马房大桥钢箱梁正交异性板铺装病害处治方案.docxVIP

马房大桥钢箱梁正交异性板铺装病害处治方案 1 马房大桥的加固与发展 马桥大桥位于广东省四会市。它于1984年竣工，是一条连接北江的两座铁路桥。公路桥和铁路桥平行支撑在同一个桥墩。公路桥为14孔64 m简支钢箱梁,正交异性板钢桥面,桥长919.6 m,行车道宽9 m+人行道2×1.5 m,设计荷载汽-20、挂-100。1984年建桥时,桥面铺装结构层为:环氧铝粉漆+环氧煤焦油+阿油氯丁胶乳改性沥青混凝土。然而,竣工营运3个月后出现横向、斜向的裂缝,并可见到钢板。为此,1989年重新进行桥面铺装设计,首先铺设试验段,采用的铺装方案是环氧沥青漆+阿油改性沥青(阿油+PE+20% 30目橡胶粉)的粘接层+7 cm沥青混凝土(两层),接头处沥青混凝土掺加钢钎维;经过18个月使用后进行整个桥面铺装。然而全桥铺装后很快产生裂缝、推移、坑槽等病害。因此,很有必要研究马房大桥病害的处治问题。 针对马房大桥钢箱梁正交异性板的特点,分析马房大桥沥青混凝土铺装病害的原因,结合国内外钢桥铺装的经验和教训,确定该桥的铺装层结构处治方案,如图1所示。 2 钢桥面地板处理 2.1 添加水孔,铣削地面混凝土 原桥面的处理包括桥面沥青混凝土的铲除、伸缩缝和钢板剪力筋的拆除和泄水孔的增设和改造。首先,用铣刨机清除上层沥青混凝土,铣刨时注意桥面板有3.5 cm高的铆钉;用人工铲除剩余沥青混凝土,然后用二甲苯人工擦除钢板上及连接板铆钉和边角部位的沥青,保证钢桥表面无残留沥青。 2.2 钢板表面污染物的控制 由于马房大桥使用多年,防锈处理时须注意:① 应尽量减少对钢板的损伤;② 采用清洁剂彻底清除钢板表面的油、油脂等污物;③ 用高压喷射淡水,清洗整个桥面;④ 喷砂、除锈光洁度控制在Sa2.5级,粗糙度控制在40~80 μm;⑤ 喷涂环氧富锌漆,干膜厚度控制在50~75 μm,与钢板的附着力应大于5 MPa,喷除过程中要注意防潮,严禁雨淋,保持通风,并达到养生期限。 2.3 沥青撒布和改性沥青 桥面铺装中,有两层粘接层,一层位于钢板与下面层沥青混凝土之间,另一层位于上下两层沥青混凝土之间。两层粘接层均起粘接和防水作用。因此,在钢板上洒布粘接层之前,将强力胶与直径1.18~2.36 mm的碎石按2∶10的比例均匀拌和后,用人工撒铺;撒铺6 h后,采用强胶按0.042 kg/m2的用量将强力胶碎石复涂一遍,养生3 d,形成碎石胶粘层;然后洒布粘层油。 两层粘层施工采用不同的沥青洒布用量和不同规格的碎石撒布量:① 钢板上实际洒布改性沥青为1.52 kg/m2(平均值),撒布碎石直径2.36~4.75 mm为 4.0 kg/m2;② 沥青混凝土上下层间实际洒布改性沥青为1.67 kg/m2(平均值),撒布碎石直径4.75~9.5 mm的用量为满铺的60%;③ 改性沥青洒布温度控制在160~170℃之间。洒布改性沥青和撒布碎石之后,用2台18 t轮胶压路机来回碾压一遍。采用法国的沥青洒布车和碎石撒铺车进行粘接层施工,其均匀性和剂量能得到有效控制。由于原设计采用软化点大于90℃的壳牌Cariphal改性沥青经过试验软化点只有85℃左右,针入度偏大。因此,为了改善粘层沥青品质,在原改性沥青中掺加10%的固体沥青,使之达到表1的粘接层实际施工技术指标。 2.4 铺设沥青路堤 2.4.1 沥青混合料制造 桥面沥青混凝土铺装分两层:上面层为SAC13,下面层为SAC10。沥青混合料采用壳牌Caribit改性沥青+10%的固体沥青;采用玄武岩集料,用反击破碎机加工而成;外掺剂有水泥、橡胶粉和聚酯Boni纤维3种。 2.4.2 外掺剂、纤维用量 沥青混合料的拌和采用间歇式沥青混合料拌和机,石料加热温度190~200℃,沥青加热温度180~190℃,混合料出厂温度185~190℃。外掺剂从拌和仓观察口加入,掺配数量为:橡胶粉30%(沥青的重量比),聚酯Boni纤维0.34%(沥青混合料重量比),用水泥代替矿粉的用量为7%。按3%设计孔隙率确定油石比,SAC13油石比实际用量为5.3%,SAC10为5.2%。混合料拌和时间为干拌30 s,湿拌30 s。表2和表3分别为混合料设计级配和沥青混凝土技术指标。 2.4.3 混合材料的运输 混合料运输采用10 t自卸汽车运输,用篷布覆盖沥青混合料,以保湿、防雨和防尘。运到摊铺现场的沥青混合料温度不得低于170℃。 2.4.4 混合料压实方式 混合料摊铺采用ABG摊铺机,摊铺宽度9.0 m,在摊铺机上调整桥面横坡。沥青混合料摊铺温度不低于170℃,松铺系数为1.2。摊铺作业过程中,分料室中的沥青混合料应保持不低于螺旋分料器的轴顶。 混合料碾压采用2台12 t钢轮压路机、2台16~20 t轮胎压路机和1台11 t钢轮压路机。碾压方式为:12 t双钢轮压路机采用