本發(fā)明涉及一種道路橋梁施工領(lǐng)域，具體是指道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)及施工方法。

背景技術(shù)：

受技術(shù)、材料、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等條件的限制，道路橋梁一般由多跨組成，每跨橋面留有適應(yīng)材料脹縮變形的間隙，即伸縮縫，并配以使車輛平穩(wěn)通過橋面并滿足橋面變形需要的各種伸縮裝置。橋梁伸縮裝置長期暴露在大氣中，承受著來自車輛輪胎的磨損和沖擊作用，還承受著因熱脹冷縮、收縮徐變、基礎(chǔ)沉降等外界條件的影響，極易造成伸縮裝置破損并引起橋面乃至橋梁結(jié)構(gòu)的破壞。伸縮裝置的破壞反過來會引起更大的車輛沖擊荷載，影響行車舒適性，且維修困難、費用較大。

目前對道路橋梁伸縮縫的研究主要有三個方向：一是采用多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)減少伸縮裝置的數(shù)量，包括先簡支后連續(xù)和橋面連續(xù)等；二是將中小跨徑橋梁和路基路面綜合設(shè)計成半整體式或整體式全無縫橋梁；三是研制高性能的伸縮裝置，包括彈塑體伸縮裝置。方法一雖然減少了伸縮裝置的數(shù)量，但對伸縮裝置性能要求更高；方法二雖然在一定橋長范圍內(nèi)取消了伸縮裝置，但橋梁的無縫長度有限，國內(nèi)外最大無縫長度300m左右，難再有較大的突破；由于伸縮裝置材料、制作工藝和使用條件等原因的限制，方法三也研究進(jìn)展緩慢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種構(gòu)造簡單、安全可靠、工廠化和標(biāo)準(zhǔn)化程度高、應(yīng)用范圍廣、跨越長度大的適用于多跨中小跨徑的道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)及其施工方法。

本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)，包括兩個橋臺、間距設(shè)置在兩個橋臺之間的多個橋墩、及連接在每個橋臺上的護(hù)坡，所述的兩個橋臺和多個橋墩上安裝多跨預(yù)制梁，相鄰每跨預(yù)制梁端之間預(yù)留伸縮縫，所述的多跨預(yù)制梁上部設(shè)有連續(xù)無縫跨越該多跨預(yù)制梁的鋼橋面和鋪筑在所述鋼橋面上的瀝青混凝土；所述鋼橋面的橫向外部兩側(cè)分別設(shè)置防撞護(hù)欄，該防撞護(hù)欄與鋼橋面之間安裝多個沿橋梁縱向等距設(shè)置的擋塊；所述的瀝青混凝土兩側(cè)外緣設(shè)置排水孔，防撞護(hù)欄內(nèi)設(shè)有分別連通排水孔和接通至橋面外部的泄水管。

所述的鋼橋面是由沿橋梁軸線方向布置的多根工字鋼縱梁、橫向連接多根工字鋼縱梁的多根鋼橫隔梁、及固定安裝在多根工字鋼縱梁和多根鋼橫隔梁頂部的鋼面板組成，該多根工字鋼縱梁和多根鋼橫隔梁固定形成井字形鋼橋面骨架；每根所述的工字鋼縱梁長度與橋面總長度相同，每根工字鋼縱梁的下翼緣均由多個扣件彈性固定在預(yù)制梁上，每根工字鋼縱梁的縱向兩端點下翼緣底部與預(yù)埋在所述橋臺上的橋臺鋼板固定，相鄰兩根工字鋼縱梁之間的間距a=2m~3m；相鄰兩根鋼橫隔梁之間的間距b=3m~5m；所述鋼面板的總體平面是由多塊鋼面板a和多塊鋼面板b組成，每塊鋼面板與所述井字形鋼橋面骨架的井字形框格尺寸相同，且多塊鋼面板a安放在橋面最外側(cè)各一排，并懸出最外側(cè)工字鋼縱梁，多塊鋼面板b安放在其余井字形框格上，相鄰兩塊鋼面板的相接處平面為互相咬合的凹凸齒，該凹凸齒的凸處設(shè)有鋼面板螺栓連接在工字鋼縱梁和鋼橫隔梁的頂部；所述鋼面板的總寬度小于兩側(cè)防撞護(hù)欄內(nèi)側(cè)之間的寬度2cm~3cm，作為排泄橋面水的縫隙。

多個所述的擋塊設(shè)置在防撞護(hù)欄與鋼橋面的最外側(cè)工字鋼縱梁之間，每個擋塊均為矩形塊，相鄰兩個擋塊之間的間距為5m~7m，且每個擋塊的一端固定在最外側(cè)工字鋼縱梁的外側(cè)面上，另一端固定有橡膠塊，該橡膠塊的外側(cè)面與預(yù)埋在防撞護(hù)欄內(nèi)側(cè)面的護(hù)欄鋼板相貼。

所述的扣件是由彈性墊板、鋼墊板、軌距塊、彈條、平墊圈和扣件螺栓組成，該彈性墊板安放在預(yù)制梁上預(yù)埋的預(yù)制板鋼板上，并用軌距塊定位工字鋼縱梁，彈條壓緊工字鋼縱梁的下翼緣，再用平墊圈和扣件螺栓緊固工字鋼縱梁，每根工字鋼縱梁上的相鄰兩個扣件之間的間距d=50cm~60cm。

所述的預(yù)制梁與鋼橋面的疊合梁結(jié)構(gòu)計算模型根據(jù)經(jīng)典梁理論和彈性地基梁理論進(jìn)行建立：

⑴鋼橋面與彈性墊板之間、彈性墊板與預(yù)制梁之間光滑接觸，鋼橋面和預(yù)制梁獨立承受彎曲，共同承擔(dān)橋梁恒載和車輛荷載的作用；

⑵彈性墊板滿足文克勒假定，鋼橋面底某一點的壓力只與該點的沉陷有關(guān)，而與鋼橋面底其他各點的沉陷無關(guān)，鋼橋面單位面積所受的壓力與彈性墊板的沉陷成正比，其比例常數(shù)為k；

⑶彈性墊板只起著傳遞壓力的作用，即鋼橋面底的壓力不會在預(yù)制梁頂產(chǎn)生壓力重分布，彈性墊板不承受彎矩、彈性墊板自重作為預(yù)制梁的荷載；

由以上計算模型可知，鋼橋面實際是簡支梁上的彈性地基梁，預(yù)制梁為普通的簡支梁，于是可得鋼橋面與預(yù)制梁疊合梁在均布荷載作用下的線性微分方程組，進(jìn)而導(dǎo)出鋼橋面和預(yù)制梁彎矩和剪力計算公式，

公式一、

公式二、

在公式一、公式二中，

——鋼橋面或預(yù)制梁從一個端點至另一個端點之間的距離，；

d——彈性固定每根工字鋼縱梁上的相鄰兩個扣件之間的距離，cm；

——相鄰兩根工字鋼縱梁中心的距離，；

——鋼橋面在均布荷載和彈性墊板沉陷所受的壓力共同作用下的撓度曲線方程，；

——預(yù)制梁在均布荷載和鋼橋面?zhèn)鬟f壓力共同作用下的撓度曲線方程，；

——鋼橋面和瀝青混凝土恒載及車輛荷載的均布荷載強(qiáng)度總和，；

——預(yù)制梁、彈性墊板和找平層恒載均布荷載強(qiáng)度總和，；

——彈性墊板彈性系數(shù)，；

——鋼橋面計算寬度的抗彎剛度，；

——預(yù)制梁計算寬度的抗彎剛度，；

——鋼橋面計算寬度所受的彎矩，；

——預(yù)制梁計算寬度所受的彎矩，；

——鋼橋面計算寬度所受的剪力，；

——預(yù)制梁計算寬度所受的剪力，；

公式三、

在公式三中

——設(shè)計鋼橋面鎖定溫度，；

——當(dāng)?shù)貧v年最高鋼橋面溫度，；

——當(dāng)?shù)貧v年最低鋼橋面溫度，；

——保證鋼橋面滿足強(qiáng)度條件的允許降溫幅度，；

——保證鋼橋面滿足溫度條件的允許升溫幅度，；

——保證當(dāng)?shù)劁摌蛎婕竟?jié)性變化情況的設(shè)計鋼橋面鎖定溫度修整值，取0～5；

由公式一、公式二計算得到鋼橋面和預(yù)制梁所受控制彎矩和剪力后，再按有關(guān)規(guī)范計算車輛制動力，并與鋼橋面車輛荷載的橫向分布系數(shù)、材料強(qiáng)度分項系數(shù)、極限狀態(tài)設(shè)計方法的分項系數(shù)和由公式三計算的設(shè)計鋼橋面鎖定溫度引起的溫差內(nèi)力作多種組合，取其最不利情況下的控制內(nèi)力驗算鋼橋面和預(yù)制梁的結(jié)構(gòu)承載能力，再用有限元軟件計算復(fù)核，并滿足有關(guān)規(guī)范要求。

所述的鋼橋面最外側(cè)工字鋼縱梁中心至防撞護(hù)欄內(nèi)邊緣的距離為～50cm，即鋼面板a懸出最外側(cè)工字鋼縱梁中心為c=(30cm～50cm）-排泄橋面水縫隙(2cm～3cm)/2；所述工字鋼縱梁的單根總長度與橋面總長度相同，并多段焊接而成，每段定尺長度12.5m、25m、50m或100m，總高度130mm～190mm、上翼緣寬度68mm～75mm，下翼緣寬度114mm～150mm，腹板厚度13mm～20mm；所述的擋塊長度與鋼橋面最外側(cè)工字鋼縱梁中心至防撞護(hù)欄內(nèi)邊緣的距離c匹配，高度7cm～10cm、寬度3cm～5cm，橡膠塊厚度2cm，高度和寬度與擋塊尺寸相同。

所述的預(yù)制梁為鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，單跨跨徑5m～40m，安放在橋臺和橋墩頂?shù)闹ё?；所述的預(yù)制梁上按照扣件的設(shè)置位置預(yù)埋預(yù)制板鋼筋，在該預(yù)制板鋼筋上焊接預(yù)制板鋼板，預(yù)制板鋼筋與預(yù)制板鋼板之間用水泥瀝青砂漿彈性找平層找平，再在預(yù)制板鋼板上安放扣件并固定鋼橋面的工字鋼縱梁。

所述的防撞護(hù)欄為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每跨防撞護(hù)欄與預(yù)制梁端相同位置設(shè)一道伸縮縫。

所述的兩個橋臺和多個橋墩為多跨橋梁的下部結(jié)構(gòu)，所述的護(hù)坡為橋臺的組成部分，并用于銜接路基、邊坡和橋臺主體。

一種道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)的施工方法，其包括如下步驟：

步驟一、擬定道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)方案：

①根據(jù)使用要求和地質(zhì)鉆探資料，擬定橋梁總長、寬度、橋臺、橋墩尺寸；

②初擬預(yù)制梁、鋼橋面的所有構(gòu)件尺寸和采用材料；

③按照公式一、公式二計算預(yù)制梁和鋼橋面的控制彎矩和控制剪力；

④設(shè)計配置橋梁各部件的鋼筋；

⑤確定設(shè)計鋼橋面鎖定溫度，用公式三計算的設(shè)計鋼橋面鎖定溫度引起的溫差內(nèi)力與按照公式一、公式二計算預(yù)制梁和鋼橋面的控制彎矩和控制剪力作多種組合，取其最不利情況下的控制內(nèi)力驗算鋼橋面和預(yù)制梁的結(jié)構(gòu)承載能力；

⑥用有限元軟件計算復(fù)核道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)受力情況，直至滿足要求；

步驟二、施工橋臺、橋墩，預(yù)制預(yù)制梁，定制鋼橋面的各部件：

①采用鉆孔灌注樁機(jī)械施工橋臺、橋墩，并檢驗合格；

②現(xiàn)澆橋臺、橋墩的各部件混凝土，并檢驗合格；

③安放橋臺和橋墩支座、工廠預(yù)制預(yù)制梁和運輸并安裝就位，要求預(yù)制梁伸縮縫寬度符合設(shè)計要求，測量預(yù)制梁橋面標(biāo)高，確定找平層厚度；

④澆筑水泥瀝青砂漿彈性找平層，安裝預(yù)制板鋼板和扣件的鋼墊板；

⑤定制鋼橋面的各部件，檢驗合格并運到工地，用接觸焊或氣壓焊組裝工字鋼縱梁、鋼橫隔梁和擋塊備用；

步驟三、安裝工字鋼縱梁、鋼橫隔梁和擋塊組裝件：

①安放彈性墊板；

②整體安裝工字鋼縱梁、鋼橫隔梁和擋塊組裝件；

③測量工字鋼縱梁、鋼橫隔梁和擋塊組裝件安裝位置，并調(diào)整準(zhǔn)確；

④安裝軌距塊、彈條、平墊圈，做扣件螺栓固定鋼橋面的準(zhǔn)備工作；

⑤根據(jù)設(shè)計要求的鋼橋面鎖定溫度，測量全天鋼橋面溫度，準(zhǔn)確確定鋼橋面與橋臺鋼板焊接固定時間，在允許設(shè)計鋼橋面溫度范圍的時間內(nèi)焊接牢固工字鋼縱梁的縱向兩端點下翼緣與橋臺鋼板；

⑥緊固全部扣件螺栓，壓緊彈條彈性固定工字鋼縱梁；

⑦安裝擋塊和橡膠塊；

驟四、現(xiàn)澆防撞護(hù)欄：

①綁扎防撞護(hù)欄鋼筋、安裝護(hù)欄鋼板預(yù)埋件和泄水管以及預(yù)留伸縮縫，并檢驗質(zhì)量合格；

②安裝防撞護(hù)欄模板，并檢查合格后；

③采用泵送混凝土分層澆筑防撞護(hù)欄混凝土，伸縮縫符合要求；

步驟五、安裝鋼面板：

①在工字鋼縱梁、鋼橫隔梁頂部預(yù)拼裝齒狀鋼面板，要求各鋼面板定位準(zhǔn)確，各齒縫相互嵌固密合、表面平整；

②用鋼面板螺栓固定鋼面板；

步驟六、鋪筑瀝青混凝土：

①拋丸處理鋼面板，要求達(dá)到規(guī)定的粗糙度；

②采用環(huán)氧樹脂或其他方法施工鋼面板與瀝青混凝土之間的粘結(jié)層，符合規(guī)定要求；

③拌和、運輸、攤鋪和碾壓瀝青混凝土，質(zhì)量符合要求；

在以上全部施工程序中，根據(jù)設(shè)計要求的鋼橋面鎖定溫度測量至關(guān)重要，必須在允許的設(shè)計鋼橋面鎖定溫度范圍時間內(nèi)焊接固定工字鋼縱梁縱向兩端點下翼緣底部與預(yù)埋在橋臺上的橋臺鋼板，并緊固扣件螺栓而彈性固定鋼橋面的工字鋼縱梁，才能確保工程質(zhì)量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要是在橋梁的多跨預(yù)制梁上部設(shè)有連續(xù)無縫跨越該多跨預(yù)制梁的鋼橋面和鋪筑在鋼橋面上的瀝青混凝土，從而形成了道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)，還在鋼橋面的橫向外部兩側(cè)設(shè)置防撞護(hù)欄，以及在該防撞護(hù)欄與鋼橋面之間安裝多個沿橋梁縱向等距設(shè)置的擋塊；同時，瀝青混凝土兩側(cè)外緣設(shè)置排水孔，防撞護(hù)欄內(nèi)設(shè)有泄水管，并通過泄水管將排水孔的積水接通至橋面外部排出，這種道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)具有構(gòu)造簡單、安全可靠、工廠化和標(biāo)準(zhǔn)化程度高、應(yīng)用范圍廣、跨越長度大等優(yōu)點，故能廣泛適用于多跨中小跨徑橋梁，其結(jié)合相應(yīng)的施工方法，還具有節(jié)能減排的效果，行車舒適，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益十分顯著。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立面示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為圖2的a—a剖面圖。

圖4為鋼面板結(jié)構(gòu)圖。

圖5為扣件立面圖。

圖6為扣件俯視圖。

圖7為鋼橋面和預(yù)制梁的受力計算圖式。

具體實施方式

下面將按上述附圖對本發(fā)明實施例再作詳細(xì)說明。

如圖1~圖7所示，1.橋臺、11.護(hù)坡、12.橋臺鋼板、2.橋墩、3.預(yù)制梁、31.支座、32.伸縮縫、33.預(yù)制板鋼筋、34.預(yù)制板鋼板、35.找平層、4.扣件、41.彈性墊板、42.鋼墊板、43.軌距塊、44.彈條、45.扣件螺栓、46.平墊圈、5.鋼橋面、51.工字鋼縱梁、511.下翼緣、512.腹板、513.上翼緣、514.鋼面板螺栓孔、52.鋼橫隔梁、53.鋼面板、531.鋼面板a、532.鋼面板b、533.凹凸齒、54.鋼面板螺栓、6.擋塊、7.瀝青混凝土、8.防撞護(hù)欄、81.護(hù)欄鋼板、82.泄水管、9.橡膠塊。

道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)及施工方法，如圖1、圖2所示，屬于道路橋梁施工領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)主要包括兩個橋臺1、兩個護(hù)坡11、多個橋墩2、多跨預(yù)制梁3、鋼橋面5和瀝青混凝土7等，本實施例是將橋梁長度方向作為縱向、橋梁寬度方向作為橫向進(jìn)行描述，即圖1、圖2的視圖左、右方向為縱向，視圖前、后方向為橫向。

其中，兩個橋臺1和多個橋墩2為多跨橋梁的下部結(jié)構(gòu)，起到承受橋梁上部結(jié)構(gòu)、車輛荷載和溫差內(nèi)力等的作用，多個橋墩2按照一定的間距距離設(shè)置在兩個橋臺1之間，多個橋臺和多個橋墩2的頂部均安放支座31，則多跨預(yù)制梁3可依次安裝在多個支座31上，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，是在兩個橋臺1和個橋墩2上安裝跨跨徑為的預(yù)制梁3；其中，——包括伸縮縫長度的單跨預(yù)制梁的長度，；——預(yù)制梁的總跨數(shù)；每跨預(yù)制梁3之間留有一定設(shè)計寬度的伸縮縫32，作為溫差變化引起的預(yù)制梁沿橋梁軸線、即縱向的伸縮余地；伸縮縫的寬度根據(jù)預(yù)制梁的長度由預(yù)制梁結(jié)構(gòu)的特性、當(dāng)?shù)貧鉁貤l件等因素確定；而護(hù)坡11為橋臺1的組成部分，并起到與路基、邊坡和橋臺主體的銜接作用。

所述的預(yù)制梁3為鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，工廠化預(yù)制，單跨跨徑5m～40m，安放在多個橋臺1和多個橋墩2頂部的支座31上，主要承受橋面恒載和車輛荷載的作用；所述的預(yù)制梁3上按照扣件4的設(shè)置位置預(yù)埋預(yù)制板鋼筋33，該預(yù)制板鋼筋上焊接預(yù)制板鋼板34，預(yù)制板鋼筋33與預(yù)制板鋼板34之間用水泥瀝青砂漿彈性找平層35找平，再在預(yù)制板鋼板34上安放扣件4并固定鋼橋面5的工字鋼縱梁51，找平層35具有設(shè)計要求的彈性和強(qiáng)度不僅能夠支撐鋼橋面5和保證鋼橋面結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性，同時還能起到緩沖車輛撞擊力的作用。

所述的鋼橋面5為連續(xù)無縫跨越在多跨預(yù)制梁3上部，主要是由沿橋梁軸線方向布置的多根工字鋼縱梁51、橫向連接多根工字鋼縱梁的鋼橫隔梁52、及固定安裝在多根工字鋼縱梁51和多根鋼橫隔梁52頂部的鋼面板53組成；所述的工字鋼縱梁51單根長度與橋面總長度相同，可采用u74、u70mn等鋼的牌號，工廠定制的單段長度不足橋面總長度時，可多段焊接而成，每段定尺長度12.5m、25m、50m、100m等，也可按實際定制，總高度130mm～190mm、上翼緣513寬度68mm～75mm,下翼緣511寬度114mm～150mm，腹板512厚度13mm～20mm。

所述的多根工字鋼縱,51的下翼緣511由多個扣件4彈性固定在預(yù)制梁3上，其縱向兩端點下翼緣511底部與預(yù)埋在橋臺1上的橋臺鋼板12焊接固定，要求在設(shè)計鋼橋面5鎖定溫度范圍內(nèi)焊接固定；同時，需按照橋面的總寬度來設(shè)置多排工字鋼縱梁51，相鄰兩根工字鋼縱梁之間的間距a=2m~3m；每排工字鋼縱梁51橫向相隔一定距離用鋼橫隔梁52焊接固定，并形成井字形鋼橋面骨架，相鄰兩根鋼橫隔梁52之間的間距b=3m～5m。

所述鋼面板53的總體平面是由多塊鋼面板a531和多塊鋼面板b532組成，每塊鋼面板53與井字形鋼橋面骨架的井字形框格尺寸相同，厚度1cm～3cm，且多塊鋼面板a安放在橋面最外側(cè)各一排，懸出最外側(cè)工字鋼縱梁～50cm，多塊鋼面板b安放在其余的井字形框格上；相鄰兩塊鋼面板53的相接處平面為凹凸齒533，以利相鄰鋼面板53相互咬合，該凹凸齒533的凸處設(shè)鋼面板螺栓孔514，進(jìn)而通過鋼面板螺栓54與工字鋼縱梁51、鋼橫隔梁52頂部連接固定。

所述鋼橋面5的橫向外部兩側(cè)分別設(shè)置多跨防撞護(hù)欄8，該多跨防撞護(hù)欄為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每跨防撞護(hù)欄8與預(yù)制梁3端相同位置設(shè)一道伸縮縫32，鋼面板53的總寬度需小于兩側(cè)防撞護(hù)欄8內(nèi)側(cè)之間的寬度2cm～3cm，可作為排泄橋面水的縫隙，起到排泄橋面水的作用，而最邊緣工字鋼縱梁51中心至防撞護(hù)欄8內(nèi)邊緣的距離為～50cm，即鋼面板a懸出最邊緣工字鋼縱梁中心為c=(30cm～50cm）-排泄橋面水縫隙(2cm～3cm)/2。

所述的防撞護(hù)欄8與鋼橋面5之間安裝多個沿橋梁縱向等距設(shè)置的擋塊6，具體是：多個擋塊設(shè)置在防撞護(hù)欄8與最外側(cè)工字鋼縱梁51之間，每個擋塊6均為矩形擋塊，擋塊長度與最外側(cè)工字鋼縱梁中心至防撞護(hù)欄內(nèi)邊緣的距離c匹配，高度7cm～10cm、寬度3cm～5cm，相鄰兩個擋塊6之間的間距為5m～7m；并且，每個擋塊的一端均與最外側(cè)工字鋼縱梁51外側(cè)面焊接固定，另一端固定橡膠塊9，該橡膠塊厚度2cm，高度和寬度與擋塊尺寸相同，橡膠塊9的外側(cè)面與預(yù)埋在防撞護(hù)欄8內(nèi)側(cè)面的護(hù)欄鋼板81相貼，起到限制鋼橋面5橫向移動的作用，同時由于橡膠塊9存在剪切變形，允許工字鋼縱梁51以及鋼橋面5總體可以產(chǎn)生沿橋梁軸線縱向微量移動。

所述的扣件4為連接工字鋼縱梁51與預(yù)制梁3的部件，由彈性墊板41、鋼墊板42、軌距塊43、彈條44、平墊圈46和扣件螺栓45組成，其作用是將工字鋼縱梁51彈性固定在預(yù)制梁3上，保持和阻止工字鋼縱梁鋼軌相對于預(yù)制梁3的縱橫向移動，彈性墊板41安放在預(yù)制梁3預(yù)埋的預(yù)制板鋼板34上，用軌距塊43定位工字鋼縱梁51，用彈條44壓緊工字鋼縱梁51的下翼緣511，再用平墊圈46和扣件螺栓45緊固工字鋼縱梁51，每根工字鋼縱梁上的相鄰兩個扣件4之間的間距d=50cm~60cm。

所述的瀝青混凝土7鋪筑在鋼面板53頂部以作為車輛的承重結(jié)構(gòu)層，可直接承受車輛荷載，在瀝青混凝土7兩側(cè)外緣設(shè)置排水孔，防撞護(hù)欄8內(nèi)設(shè)有分別連通排水孔和接通至橋面外部的泄水管82。

根據(jù)經(jīng)典梁理論和彈性地基梁理論，建立預(yù)制梁3與鋼橋面5的疊合梁結(jié)構(gòu)計算模型：

⑴鋼橋面5與彈性墊板41之間、彈性墊板41與預(yù)制梁3之間光滑接觸，鋼橋面5和預(yù)制梁3獨立承受彎曲，共同承擔(dān)橋梁恒載和車輛荷載的作用；

⑵彈性墊板41滿足文克勒假定，鋼橋面5底某一點的壓力只與該點的沉陷有關(guān)，而與鋼橋面5底其他各點的沉陷無關(guān)，鋼橋面5單位面積所受的壓力與彈性墊板41的沉陷成正比，其比例常數(shù)為k；

⑶彈性墊板41只起著傳遞壓力的作用，即鋼橋面5底的壓力不會在預(yù)制梁頂產(chǎn)生壓力重分布，彈性墊板41不承受彎矩、彈性墊板自重作為預(yù)制梁的荷載；

由以上計算模型可知，鋼橋面5實際是簡支梁上的彈性地基梁，預(yù)制梁3為普通的簡支梁，于是可得鋼橋面5與預(yù)制梁3疊合梁在均布荷載作用下的線性微分方程組，進(jìn)而導(dǎo)出鋼橋面和預(yù)制梁彎矩和剪力計算公式，

公式一、

公式二、

在公式一、公式二中，

——鋼橋面5或預(yù)制梁3從一個端點至另一個端點之間的距離，；

d——彈性固定每根工字鋼縱梁51上的相鄰兩個扣件4之間的距離，cm；

——相鄰兩根工字鋼縱梁51中心的距離，；

——鋼橋面5在均布荷載和彈性墊板41沉陷所受的壓力共同作用下的撓度曲線方程，；

——預(yù)制梁3在均布荷載和鋼橋面5傳遞壓力共同作用下的撓度曲線方程，；

——鋼橋面5和瀝青混凝土7恒載及車輛荷載的均布荷載強(qiáng)度總和，；

——預(yù)制梁3、彈性墊板41和找平層35恒載均布荷載強(qiáng)度總和，；

——彈性墊板41彈性系數(shù)，；

——鋼橋面5計算寬度的抗彎剛度，；

——預(yù)制梁3計算寬度的抗彎剛度，；

——鋼橋面5計算寬度所受的彎矩，；

——預(yù)制梁3計算寬度所受的彎矩，；

——鋼橋面5計算寬度所受的剪力，；

——預(yù)制梁3計算寬度所受的剪力，；

公式三、

在公式三中

——設(shè)計鋼橋面鎖定溫度，；

——當(dāng)?shù)貧v年最高鋼橋面5溫度，；

——當(dāng)?shù)貧v年最低鋼橋面5溫度，；

——保證鋼橋面5滿足強(qiáng)度條件的允許降溫幅度，；

——保證鋼橋面5滿足溫度條件的允許升溫幅度，；

——保證當(dāng)?shù)劁摌蛎婕竟?jié)性變化情況的設(shè)計鋼橋面鎖定溫度修整值，取0～5；

由公式一、公式二計算得到鋼橋面5和預(yù)制梁3所受控制彎矩和剪力后，再按有關(guān)規(guī)范計算車輛制動力，并與鋼橋面車輛荷載的橫向分布系數(shù)、材料強(qiáng)度分項系數(shù)、極限狀態(tài)設(shè)計方法的分項系數(shù)和由公式三計算的設(shè)計鋼橋面5鎖定溫度引起的溫差內(nèi)力作多種組合，取其最不利情況下的控制內(nèi)力驗算鋼橋面和預(yù)制梁的結(jié)構(gòu)承載能力，再用有限元軟件計算復(fù)核，并滿足有關(guān)規(guī)范要求。

本發(fā)明涉及的道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)的施工方法包括如下步驟：

步驟一、擬定道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)方案：

①根據(jù)使用要求和地質(zhì)鉆探資料，擬定橋梁總長、寬度、橋臺、橋墩尺寸；

②初擬預(yù)制梁、鋼橋面的所有構(gòu)件尺寸和采用材料；

③按照公式一、公式二計算預(yù)制梁3和鋼橋面5的控制彎矩和控制剪力；

④設(shè)計配置橋梁各部件的鋼筋；

⑤確定設(shè)計鋼橋面鎖定溫度，用公式三計算的設(shè)計鋼橋面鎖定溫度引起的溫差內(nèi)力與按照公式一、公式二計算預(yù)制梁和鋼橋面的控制彎矩和控制剪力作多種組合，取其最不利情況下的控制內(nèi)力驗算鋼橋面和預(yù)制梁的結(jié)構(gòu)承載能力；

⑥用有限元軟件計算復(fù)核道路橋梁無縫鋼橋面結(jié)構(gòu)受力情況，直至滿足要求；

步驟二、施工橋臺、橋墩，預(yù)制預(yù)制梁，定制鋼橋面的各部件：

①采用鉆孔灌注樁機(jī)械施工橋臺1、橋墩2，并檢驗合格；

②現(xiàn)澆橋臺、橋墩的各部件混凝土，并檢驗合格；

③安放橋臺1和橋墩2支座31、工廠預(yù)制預(yù)制梁3和運輸并安裝就位，要求預(yù)制梁伸縮縫寬度符合設(shè)計要求，測量預(yù)制梁橋面標(biāo)高，確定找平層35厚度；

④澆筑水泥瀝青砂漿彈性找平層，安裝預(yù)制板鋼板34和扣件4的鋼墊板42；

⑤定制鋼橋面的各部件，檢驗合格并運到工地，用接觸焊或氣壓焊組裝工字鋼縱梁51、鋼橫隔梁52和擋塊6備用；

步驟三、安裝工字鋼縱梁51、鋼橫隔梁52和擋塊6組裝件：

①安放彈性墊板；

②整體安裝工字鋼縱梁51、鋼橫隔梁52和擋塊6組裝件；

③測量工字鋼縱梁51、鋼橫隔梁52和擋塊6組裝件安裝位置，并調(diào)整準(zhǔn)確；

④安裝軌距塊43、彈條44、平墊圈46，做扣件螺栓45固定鋼橋面5的準(zhǔn)備工作；

⑤根據(jù)設(shè)計要求的鋼橋面5鎖定溫度，測量全天鋼橋面5溫度，準(zhǔn)確確定鋼橋面與橋臺鋼板12焊接固定時間，在允許設(shè)計鋼橋面5溫度范圍的時間內(nèi)焊接牢固工字鋼縱梁51的縱向兩端點下翼緣511與橋臺鋼板12；

⑥緊固全部扣件螺栓45，壓緊彈條44彈性固定工字鋼縱梁51；

⑦安裝擋塊6和橡膠塊9；

驟四、現(xiàn)澆防撞護(hù)欄：

①綁扎防撞護(hù)欄鋼筋、安裝護(hù)欄鋼板81預(yù)埋件和泄水管82以及預(yù)留伸縮縫32，并檢驗質(zhì)量合格；

②安裝防撞護(hù)欄模板，并檢查合格后；

③采用泵送混凝土分層澆筑防撞護(hù)欄混凝土，伸縮縫符合要求；

步驟五、安裝鋼面板：

①在工字鋼縱梁51、鋼橫隔梁52頂部預(yù)拼裝齒狀鋼面板53，要求各鋼面板定位準(zhǔn)確，各齒縫相互嵌固密合、表面平整；

②用鋼面板螺栓54固定鋼面板53；

步驟六、鋪筑瀝青混凝土：

①拋丸處理鋼面板53，要求達(dá)到規(guī)定的粗糙度；

②采用環(huán)氧樹脂或其他方法施工鋼面板53與瀝青混凝土7之間的粘結(jié)層，符合規(guī)定要求；

③拌和、運輸、攤鋪和碾壓瀝青混凝土7，質(zhì)量符合要求；

在以上全部施工程序中，根據(jù)設(shè)計要求的鋼橋面鎖定溫度測量至關(guān)重要，必須在允許的設(shè)計鋼橋面鎖定溫度范圍時間內(nèi)焊接固定工字鋼縱梁51縱向兩端點下翼緣511底部與預(yù)埋在橋臺上的橋臺鋼板，并緊固扣件螺栓45而彈性固定鋼橋面的工字鋼縱梁51，才能確保工程質(zhì)量。

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