《桥面布置与构造》PPT课件.ppt
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1、第四章 桥面布置与构造,第一节 概 述,桥面构造包括桥面铺装、防水和排水设施、人行道(或安全带)、缘石、分车带、栏杆、护栏、灯柱照明设备和伸缩缝等。桥面构造部分虽然不是桥梁的主要承重结构,但它对桥梁的主要承重结构起保护作用,使桥梁能正常使用。桥面构造多届外露部分,且直接与车辆、行人接触,对车辆和行人的安全及桥梁的美观十分重要,因此,必须了解桥面构造各部件的工作性能,合理选择,认真设计,精心施工。桥面的布置应在桥梁的总体设计中考虑,应根据退路等级、桥梁宽度、行车要求等条件确定。,第二节 桥面铺装,一、桥面铺装的作用 桥面铺装直接承受车辆轮压的作用,既是保护层,又是受力层。其功能是保护行车道板或主
2、要承重结构不直接承受轮载的磨耗以及雨雪和大自然的侵蚀,并具有一定的均匀分布车轮集中荷载的作用,因此其必须具有足够的强度、良好的整体性以及抗冲击和耐疲劳特性,同时还应具有防水性以及对温度变化的适应性。,桥面铺装一般不做受力计算,如在施工中能确保铺装层与行车道板紧密结合成整体,则桥面铺装的混凝土(扣除一定厚度的磨耗层)还可以计算在行车道板的厚度内和行车道板共同受力。桥面铺装部分在桥梁恒载中占有相当的比重,特别对于小跨度桥梁尤为显著,因此,应尽量设法减轻桥面铺装的质量,避免因恒载增加而降低桥梁承载能力。,二、桥面铺装的类型,桥面铺装的类型可根据所采用的材料类型分为沥青表面处置、沥青混凝土、水泥泥凝土
3、等,选用时应与桥梁所在位置的公路路面的材料类型相协调。沥青表面处置桥面铺装,耐久性差,仅在中级或低级公路桥梁上使用。沥青混凝土和水泥混凝土桥面铺装应用较广,能满足各项要求。水泥混凝土桥面铺装的耐磨性能好,适合重载交通,但养护期长,以后修补较麻烦。沥青混凝土维修养护方便,但易老化变形。,桥面铺装,三、桥面铺装的施工方法 沥青表面处置桥面铺装是用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过30mm的沥青面层,供车轮磨耗之用。沥青混凝土桥面铺装是按级配原理选配原料,加入适量的沥青均匀拌和,并经摊铺与压实而成的桥面铺装。桥规规定:高速公路和一级公路上的特大桥、大桥的桥面铺装宜采用沥青混凝土桥面铺装,
4、在高速公路、一级公路上铺装厚度不宜小于70mm,在二级及二级以下公路上铺装厚度不宜小于50mm。水泥混凝土桥面铺装是以水泥和水合成的水泥浆为结合料,碎(砾)石为集料,砂为细集料,经过拌和、摊铺、振捣和养护所修筑的桥面铺装。,水泥混凝土桥面铺装直接铺设在防水层或桥面板上,厚度不宜小于80mm(不含整平层和垫层),其混凝土强度等级应尽量与桥面板的混凝土强度等级接近,宜不低于C40,铺装时应避免两次成形。水泥混凝土桥面铺装层内应设置直径不小于8mm,间距不大于100mm的钢筋网。,第三节 桥面防水及排水设施,一、桥面防水和排水设施作用 混凝土结构不宜处在于燥和湿润反复交替的环境中,尤其在严寒的冬季,
5、渗入混凝土细小裂缝中的水分结冰后,会使混凝土产生破坏而缩短使用寿命,另外水分还会使钢筋锈蚀。因此,为了防止桥面结构受雨水侵蚀,应设置完善的桥面防水和排水设施。,二、桥面防水层1、作用:桥面防水层是防止桥面雨水向主梁渗透的隔水设施。一般设在桥面铺装层和桥面板之间,将透过铺装层的渗入水隔绝。2、施工要求:钢筋混凝土桥面板与铺装层之间是否要设防水层,应视当地的气温、雨量、桥梁结构和桥面铺装的形式等具体情况而定。桥面伸缩缝处应连续铺设,不可切断;桥面纵向应铺过桥台背;桥面横向两侧则应伸过缘石底面从人行道与缘石砌缝里向上叠起100mm。如无需设置防水层,但考虑桥面铺装长期磨损,如桥面排水不良等,仍可能漏
6、水,故桥面在主梁受负弯矩作用处应设置柔性防水层。,3、防水层有三种类型:,(1)沥青涂胶下封层,即洒布薄层沥青或改性沥青,在其上布一层砂,经碾压形成沥青涂胶下封层。(2)高分子聚合物涂胶,如聚氨质胶泥、环氧树脂、阳离子乳化沥青、聚丁胶乳等。(3)铺装沥青或改性沥青防水卷材,以及浸渍沥青的无纺土工布等。无防水层时,水泥混凝土铺装应采用防水混凝土。对于沥青混凝土则应加强排水和养护。,三、桥面排水设施,桥面排水设施主要为设置桥面纵坡、横坡(包括超高)排水并设置一定数量的外泄排水管。桥面排水设施设置要求1、通常当桥面纵坡大于2而桥长小于50m时,一般能保证从桥头引道排水,桥上就可以不设泄水管,此时可在
7、引道两侧设置流水槽,以免雨水冲刷引道路基。2、当桥面纵坡大于2而桥长大于50m时,为防止雨水积滞桥面则需设置泄水管,每隔桥长1215m设置一个。3、当桥面纵坡小于2时,泄水管需要设置更密一些,一般每隔桥长68m设置一个。,4、此外,在桥梁伸缩缝的上游方向应增设泄水管,在凹形竖曲线的最低点及其前后3 5m也应各设置一泄水管。通常在每平方米桥面上,应有不少于200300m计的泄水管的过水面积。5、过水管的位置在距离路缘石100150mm处,可沿桥轴线两侧左右对称排列,也可交错排列。6、为了防止泄水管堵塞,应在进水口处设置格栅盖板,泄水管周围的桥面板应配置补强钢筋网。,桥面纵横坡,1、桥面设置纵横坡
8、作用:有利雨水迅速排除,防止或减少雨水对铺装层的渗透,从而保护桥面板,延长桥梁的使用寿命。桥面纵坡 桥面上设置纵坡,首先是有利于排水,同时在平原地区,还可以在满足桥下设计净空要求的前提下,降低墩台高程,减少引桥长度或桥头引道土方量,从而节省工程费用。桥面纵坡的设置应与桥梁两端的道路相协调,桥规规定:桥上纵坡不宜大于4,桥头引道纵坡不宜大于5,位于市镇混合交通繁忙处,桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3。,桥面横坡,桥面横坡一般采用1.5一3,通常有三种设置形式:(1)对于装配式肋板梁桥,为使主梁构造简单、架设与拼装方便,通常横坡直接设在行车道板上。在行车道板(全跨范围内)与等厚的混凝土桥面铺装层
9、之间铺设一层厚度变化、形成双向倾斜的素混凝土三角垫层(2)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小恒载,可将横坡直接设在墩台顶部,或墩台顶部为水平采用变高的支承垫石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。,(3)在桥宽较大的桥梁(如城市桥梁)中,用三角垫层设置横坡将使混凝土用量和恒载增加太多,为此,可将行车道板做成倾斜面而形成横坡。其缺点是主梁构造复杂,制作麻烦,三、排水管,桥梁常用的泄水管道有竖向泄水管道、横向泄水管道和封闭式泄水管道等形式。制造泄水管道的材料一般为铸铁、钢、钢筋混凝土和塑料等,由于钢筋混凝土泄水管道制作麻烦,体积大,目的
10、已很少采用。,(1)竖向泄水管道,竖向泄水管道常用于肋板式梁桥、箱形梁桥、肋拱桥及刚架拱桥、衍架拱桥等轻型拱桥上。竖向泄水管道通过桥面板上预留的孔洞伸到桥面板下方,桥面积水可以通过竖向泄水管道直接泄到桥下。竖向泄水管道的直径一般为100mm。安装泄水管时应将其下端伸出桥面板底面以下150200mm,以防止雨水浸润桥面板。如果桥面铺装层内设有防水层,则应让管道与防水层紧密结合,以便防水层上所积存的渗水能通过泄水管道排出桥外。,横向泄水管道,横向泄水管常用于板桥和实腹式拱桥。横向泄水管应伸出桥侧100150,以免浸润构件。这种泄水管构造简单,安装方便,但因坡度较缓容易堵塞。,封闭式泄水管道,对于跨
11、越公路、铁路、通航河流的桥梁以及城市高架桥由于其下方往往是道路或其他设施,将桥面积水直接排下桥下的作法明显是不可取的,这样做既影响桥下交通及行人的安全,又有碍公共卫生。因此跨越公路、铁路、通航河流的桥梁以及城市高架桥需要象房屋建筑那样设置封闭式排水系统。排水管道材料有铸铁管、塑料管或钢管。桥梁伸缩缝处的纵向排水管应设置可供伸缩的柔性套管。寒冷地区的竖向排水管其末端宜距地面500以上。,第四节 伸缩缝装置及桥面连续,一、桥梁伸缩缝装置 桥梁伸缩缝装置(伸缩缝),是指在桥面温度变化、混凝土收缩、徐变以及荷载作用等产生梁端变位的情况下,为了使车辆能够顺利的在桥面上行驶,同时能够满足桥面变形要求,在梁
12、端与桥台背墙之间,相邻的梁端之间设置的装置。1、桥梁伸缩缝装置满足的构造要求能自由伸缩和转动。牢固可靠。车辆行驶平顺,无突跳和噪声。,能防止雨水渗入和及时排除,并能防止污物侵入和堵塞。易于安装、检查、养护和清除污物。价廉。2伸缩装置的类型 我国公路桥梁和城市桥梁工程上使用的伸缩缝种类很多,可分成五大类,即对接式伸缩缝、钢制支承式伸缩缝、橡胶组合剪切式伸缩缝、模数支承式伸缩缝、无缝式伸缩缝,见表41。在此着重介绍伸缩维的传力方式和构造特点。,(1)对接式伸缩装置,对接式伸缩装置,根据其构造形式和受力特点的不同,可分为填塞对接型和嵌固对接型两种。填塞对接型伸缩装置是以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填
13、塞缝隙,伸缩体在任何情况下多处于受压状态。该类伸缩装置般用于伸缩量在40mm以下的常规桥梁工程上,但目前已不多见了。嵌固对接型伸缩装置,利用不同形状的钢构件将不同形状的橡胶条(带)嵌牢固定,并以橡胶条(带)的拉压变形来吸收梁体的变形,其伸缩体可以处于受压状态也可以处于受拉状态。,该类伸缩装置被广泛应用于伸缩量在80mm及其以下的桥梁工程上图47为w型伸缩装置。,(2)钢制支承式伸缩装置,钢制支承式伸缩缝是用钢材装配制成的,能宜接承受车轮荷载的一种构造。以前这种伸缩装置多用于钢桥,现也用于混凝土桥梁。钢制支承式伸缩装置的形状、尺寸和种类繁多,其中有面层板成齿形,从左右伸出桥面板间隙处相互啮合的悬
14、臂式构造,或者面层板成悬架的支承式构造,统称为钢梳形板伸缩装置。国内常见的为梳齿形板型和折板型。面层板成为矩形的叠合悬架式的构造,叫做钢板叠合型伸缩装置,如图所示。,橡胶组合剪切式(板式)伸缩装置,橡胶板式伸缩装置是利用橡胶材料剪切模量低的原理设计制造而成的。剪切型橡胶伸缩体设有上下凹槽,橡胶体内埋设承重钢板和锚固钢板,并设有预留螺栓孔,通过螺栓与梁端连成整体。它是依靠上下凹槽之间的橡胶体剪切变形来满足梁体结构的相对位移:橡胶伸缩体内预埋钢板,跨越梁端间隙,承受车辆荷载;另外在橡胶伸缩体内两侧预埋两块钢板,通过螺栓与梁端连接的受力原理形成结构构造。一般橡胶板构造如图所示,这种伸缩装置是一种刚柔
15、结合的装置。它承受荷载之后,有一定的竖向刚度,所以具有跨越间隙能力大(即伸缩量大)、行车乎稳的优点。国外产品最大伸缩量已做到330mm,因此国内外均广泛采用。但由于其结构特点所致,其一般伸缩摩阻力比较大。国内部分厂家生产的板式橡胶伸缩装置,经产品检验测试,每延米的最大摩阻力达26kNm,故加工和施工安装稍不注意,往往产生早期破坏。鉴于存在这方面的问题,桥梁工程师和生产厂家经过不断研究,给予完善和改进,结合各地情况及不同条件,生产出各种形式的板式橡胶伸缩装置,投放到国内桥梁工程中应用。,到目前为止,国内生产具有代表性的产品有BF型、SEJ型、UG型、BSL型和CD型等。,(4)模数支承式伸缩装置
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