现代钢桥桥面结构.ppt

内内 容容钢桥面钢桥面32钢筋混凝土桥面钢筋混凝土桥面1概述概述桥面分类桥面分类公路钢桥桥面公路钢桥桥面铁路钢桥桥面铁路钢桥桥面桥面系梁格桥面系梁格桥面的构造桥面的构造桥面板的受力特性桥面板的受力特性桥面板设计计算方法桥面板设计计算方法桥面的构造、连接桥面的构造、连接桥面板的计算方法桥面板的计算方法桥面板的力学特性与有效宽度计算桥面板的力学特性与有效宽度计算桥面板设计计算和构造细节处理中应特别注意的问题桥面板设计计算和构造细节处理中应特别注意的问题一、概述桥面梁格、桥面板、桥面铺装、排水防水系统、人行道、护轮带、栏杆桥面梁格、桥面板、桥面铺装、排水防水系统、人行道、护轮带、栏杆、照明灯具、伸缩缝等。、照明灯具、伸缩缝等。桥面一般构造桥面一般构造桥面系的主要承重结构桥面系的主要承重结构桥面系结构的分类桥面系结构的分类按桥面系承受的荷载和功能不同进行分类按桥面系承受的荷载和功能不同进行分类铁路桥面铁路桥面公路桥面公路桥面按承重结构的主要材料进行分类按承重结构的主要材料进行分类混凝土桥面混凝土桥面钢桥面钢桥面木桥面木桥面按桥面系的受力性能进行分类按桥面系的受力性能进行分类结合桥面结合桥面非结合桥面非结合桥面桥面板同时参与桥面系梁格或者主梁共同工作的桥面桥面板同时参与桥面系梁格或者主梁共同工作的桥面桥面系结构的作用桥面系结构的作用直接承受桥上车轮直接承受桥上车轮荷载荷载并且将它并且将它传递到主梁传递到主梁的主要结构。的主要结构。设计荷载中，活载比例往往大于恒载，易产生疲劳破坏；设计荷载中，活载比例往往大于恒载，易产生疲劳破坏；桥面铺装原因；桥面铺装原因；轨道的磨耗、损伤等原因；轨道的磨耗、损伤等原因；桥面板容易受到冲击桥面板容易受到冲击桥面系结构是钢桥各构件中工作状态最为不利的结构之一桥面系结构是钢桥各构件中工作状态最为不利的结构之一正确选择桥面系结构正确选择桥面系结构公路桥桥面：通常采用混凝土桥面和钢桥面公路桥桥面：通常采用混凝土桥面和钢桥面1保证：耐久性、抗滑性；表面平滑保证：耐久性、抗滑性；表面平滑铁路桥桥面：通常采用混凝土桥面和无道碴的梁格系明桥铁路桥桥面：通常采用混凝土桥面和无道碴的梁格系明桥面面2保证：轨道稳定；减小振动和噪声；易养护和维修保证：轨道稳定；减小振动和噪声；易养护和维修结合桥面：采用要慎重。结合桥面：采用要慎重。结合桥面结构中，桥面板作为主梁的一部分，可以节约材料。但是，桥面结构结合桥面结构中，桥面板作为主梁的一部分，可以节约材料。但是，桥面结构承受很大的活载和集中荷载作用，容易受到不同的损伤，往往需要维修。结合承受很大的活载和集中荷载作用，容易受到不同的损伤，往往需要维修。结合桥面参与主梁共同作用，桥面维修时会影响桥梁主体受力结构。桥面参与主梁共同作用，桥面维修时会影响桥梁主体受力结构。3大跨度桥梁的桥面系结构：通常采用钢桥面等轻型桥面结构大跨度桥梁的桥面系结构：通常采用钢桥面等轻型桥面结构桥面结构自重在钢桥的总设计荷载中占很大比重，减轻桥面结构重量对于减轻钢桥面结构自重在钢桥的总设计荷载中占很大比重，减轻桥面结构重量对于减轻钢桥恒载、提高跨越能力和经济效益意义重大。桥恒载、提高跨越能力和经济效益意义重大。4公路钢桥桥面公路钢桥桥面主要有主要有桥面板桥面板和和桥面铺装桥面铺装组成。组成。直接承受桥上车轮直接承受桥上车轮荷载荷载并将其并将其传递到桥道梁传递到桥道梁或或主梁主梁。公路桥桥面公路桥桥面钢筋混凝土桥面钢筋混凝土桥面板板通常采用：钢筋混凝土桥面板、预应力混凝土桥面板、钢桥面板通常采用：钢筋混凝土桥面板、预应力混凝土桥面板、钢桥面板 （正交异性钢桥面板）（正交异性钢桥面板）1各类桥面板的使用范围：各类桥面板的使用范围：由顶板和纵横加劲组成，既作为桥面直接承受车轮荷载，又由顶板和纵横加劲组成，既作为桥面直接承受车轮荷载，又是主梁上翼板的一部分。主要应用于是主梁上翼板的一部分。主要应用于大跨度桥梁大跨度桥梁和和主梁高度受限制时主梁高度受限制时。：造价低，施工较容易。主要应用于造价低，施工较容易。主要应用于中小跨径中小跨径桥梁。桥梁。：桥面保护层，是车轮直接作用的部分。桥面保护层，是车轮直接作用的部分。：给车轮提供足够摩擦力；防止车辆轮胎或履带直接：给车轮提供足够摩擦力；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；分布车辆磨耗行车道板；保护主梁免受雨水侵蚀；分布车辆 轮重的集中荷载。轮重的集中荷载。2：主要有水泥混凝土和沥青混凝土两种形式。主要有水泥混凝土和沥青混凝土两种形式。：刚性大、造价低、耐磨性能好；易开裂、摩擦系数小：刚性大、造价低、耐磨性能好；易开裂、摩擦系数小 、修补麻烦。适于、修补麻烦。适于重载交通重载交通的的小跨径小跨径桥梁。桥梁。：造价高、易老化、易变形；摩擦系数大、重量轻、柔：造价高、易老化、易变形；摩擦系数大、重量轻、柔 性好、振动小、维修养护方便。适于性好、振动小、维修养护方便。适于较大跨径较大跨径桥梁。桥梁。铁路钢桥桥面铁路钢桥桥面主要有主要有明桥面明桥面和和道碴桥面道碴桥面两种形式，设有防水层。不设桥面铺装。两种形式，设有防水层。不设桥面铺装。明桥面明桥面铁路桥最常用的桥面形式铁路桥最常用的桥面形式没有道碴，主要有：桥枕、护木、正轨及护轨等。没有道碴，主要有：桥枕、护木、正轨及护轨等。直接设在主梁或纵梁上，之间的净距不宜超过直接设在主梁或纵梁上，之间的净距不宜超过210mm；用于固定桥枕之间的相对位置。用于固定桥枕之间的相对位置。铁路桥梁明桥面结构示意图铁路桥梁明桥面结构示意图1道碴桥面道碴桥面通常用于通过城市或住宅密集地段的桥梁通常用于通过城市或住宅密集地段的桥梁有道碴，可以减小噪音、便于维修。但是自重较大。有道碴，可以减小噪音、便于维修。但是自重较大。2铁路桥梁道碴桥面结构示意铁路桥梁道碴桥面结构示意图图桥面系梁格桥面系梁格桁架桥、拱桥、下承式梁桥等，常设置横梁、纵梁。桁架桥、拱桥、下承式梁桥等，常设置横梁、纵梁。桁架节点、桁架节点、拱肋、系梁拱肋、系梁节点。节点。横梁和纵梁在平面上通常布置成梁格的形式，支承桥面板横梁和纵梁在平面上通常布置成梁格的形式，支承桥面板桥面板桥面板 荷载荷载纵梁连接于横梁上纵梁连接于横梁上纵梁支承于横梁顶板纵梁支承于横梁顶板上上桥面板桥面板 荷载荷载二、钢筋混凝土桥面钢筋混凝土桥面板：自重较大（通常钢筋混凝土桥面板：自重较大（通常57kN/m2）。）。经济、整体性好、受力可靠、设计施工简单。经济、整体性好、受力可靠、设计施工简单。中小跨径中小跨径公路钢桥常用桥面形式。公路钢桥常用桥面形式。钢筋混凝土桥面的构造钢筋混凝土桥面的构造桥面标高的调整桥面标高的调整1桥梁横截面标高通常是变化的桥梁横截面标高通常是变化的。(1)翼缘板厚度翼缘板厚度的变化、工地接头的变化、工地接头螺栓等引起翼缘板顶面不平整；螺栓等引起翼缘板顶面不平整；(2)设置桥面设置桥面横坡横坡或或超高超高的需要。的需要。桥梁横截面标高的调整方法桥梁横截面标高的调整方法(1)调整墩台顶面标高调整墩台顶面标高适合于桥面横坡不变的情况；适合于桥面横坡不变的情况；缺点是：主梁腹板与横梁的连接会出现倾斜或各主梁的横梁设置缺点是：主梁腹板与横梁的连接会出现倾斜或各主梁的横梁设置 位置高度不同位置高度不同(2)钢梁腹板采用不同的截面高度钢梁腹板采用不同的截面高度较少采用较少采用桥面板铺装1:3以下以下1:3以下以下maxb桥面板铺装1:3以下以下1:3以下以下(3)采用变厚度桥面板或设置三角垫层采用变厚度桥面板或设置三角垫层很少采用很少采用缺点是：钢桥的自重增加较多缺点是：钢桥的自重增加较多(4)根据桥面标高需要，桥面板设置不同高度的倒梯形梗肋根据桥面标高需要，桥面板设置不同高度的倒梯形梗肋常采用常采用特点是：构造简单、桥面板可以做成等厚度结构，自重增加较小；特点是：构造简单、桥面板可以做成等厚度结构，自重增加较小；可适应翼缘板顶面不平整和桥面横坡或超高的变化；可适应翼缘板顶面不平整和桥面横坡或超高的变化；增加桥面板支承处的截面高度；增加桥面板支承处的截面高度；满足梁端桥面板变厚度的需要。满足梁端桥面板变厚度的需要。工字型钢板梁桥钢筋混凝土桥面板倒梯形梗肋工字型钢板梁桥钢筋混凝土桥面板倒梯形梗肋埋入式模板埋入式模板1:3以下以下1:3以下以下钢筋混凝土桥面板横断面示意图钢筋混凝土桥面板横断面示意图钢箱梁桥钢筋混凝土桥面板的倒梯形梗肋钢箱梁桥钢筋混凝土桥面板的倒梯形梗肋1:3以下以下1:3以下以下梗肋高度较矮、箱梁宽度较小梗肋高度较矮、箱梁宽度较小而且恒载增加不大时常采用。而且恒载增加不大时常采用。倒梯形梗肋需满足的条件：倒梯形梗肋需满足的条件：(1)梗肋坡度不宜大于梗肋坡度不宜大于1:3减小桥面板截面变化处的应力集中；减小桥面板截面变化处的应力集中；(2)梗肋总高度满足桥面标高需要；梗肋总高度满足桥面标高需要；(3)梗肋最小高度的要求如下图。梗肋最小高度的要求如下图。梗肋最小高度梗肋最小高度(mm)80以上以上30以上以上桥面板铺装桥面板铺装1:3以下以下钢板梁桥钢筋混凝土桥面板钢板梁桥钢筋混凝土桥面板悬臂部分悬臂部分构造构造2截水槽截水槽截水槽截水槽边纵梁边纵梁挑梁挑梁边纵梁边纵梁挑梁挑梁边纵梁边纵梁挑梁挑梁边纵梁边纵梁挑梁挑梁80以上以上悬臂部分常用截面悬臂部分常用截面主主梁梁外外侧侧设设置置有有悬悬臂臂托托梁梁钢筋混凝土桥面板钢筋混凝土桥面板板厚板厚3严格限制钢桥的钢筋混凝土桥面板的严格限制钢桥的钢筋混凝土桥面板的强度强度和和裂缝宽度裂缝宽度，主要原因如下：，主要原因如下：(1)桥面板桥面板直接承受车轮荷载作用和车轮荷载的冲击作用，桥面板的活载直接承受车轮荷载作用和车轮荷载的冲击作用，桥面板的活载占总设计荷载的比例较大，占总设计荷载的比例较大，容易产生疲劳破坏容易产生疲劳破坏；(2)钢桥的刚度一般比钢筋混凝土桥梁小，桥面板的受力较复杂。特别是钢桥的刚度一般比钢筋混凝土桥梁小，桥面板的受力较复杂。特别是为了减小桥面板跨径在主梁与主梁之间设置刚度较小的纵梁时，主梁与为了减小桥面板跨径在主梁与主梁之间设置刚度较小的纵梁时，主梁与纵梁刚度差别较大，使纵梁刚度差别较大，使桥面板受力不均匀桥面板受力不均匀；(3)桥面板厚桥面板厚度与钢筋混凝土主梁梁高相比很小，截面尺寸的误差对度与钢筋混凝土主梁梁高相比很小，截面尺寸的误差对桥面桥面板承载能力板承载能力的影响较大；的影响较大；(4)桥面板桥面板直接承受超重车辆的车轮集中荷载，使得桥面板承受的直接承受超重车辆的车轮集中荷载，使得桥面板承受的实际荷实际荷载大于设计荷载载大于设计荷载；(5)桥面板桥面板容易受到桥面上雨水等的侵蚀，钢筋容易被腐蚀容易受到桥面上雨水等的侵蚀，钢筋容易被腐蚀。我国我国公路桥涵设计规范公路桥涵设计规范中对钢筋混凝土桥面板有较详细的规定。中对钢筋混凝土桥面板有较详细的规定。国外通常采取国外通常采取增加板厚增加板厚和和限制桥面板主筋使用应力限制桥面板主筋使用应力的方法，提高桥面板的方法，提高桥面板的承载能力和耐久性。的承载能力和耐久性。日本日本道路桥示方书道路桥示方书中对钢筋混凝土桥面板的一些规定：中对钢筋混凝土桥面板的一些规定：桥面板桥面板最小厚度的要求：最小厚度的要求：桥面板的类型桥面板的类型桥面板的跨度方向桥面板的跨度方向垂直于行车方向垂直于行车方向平行于行车方向平行于行车方向简支板简支板40L+11065L+130连续板连续板30L+11050L+130悬臂板悬臂板00.25m80L+210车行道部分桥面板车行道部分桥面板最小厚度除满足上表外，不得小于最小厚度除满足上表外，不得小于160mm。钢筋最大使用应力要小于普通钢筋混凝土结构钢筋容许应力的钢筋最大使用应力要小于普通钢筋混凝土结构钢筋容许应力的80%。结合梁等维修困难的桥梁，钢筋最大使用应力一般控制在普通钢筋混结合梁等维修困难的桥梁，钢筋最大使用应力一般控制在普通钢筋混凝土结构钢筋容许应力的凝土结构钢筋容许应力的67%以内。以内。计算跨径计算跨径L的规