摘要：本文對(duì)鋼筋混凝土橋柔性橋面鋪裝的早期病害及其原因進(jìn)行了分析與研究，在總結(jié)當(dāng)前國(guó)內(nèi)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)分析主要方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析，提出了用有限元進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，需要重點(diǎn)研究的幾個(gè)問(wèn)題，指出了今后主要的研究方向。
關(guān)鍵詞：水泥 混凝土 橋面瀝青 混凝土橋面 鋪裝
1．概述
橋面鋪裝層直接承受行車(chē)荷載、梁體變形和環(huán)境因素的作用，其變形和應(yīng)力特征與主梁及橋面板結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān)，一方面可分散荷載并參與橋面板的受力，另一方面起聯(lián)結(jié)各主梁共同受力的作用；既是橋面保護(hù)層又是橋面結(jié)構(gòu)的共同受力層，所以具有足夠的強(qiáng)度和良好的整體性，并具有足夠的抗裂、抗沖擊、耐磨性能。
近年來(lái)我國(guó)公路橋梁建設(shè)快速發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新，大跨橋梁已很普遍，但橋面鋪裝的設(shè)計(jì)與施工仍沿用傳統(tǒng)的習(xí)慣做法，在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)橋面鋪裝層一般不作專(zhuān)門(mén)的計(jì)算分析。隨著交通量和重型車(chē)輛的增加，橋面鋪裝問(wèn)題普遍[1-6].這不僅妨礙了正常交通，影響了橋面的美觀，更易造成交通事故，也給維修工作帶來(lái)了很大困難。近年來(lái)，人們對(duì)于因橋面鋪裝問(wèn)題造成的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失給予了足夠的重視。橋面鋪裝的早期損壞已成為影響高速公路使用功能的發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的一大病害。
橋面柔性鋪裝能大大緩和行車(chē)對(duì)橋面板的沖擊，較易達(dá)到運(yùn)營(yíng)中平穩(wěn)舒適的要求，隨著瀝青材料性能的改進(jìn)，應(yīng)用將更加廣泛。但現(xiàn)行規(guī)范[7]對(duì)瀝青鋪裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要從所用材料、做法及厚度等方面作了指導(dǎo)性的說(shuō)明，關(guān)于具體的設(shè)計(jì)理論與方法還是空白，鋪裝層的設(shè)計(jì)無(wú)章可循。這就造成了在實(shí)際設(shè)計(jì)中，橋面鋪裝層只作為橋梁工程的附屬結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者對(duì)其甚少花費(fèi)精力，從而為橋面鋪裝的早期損壞埋下了隱患。因此，應(yīng)加快對(duì)橋面鋪裝，特別是結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理和設(shè)計(jì)理論方面的研究。
2．破壞形式
瀝青混凝土橋面鋪裝與正常路面和水泥混凝土橋面鋪裝相比，損壞形式有所不同[8，9].主要有：①鋪裝層內(nèi)部產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，引起不確定破壞面的剪切變形，或者由于鋪裝層與橋面板層間結(jié)合面粘結(jié)力差，抗水平剪切能力較弱，在水平方向上產(chǎn)生相對(duì)位移發(fā)生剪切破壞，產(chǎn)生推移、擁包等病害；②因溫度變化并伴隨橋面板或梁結(jié)構(gòu)的大撓度而產(chǎn)生的裂隙，在車(chē)輛荷載及滲入的水的作用下產(chǎn)生面層松散和坑槽破壞。
歐美自20世紀(jì)70年代以來(lái)在橋面鋪裝中廣泛使用防水層，隨著交通量的增加，出現(xiàn)了一些新問(wèn)題，如面層的早期破損、開(kāi)裂、坑槽、防水層與面層和橋面粘結(jié)強(qiáng)度不足而產(chǎn)生推移等病害。近年來(lái)，在我國(guó)的部分地區(qū)如北京、天津等地的橋面防水層也出現(xiàn)了相應(yīng)的病害。
設(shè)防水層的水泥混凝土橋橋面瀝青混凝土鋪裝在行車(chē)荷載作用下的破壞形式一般為剪切破壞，常表現(xiàn)為擁包和推移現(xiàn)象。剪切破壞有兩種情況：一是橋面鋼筋混凝土模量遠(yuǎn)大于瀝青混凝土和防水層的模量，加之瀝青混凝土層厚度較薄，瀝青層內(nèi)產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力而引起的無(wú)確定破壞面的剪切變形；二是防水層與瀝青混凝土面層和橋面層間粘結(jié)力不足而發(fā)生剪切破壞。因此，剪切破壞是設(shè)防水層的水泥混凝土橋面瀝青混凝土鋪裝損壞的主要原因，故在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)基于兩種形式的剪切破壞分別加以計(jì)算分析。
關(guān)鍵詞：水泥 混凝土 橋面瀝青 混凝土橋面 鋪裝
1．概述
橋面鋪裝層直接承受行車(chē)荷載、梁體變形和環(huán)境因素的作用，其變形和應(yīng)力特征與主梁及橋面板結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān)，一方面可分散荷載并參與橋面板的受力，另一方面起聯(lián)結(jié)各主梁共同受力的作用；既是橋面保護(hù)層又是橋面結(jié)構(gòu)的共同受力層，所以具有足夠的強(qiáng)度和良好的整體性，并具有足夠的抗裂、抗沖擊、耐磨性能。
近年來(lái)我國(guó)公路橋梁建設(shè)快速發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新，大跨橋梁已很普遍，但橋面鋪裝的設(shè)計(jì)與施工仍沿用傳統(tǒng)的習(xí)慣做法，在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)橋面鋪裝層一般不作專(zhuān)門(mén)的計(jì)算分析。隨著交通量和重型車(chē)輛的增加，橋面鋪裝問(wèn)題普遍[1-6].這不僅妨礙了正常交通，影響了橋面的美觀，更易造成交通事故，也給維修工作帶來(lái)了很大困難。近年來(lái)，人們對(duì)于因橋面鋪裝問(wèn)題造成的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失給予了足夠的重視。橋面鋪裝的早期損壞已成為影響高速公路使用功能的發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的一大病害。
橋面柔性鋪裝能大大緩和行車(chē)對(duì)橋面板的沖擊，較易達(dá)到運(yùn)營(yíng)中平穩(wěn)舒適的要求，隨著瀝青材料性能的改進(jìn)，應(yīng)用將更加廣泛。但現(xiàn)行規(guī)范[7]對(duì)瀝青鋪裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要從所用材料、做法及厚度等方面作了指導(dǎo)性的說(shuō)明，關(guān)于具體的設(shè)計(jì)理論與方法還是空白，鋪裝層的設(shè)計(jì)無(wú)章可循。這就造成了在實(shí)際設(shè)計(jì)中，橋面鋪裝層只作為橋梁工程的附屬結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者對(duì)其甚少花費(fèi)精力，從而為橋面鋪裝的早期損壞埋下了隱患。因此，應(yīng)加快對(duì)橋面鋪裝，特別是結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理和設(shè)計(jì)理論方面的研究。
2．破壞形式
瀝青混凝土橋面鋪裝與正常路面和水泥混凝土橋面鋪裝相比，損壞形式有所不同[8，9].主要有：①鋪裝層內(nèi)部產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，引起不確定破壞面的剪切變形，或者由于鋪裝層與橋面板層間結(jié)合面粘結(jié)力差，抗水平剪切能力較弱，在水平方向上產(chǎn)生相對(duì)位移發(fā)生剪切破壞，產(chǎn)生推移、擁包等病害；②因溫度變化并伴隨橋面板或梁結(jié)構(gòu)的大撓度而產(chǎn)生的裂隙，在車(chē)輛荷載及滲入的水的作用下產(chǎn)生面層松散和坑槽破壞。
歐美自20世紀(jì)70年代以來(lái)在橋面鋪裝中廣泛使用防水層，隨著交通量的增加，出現(xiàn)了一些新問(wèn)題，如面層的早期破損、開(kāi)裂、坑槽、防水層與面層和橋面粘結(jié)強(qiáng)度不足而產(chǎn)生推移等病害。近年來(lái)，在我國(guó)的部分地區(qū)如北京、天津等地的橋面防水層也出現(xiàn)了相應(yīng)的病害。
設(shè)防水層的水泥混凝土橋橋面瀝青混凝土鋪裝在行車(chē)荷載作用下的破壞形式一般為剪切破壞，常表現(xiàn)為擁包和推移現(xiàn)象。剪切破壞有兩種情況：一是橋面鋼筋混凝土模量遠(yuǎn)大于瀝青混凝土和防水層的模量，加之瀝青混凝土層厚度較薄，瀝青層內(nèi)產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力而引起的無(wú)確定破壞面的剪切變形；二是防水層與瀝青混凝土面層和橋面層間粘結(jié)力不足而發(fā)生剪切破壞。因此，剪切破壞是設(shè)防水層的水泥混凝土橋面瀝青混凝土鋪裝損壞的主要原因，故在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)基于兩種形式的剪切破壞分別加以計(jì)算分析。