桥面部分通常包括桥面铺装、防水和排水设施、伸缩装置、人行道(或安全带)、缘石、栏杆、和灯柱等构造。
桥面铺装
行车道铺装的功用:防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板、保护主梁免受雨水侵蚀、对车辆轮重的集中荷载起分布作用。(主要起保护主梁和承受荷载、磨耗的作用,部分桥面铺装也参与受力)
桥面铺装的要求:有一定的强度,防止开裂,并保证耐磨、平整、抗车辙、行车舒适、抗滑、不透水,与桥面板结合良好等。
主要铺装型式:水泥混凝土,造价低,耐磨性能好,适合重载交通,但养生期长,日后修补较麻烦
沥青混凝土,铺装重量较轻,维修养护方便,通车速度快,但易老化和变形
钢纤维混凝土,弯拉强度高,抗裂,抗疲劳, 耐磨,抗冲击,可取代钢筋混凝土,减薄道面厚度,提高工程质量,降低工程维修费用,延长工程使用寿命。
沥青表面处治和泥结碎石桥面铺装,耐久性较差,仅在中级或低级公路桥梁上使用。
厚度为0.06 ~ 0.08m,一般不作受力计算,如在施工中能确保铺装层与行车道板紧密结合成整体,则铺装层的混凝上(除去作为车轮磨耗部分,可取0.01-0.02m厚外)还可以计算在行车道的厚度内和行车道板共同受力。为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性(亦能起联系各主梁共同受力的作用),一般宜在混凝土中铺设直径为4-6mm的钢筋网。
桥面纵横坡
是桥面铺装的一部分,目的是以利雨水迅速排除,防止或减少雨水对铺装层的渗透,从而保护行车道板,延长桥梁使用寿命。
桥面的纵坡,一般都做成双向纵坡,桥中心设置竖曲线,纵坡一般以不超过3%为宜;
桥面的横坡,一般采用1.5%~3%。
行车道路面普遍采用抛物线形横坡,人行道则用直线形。横坡可以直接设在墩台顶部,从而使桥梁上部结构成双向倾斜。横坡也可以直接设在行车道板上,先铺设一层厚度变化的混凝土三角形垫层,形成双向倾斜,再铺设等厚的混凝土铺装层,横坡还可以支座垫石高度变化来形成或通过行车道板做成倾斜来实现。
横坡设置型式(一般采用1.5 ~ 3%)1、将横坡直接设在墩台顶部2、将横坡直接设在行车道板上3、将行车道板做成倾斜面而形成横坡4、调整支座垫石高度。
板式橡胶支座在墩帽上的设置与桥梁纵坡和桥面横坡的关系:当桥梁纵坡不大于1%时,板式橡胶支座可直接设于墩帽上;当桥梁纵坡大于1%时,应在梁底采取措施,使支座保持水平。当桥面横坡不大于2%时,板式橡胶支座可直接设于墩帽顶面横坡上,当板桥桥面横坡大于2%时,应采取措施予以调整。
防水层
桥面铺装的组成部分,位置设置在桥梁行车道板的顶面,三角垫层之上(涵洞三角垫层通常是在盖板明涵上,由于路拱横坡的原因,在涵洞台帽上设置三角垫层,使涵洞表面形成路拱横坡。作用:将透过桥面铺装层的雨水汇集到排水设备(泄水管)排出。
材料要求:不透水,有一定的强度、弹性和韧性,耐蚀性和耐老化性较好
常用贴式防水层,由两层防水卷材(如油毛毡)和三层粘结材(沥青胶砂)相间组合而成,一般厚1 ~ 2cm。
构造要求-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;截面横向两侧,则应伸过缘石底面从人行道与缘石砌缝里向上叠起0.1m。
铁路桥梁常用的防水层-由两层石棉沥青中夹沥浸制麻布,其上再铺一层沥青混凝土保护层构成;公路桥梁中常用的防水层有沥青涂胶下封层、涂刷高分子聚合物涂料和铺装沥青或改性沥青防水卷材,以及浸渍沥青的的无纺土工布等。
排水系统
作用:为防止雨水积滞于桥面并渗入梁体,除在桥面铺装内设置防水层外,还应使桥上的雨水迅速引导排出桥外,为此在桥梁设计时要有一个完整的排水系统。
设计: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上排水,桥上就可以不设泄水管。当桥面纵坡大于2%,而桥长大于50m时,需要设置泄水管,每隔12 ~ 15m长度设置一个。泄水管可沿行车道两侧左右对称排列,也可交错排列。当桥面纵坡小于2%时,泄水管就需要设置更密一些,一般每隔6~8m设置一个。泄水管的过水面积通常每平方米桥面上不小于2×10-4~3×10-4m2,泄水管也可布置在人行道下面。桥面水通过设在缘石或人行道构件侧面的进水孔流入泄水孔,并在泄水孔的三个周边设置相应的聚水槽,起到聚水、导流和拦截作用。为防止大块垃圾进入堵塞泄水道,在进水的入口处设置金属栅门。
常用类型:金属(铸铁)泄水管、钢筋混凝土泄水管、横向排水孔道、封闭式排水系统。
桥梁伸缩装置
原因和作用:桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩徐变等影响下将会发生伸缩变形。为满足桥面按照设计自由变形,同时又保证车辆能平顺通过,就要在相邻两梁端之间以及在梁端与桥台或桥梁的铰接位置上预留断缝,并在桥面设置伸缩装置。(在设置伸缩装置处,栏杆和桥面均需断开)
构造要求:在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向,均能自由伸缩;牢固可靠;车辆驶过时应平顺、无突跳与噪声;可防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞;安装、检查、养护、清除污物简易方便。
桥梁下部构造设置变形缝作用:为了减少温度变化、混凝土收缩和徐变、地基不均匀沉降以及其他外力所产生的影响。
伸缩装置类型的选用,主要取决于桥梁的伸缩量,其计算公式为:对于大跨度桥梁尚应计入因荷载作用及梁体上、下部温差等所引起梁端转角产生的伸缩变形量。
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一般用于伸缩量在40mm以下的常规桥梁工程上;嵌固对接型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。
2、钢制支承式伸缩缝:(梳齿板)钢制型式伸缩缝是用钢材装配制成的,能直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,现也用于混凝土梁。
3、橡胶组合剪切式伸缩缝:橡胶板式 这类伸缩装置是一种具有刚柔结合的装置。它承受荷载之后,有一定的竖向刚度,所以具有跨径间隙能力大(即伸缩量大),行车平稳的优点。
4、模数支承式伸缩缝:毛勒式 这类伸缩装置利用吸震缓冲性能好又容易做到密封的橡胶材料,与强度高刚性好的异型钢材组合的,在大位移量情况下能承受车辆荷载。茂勒属于此种。
5、无缝式伸缩缝:无缝式伸缩装置,是接缝构造不伸出桥面时,在桥梁端部的伸缩间隙中填入弹性材料并铺上防水材料,然后在桥面铺装层铺筑粘弹性复合材料,使伸缩接缝处的桥面铺装与其它铺装部分形成一连续体,以连接缝的沥青混凝土等材料的变形承受伸缩的一种构造。
l 人行道
人行道是用路缘石或护栏及其它类似设施加以分隔的专门供人行走的部分。
按人行道在桥梁结构中所处标高不同有以下几种形式:1、人行道设在桥道承重结构的顶面,而且高出行车道。2、双层桥面布置,即人行道(含非机动车道)与行车道布置在两个标高不同的桥面系。
按人行道的施工方法分又有就地浇筑式、预制装配式、部分装配和部分现浇的混合式。1、就地浇筑式的人行道用于跨径较小的桥梁中。2、预制装配式的人行道,是将人行道做成预制块件安装,按预制块件分有整体式和分块式两种。按安装在桥上的型式分有悬臂式和搁置式两种。
人行道顶面一般铺设20mm厚的水泥砂浆或沥青砂作为面层,并以此形成人行道顶面的排水横坡。
桥面铺装中若设贴式防水层,就要在人行道内侧设置缘石,以便把防水层伸过缘石底面,从人行道与缘石间的砌缝里向上起。人行道在桥面断缝处也必须做伸缩缝。现代桥梁人行道伸缩缝与行车道伸缩缝是连在一起的。
安全带
安全带是为保障交通安全,在行车道边缘设置高出行车道的带状构造物。不设人行道的桥上,两边应设宽度不小于0.25m,高为0.25-0.35m的护轮安全带。安全带可以做成预制块件或与桥面铺装层一起现浇。预制的安全带有矩形截面和肋板式截面两种,前者最为常用。现浇的安全带宜每隔2.5-3m做一断缝,以免参与主梁受力而被损坏。
栏杆
栏杆是桥上的安全设施,要求坚固;它也是桥梁的表面建筑,要求有一个美好的艺术造型。公路与城市道路的栏杆常用混凝土、钢筋混凝土、钢、铸铁或钢与混凝土混合材料制作。
栏杆从型式上分有节间式与连续式。 1、节间式,节间式由立柱、扶手及横档(或栏杆板)组成,扶手支承于立柱上。节间式便于预制安装,能配合灯柱设计。 2、连续式, 连续式具有连续的扶手,一般由扶手、栏杆板(柱)及底座组成。连续式有规则的栏杆板,富有节奏感,简洁、明快,但一般自重比较大。
灯柱: 在城市及城郊行人和车辆较多的桥梁上,要有照明设备,一般采用灯柱在桥面上照明。灯柱可以利用栏杆柱,也可单独设在人行道的内侧。灯柱的设计要经济合理,要确实能起到照明作用。同时也要符合在全桥的立面上具有统一的格调和型式。
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