征程经遵验，SM盘A1撤3具有见较大胡的空帖隙率洪，且蚀空隙谜往往刮是贯能通的蜡，不趋能够理防止怠水分哪进入笨铺装础层内呀部，强会加热剧铺鬼装层载的早忌期病堂害。虎门鼓大桥归钢桥茅面铺珍装因黎混合汤料透宗水引沾起的耻病害上面券层建否议采寒用SM面A1核0型混饿合料载的原酿因SM微A1弃0在铺附装工打程中枣有较躲多的溉成功杯使用沉经验汇。重祥庆菜蓝园坝旁大桥粪、重担庆石势板坡口长江堤大桥妹、湖披南长迁沙三蜘汊矶扣大桥钳、S3掌42新建杨工程邻凤翔牲路立羽交A匝道延、山扇东平藏阴黄孔河公纤路大忠桥、打贵州束北盘惹江大废桥等胜桥面萌铺装胡表面仪层均陕采用亮了SM壮A1正0，使把用效鄙果良葱好。桥梁名称重庆菜园坝大桥贵州北盘江大桥设计要求构造深度（mm）最小值最大值最小值最大值≥0.80.941.180.961.09贵州桶北盘肢江大选桥钢骆桥面腰铺装SM档A1巨0表面询状况铺装菠方案增二铺装层磨耗层：3.8cm高弹改性沥青码蹄脂混凝土铺装SMA10铺装面层粘层：改性乳化沥青，用量：300～500g/㎡保护层：GA10（厚3.5cm），撒布5～10mm碎石防水体系Eliminator防水粘结层胶粘剂2号，用量：150～200g/㎡甲基丙烯酸类树脂（两层），总用量：2500～3500g/㎡底涂层ZedS94，用量：100～200g/㎡桥面板钢板：除油、除盐分，喷砂除锈，清洁度Sa2.5级，粗糙度Rz50μm～100μm铺装把方案仆二El饥im刷in鹅at栋or和浇甜注式品沥青荷混凝铜土组高成性枯能优锅良的待防水浊体系己，SM凉A1酷0为车约辆行案驶提反供平优整、纠抗滑犹的铺梦装道昂面，捞同时沿也具仁有一芝定的编防水帅功能邻。使用浅寿命决比方振案一设长。国内袭具有事大量乓的实巩体工康程经滔验，赠如安弹庆长性江大语桥、救天津发子牙蹈河大巩桥、恩湖南义三汊粒矶大停桥、传重庆赠菜园绳坝大搏桥、酬贵州视北盘级江大菠桥等乏。适用透于不妈同跨湖度、怎不同吃刚度能和各贼种交律通量葵的钢方桥。铺装仇面层SM火A的施欣工质洞量同逮样受伐到气基温条溪件的远影响饰。成本北较高蚂。铺装碧方案倦二浇注鉴式沥微青混辉凝土敲在德橡国、目日本寻等国卵家有秩广泛弦的应猜用，方近5年多蚊来，婚在我视国也盗逐渐桃得到裤较多洲使用颗，浇词注式奸沥青渣混凝桌土因虎其沥屯青含伪量高团、动戒稳定丑度试抢验结群果小拍等特眼点，艰往往息给人富“热樱稳性透不足社”的恐印象到，而惊实际锹上，廉浇注幕式沥忠青混添凝土途采用感了硬行度较秧高的着改性陷沥青零，且皂浇注松式沥竿青混烛凝土经只有康在高眉温（22符0℃～26拍0℃）才巾会产控生沥佳青富咏余而坟流动课在常坦温下聚则具叔有良蓬好的姨高稳吓稳定建性，旷而对攀于浇损注式宜沥青味混凝绕土高偷温稳炊定性听的评坡价方刷法国买内外杰通常牌采用亿贯入皂度试胖验。本项烛目所芬在地忆夏季辱较炎当热，雄冬季体极端绍气温捧较低始，为卫保证累浇注命式沥掉青混交凝土笔高、资低温励性能普的平淋衡，除建议缴采用闸聚合纪物改锣性沥盏青，倡该沥秋青已嘴经在竞贵州冲北盘预江大蛋桥、盾沈阳难尚小勤桥和慌江阴途长江昌大桥义（试费验段拌）得描到成姿功使尘用。加热到220°C-260°C时的沥青富余量胶泥=沥青+矿粉铺装喝方案志二铺装惠上层籍选用思高弹刘改性渐沥青SM半A，不钩仅能盆够为凭车辆酬行驶层提供馒抗滑腰、平成整、虚舒适僻的铺烦装表叫面，买而且酸具有张良好诸高、仇低温伟性能愁和抗钻疲劳歪开裂誉性能湖；SM弄A1搅0型混描合料究空隙吼率低刘且内伞部空趣隙不情连通预，能泳够较若好地蓬防止仿水分清的下允渗，慌充分每保证快钢桥仆面铺亩装结宴构免占受水卡分的践侵蚀挽，具延有较翅长的箩使用苗寿命盒。铺装遵方案蔽三铺装层3.5cm高弹改性沥青SMA10铺装面层粘层：改性乳化沥青粘层3.4cm高粘度改性沥青SMA10防水体系缓冲层4mm改性沥青砂胶防水粘结层反应型防水粘结剂2mm双层环氧树脂下封闭层（撒小碎石）防腐层环氧富锌漆桥面板钢板：除油、除盐分，喷砂除锈，清洁度Sa2.5级，粗糙度Rz50μm～100μm铺装芝方案址三以环父氧树采脂材牛料为踢防水沙层，赵可隔旁绝水愿和空复气，跑防止黑钢板里锈蚀拴，环抢氧树虑脂下页封闭府层采用签强度咳高、中模量逢低的怜韧性鸣极强歉的复论合材巷料，避分两泪层实傅施，呈以提傍高铺馅装层味的抗础剪切挽能力棒。采用怠反应宋型防目水粘葱结材榨料作肥为防支水层核，其锋与环扑氧树搬脂下酱封闭糠层和鲜铺装笛底层妄的粘啊结力罪均可拴达到1.露0M壮Pa以上酱。采用瓶改性微沥青已砂胶印作为虚缓冲予层，棚可起吹到防恰水、梅隔热感和缓盼冲铺言装表丙面应袍力、屿增强窗铺装葱的抗嗽裂性李及提阿供摊摸铺机等等机撒械行种驶平丝式台等塌作用劲。适