一种大跨径钢箱梁桥面抗推移组合结构的铺装方法技术

本发明专利技术涉及一种大跨径钢箱梁桥面抗推移组合结构的铺装方法。一种大跨径钢箱梁桥面抗推移组合结构的铺装方法，其特征在于它包括如下步骤：１）钢箱梁桥面钢板进行预处理；２）剪力钉的焊接：按剪力钉之间相互间距为（３５～４５）ｃｍ×（３５～４５）ｃｍ布置，在钢箱梁桥面钢板上焊接剪力钉；３）钢筋网的绑扎：将网孔规格为（９５～１０５）×（９５～１０５）ｍｍ的钢筋网固定在剪力钉上；４）矿料级配；５）浇注式沥青混凝土的制备与摊铺；６）防水粘结层的摊铺；７）抗滑降噪磨耗层的摊铺：在防水粘结层上铺设一层抗滑降噪磨耗层，抗滑降噪磨耗层的厚度为３～５ｃｍ。该方法具有界面粘结性好、铺装层与钢板协同变形能力强、施工工艺简便的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料科学与工程领域，具体涉及一种大跨径钢箱梁桥面抗推移组合结构的铺 装方法。
技术介绍
目前，我国公路建设快速发展， 一批大跨径跨江跨海公路桥梁相继开工，并陆续建成通 车。钢箱梁桥凭借其自重轻、经济等显著优势，尤其适用于大跨径桥型，越来越受到开发商 和设计者的青睐。钢箱梁桥普遍采用正交异性钢桥面板，桥面大多数采用沥青混合料铺装。 然而，随着汽车数量不断增加，特别是在中国还普遍存在较多的重型载货汽车，各种违规超 载现象更是屡见不鲜，整个国家公路网的交通荷载增大，在已投入使用的大跨钢箱梁桥中， 桥面沥青铺装层都会出现一些不到设计使用年限就出现的疲劳开裂、高温车辙、粘结层失效 或脱层、横向推移和拥包等病害。根据已掌握的经验，铺装层破坏受两大主要矛盾控制材 料性能与使用条件的矛盾，行车荷载与钢箱梁结构性能的矛盾。(1)从材料性能和使用条件 上看，沥青混凝土耐高温性能差，而钢结构属于热的良导体，夏季高温时钢板表面温度通常高达70 80°C以上，在行车荷载与高温的耦合作用下，沥青混凝土易沿着钢板界面发生推移。 此外，沥青混凝土具有少量空隙，雨水可透过沥青面层渗至钢板表面，并与空气共同作用， 降低钢板与沥青混凝土之间的界面粘结强度，进而破坏钢板表面的防水粘结层，导致不同程 度的推移、拥包以及车辙等铺装层病害的发生。(2)从行车荷载和箱梁结构特性看，导致沥 青铺装破坏的原因，除了公路超载等外部因素外，内在原因是正交异性钢桥面板的变形复杂、 局部变形大，特别是它受到桥梁结构变形的影响。在外部行车动力与冲击荷载、加之温度变 化、风载等自然因素共同影响下，由斜拉索或吊杆弹性支撑的钢箱梁的受力和变形较公路路 面或机场道面复杂得多，尤其在重型车辆荷载作用下，正交异性钢桥面板局部变形更大、影 响更复杂，从而使得桥面铺装层材料难以达到预期的使用性能要求。针对以上的矛盾，国内外学者也进行了大量的研究，开发出了以下几种在现今的钢箱梁 桥面铺装中普遍采用的铺装层材料及其组合铺装方法。(1)改性沥青沥青马蹄脂混凝土 (SMA)，该材料具有热稳性优良，抗滑耐磨耗、抗裂性及泌水性均较优良的特点，但由于 其采用断级配矿料，存在混合料与钢板之间的结合不良的问题，在重载高温等恶劣环境因素 的耦合作用下推移、拥包等病害仍然得不到很好的解决。武汉军山大桥、白沙洲大桥采用双 层SMA方案进行铺装，均在1 2年内出现了各种破损。(2)浇注式沥青混凝土 (GA)，该 材料防水性好，可自流成形而不需碾压，耐老化，抗裂性好，粘弹性质显著。但它同样存在 着许多不足之外对设备耐高温要求比较严格；沥青含量较高，构造深度较小，耐磨耗能力差；在生产和施工过程中易产生离析，高温稳定性不好，易产生车辙，更主要的是其与钢板之间的界面粘结性能很差，铺装层与钢板脱粘的问题仍有待进一步改善。(3)环氧沥青混凝土 (EA)，该种材料的应用效果较好，但材料完全由国外进U，铺装费用高达1500元/m、 施工条件严苛，对环境温湿度条件要求极高；铺装一旦破损则修复较困难，养护期长达45 天，而且不能半幅桥面通车维修。从材料和设备看，目前环氧沥青铺装的主要材料、设备均 需从外国进口，关键技术受制于人。由于上述种种现实原因，其应用仍受到一定的限制。(4) "剪力钉+钢筋网+高韧性轻质混凝土+SMA"新型钢箱梁桥面铺装方案，该种方案在国内一些 小跨度(150m以内)钢箱梁桥(武汉外环C匝道桥、武汉香港路立交桥、武汉市中环线西 环段钢箱梁立交桥等)中的应用效果非常好，基本上解决了这类小跨径城市钢箱梁桥在不到 设计使用年限就出现的铺装层推移、拥包等病害。然而，随着桥梁跨径的日趋加大，桥梁的 挠度也大大提高，这也对该种刚性铺装方案的下面层混凝土材料的韧性提出了更高的要求， 其与大跨径钢板之间的协同一致变形能力还有待进一步考究。因此，专利技术一种既具有界面粘结性好，保证沥青混凝土与钢板不脱粘，在重荷载下不发 生沥青混凝土的推移，又能使得施工工艺简便、经济性好的钢箱梁桥面铺装方案，将会使得 大跨度钢箱梁桥面的应用得到迅猛的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在丁提供，该方法具有 界面粘结性好、铺装层与钢板协同变形能力强、施工工艺简便的特点。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是 一种大跨径钢箱梁桥面抗推移组合结构的铺 装方法，其特征在于它包括如下步骤1) 钢箱梁桥面钢板进行预处理① 喷砂除锈在钢箱梁桥面钢板上喷砂除锈；② 涂装防水防腐层在已喷砂除锈的钢板上涂装耐高温防水防腐材料；所述的耐高温防水防腐材料为深圳华士域防腐技术工程有限公司提供的Eliminator防水材料或者环氧富锌 漆；喷涂后需达到以下要求a)附着力大于或等于5MPa; b)涂装防水防腐层的厚度在75 100/rni; C)平整、均匀、无气泡和裂纹；2) 剪力钉的焊接按剪力钉之间相互间距为(35 45) cmx (35 45) cm布置，在钢箱梁桥面钢板上悍接 剪力钉；3) 钢筋网的绑扎将网孔规格为(95 105) x (95 105) mm的钢筋网固定在剪力钉 上，钢筋网距离剪力钉顶面的距离氾=0.6 0.胆1， Hl为剪力钉的高度；4) 矿料级配矿料由粗集料、细集料和填料组成； 矿料级配设计范围见表l:_表l矿料的级配范围_筛孔尺寸_矿料通过以下筛孔的质量百分率/%_<table>table see original document page 5</column></row><table> <table>table see original document page 6</column></row><table>5) 浇注式沥青混凝土的制备与摊铺① 原料的选取浇注式沥青混凝土由矿料、高粘度改性沥青、外掺剂和纤维组成，矿料、 高粘度改性沥青、外掺剂、纤维的质量比为100: 7 10: 2,5 5: 0 0.6;② 制备将矿料、高粘度改性沥青、外掺剂和纤维混合搅拌，温度为170 200°C，出料 温度不低于170°C，制得流动性小于20s浇注式沥青混凝土；③ 摊铺在焊接好剪力钉的钢板上浇筑一层4 8cm的浇注式沥青混凝土，形成浇注式 沥青混凝土层；6) 防水粘结层的摊铺首先在浇注式沥青混凝土层表面上喷洒一层高粘度改性沥青，喷洒的高粘度改性沥青的厚度为1 3mm，再撒布一层粒径为2.36 4.75mm的玄武岩碎石，撒布量为3.0 4.0kg/m2， 形成防水粘结层；7) 抗滑降噪磨耗层的摊铺在防水粘结层上铺设一层抗滑降噪磨耗层，抗滑降噪磨耗层的厚度为3 5cm;所述的 抗滑降噪磨耗层的材料为SMA沥青混凝土或开级配沥青混凝土 (即OGFC沥青混凝土)。所述的剪力钉的直径D1为10 12mm，剪力钉的高度Hl为5 7cm，剪力钉的间距D3 为35 45cm，所述的剪力钉材质为普通螺纹钢。所述的钢筋网的钢筋直径D2为6 7mm;所述的钢筋网的材质LL550级冷轧带肋钢筋。所述的粗集料选用玄武岩或辉绿岩；细集料为天然砂和机制砂，细集料中机制砂和天然 砂的质量比例为(1 3): 2;填料为石灰岩矿粉和磨细橡胶粉，石灰岩矿粉和磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大跨径钢箱梁桥面抗推移组合结构的铺装方法，其特征在于它包括如下步骤：　１）钢箱梁桥面钢板进行预处理：　①喷砂除锈：在钢箱梁桥面钢板上喷砂除锈；　②涂装防水防腐层：在已喷砂除锈的钢板上涂装耐高温防水防腐材料；所述的耐高温防水防腐材料为深圳华士域防腐技术工程有限公司提供的Ｅｌｉｍｉｎａｔｏｒ防水材料或者环氧富锌漆；　喷涂后需达到以下要求：ａ）附着力大于或等于５ＭＰａ；ｂ）涂装防水防腐层的厚度在７５～１００μｍ；ｃ）平整、均匀、无气泡和裂纹；　２）剪力钉的焊接：　按剪力钉之间相互间距为（３５～４５）ｃｍ×（３５～４５）ｃｍ布置，在钢箱梁桥面钢板上焊接剪力钉；　３）钢筋网的绑扎：将网孔规格为（９５～１０５）×（９５～１０５）ｍｍ的钢筋网固定在剪力钉上，钢筋网距离剪力钉顶面的距离Ｈ３＝０．６～０．８Ｈ１，Ｈ１为剪力钉的高度；　４）矿料级配：　矿料由粗集料、细集料和填料组成，矿料通过以下筛孔的质量百分率如下：　１３．２ｍｍ的筛孔：１００～１００％，９．５ｍｍ的筛孔：９０～１００％，４．７５ｍｍ的筛孔：６０～８０％，２．３６ｍｍ的筛孔：４８～６３％，１．１８ｍｍ的筛孔：３８～５２％，０．６ｍｍ的筛孔：３２～４６％，０．３ｍｍ的筛孔：２７～４０％，０．１５ｍｍ的筛孔：２４～３６％，０．０７５ｍｍ的筛孔：２０～３０％；　５）浇注式沥青混凝土的制备与摊铺：　①原料的选取：浇注式沥青混凝上由矿料、高粘度改性沥青、外掺剂和纤维组成，矿料、高粘度改性沥青、外掺剂、纤维的质量比为１００∶７～１０∶２．５～５∶０～０．６；　②制备：将矿料、高粘度改性沥青、外掺剂和纤维混合搅拌，温度为１７０～２００℃，出料温度不低于１７０℃，制得流动性小于２０ｓ浇注式沥青混凝土；　③摊铺：在焊接好剪力钉的钢板上浇筑一层４～８ｃｍ的浇注式沥青混凝土，形成浇注式沥青混凝土层；　６）防水粘结层的摊铺：　首先在浇注式沥青混凝土层表面上喷洒一层高粘度改性沥青，喷洒的高粘度改性沥青的厚度为１～３ｍｍ，再撒布一层粒径为２．３６～４．７５ｍｍ的玄武岩碎石，撒布量为３．０～４．０ｋｇ／ｍ↑［２］，形成防水粘结层；　７）抗滑降噪磨耗层的摊铺：　在防水粘结层上铺设一层抗滑降噪磨耗层，抗滑降噪磨耗层的厚度为３～５ｃｍ；所述的抗滑降噪磨耗层的材料为ＳＭＡ沥青混凝土或开级配沥青混凝土。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡曙光，谢先启，丁庆军，邓利明，黄修林，黄晓霞，黄绍龙，王小磊，
申请(专利权)人：武汉市市政建设集团有限公司，武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]