克罗地亚佩列沙茨大桥桥面铺装细化设计研究.pdf
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1、专题研究SPECIAL RESEARCH118 建筑机械克罗地亚佩列沙茨大桥桥面铺装细化设计研究张 飞1,周 彬1,张 勇2,杨月薇3(1.中交第二公路工程局有限公司,陕西 西安 710065;2.中交二公局第一工程有限公司,湖北 武汉 430000;3.重庆特铺路面工程技术有限公司,重庆 401121)摘要钢桥面铺装因其复杂性和特殊性,一直是钢箱梁桥工程中的技术难题。本文简要介绍了克罗地亚佩列沙茨大桥防水系统和沥青路面铺装结构的细化设计。佩列沙茨大桥桥面铺装总面积约为54000m2,车行道的铺装面积约为38000m2,其中车行道钢桥面铺装面积约为37000m2。车行道防水粘结体系使用德国联邦
2、公路局认证通过(BASt list)的环氧树脂防水粘结体系,分为底漆层、反应性树脂粘结层和热熔颗粒3层;车行道沥青路面铺装分为两层,保护层为4cmMA11(浇筑式沥青混凝土,德语:Gussashalt),沥青类型为PmB25/55-55A,磨耗层为4cmAC11,沥青类型为PmB45/85-65。在大桥施工前,项目承建单位对大桥铺装的全部细节都进行了详细设计,以确保防水粘结体系和沥青路面铺装结构不仅能有效的保护桥梁结构,还能提供长期稳定的路用性能。设计过程中的经验和探索对将来类似欧标下大型跨海钢箱梁桥面铺装工程具有一定的借鉴意义。关键词钢桥面铺装;浇筑式沥青混凝土;环氧树脂;德国路面铺装规范中
3、图分类号U442.5+4 文献标识码A 文章编号1001-554X(2023)09-0118-05Research on detailed pavement design for the Peljeac bridge in CroatiaZHANG Fei,ZHOU Bin,ZHANG Yong,YANG Yue-wei佩列沙茨大桥桥面按功能可横向分为中分带、车行道、路缘和人行道四个不同的功能区域,桥面铺装总面积约为54000m2,车行道的铺装面积约为38000m2,其中车行道钢桥面铺装面积约为37000m2。在欧洲,钢桥面铺装设计和施工的整体情况与我国的情况有较大的差异,包含德国在内的大多数
4、欧洲国家没有制定钢桥面铺装专用的规范或指南。钢箱梁桥面的沥青铺装设计和普通桥梁的沥青铺装设计参照同样的规范,使用同样的结构,设计时根据桥梁所在道路的道路等级、车流量和所在地区的气候特征即可在规范里找到对应的铺装结构和厚度范围。同时,欧洲的沥青混合料大多采用商品混合料形式,路面施工单位多不参与混合料的配合比设计。另一方面,对于道路铺装工程中所需使用的特种材料,德国规范对其技术指标和制造商的生产质量控制都有明确的要求。特种材料可以通过德国联邦公路局的认证进入BASt list,项目使用BASt list中的特种材料时,只要制造商提供合格证,材料进场不必进行相关实验和检测。因此,与国内进行钢桥面铺装
5、施工图设计时更关注铺装结构、材料性能、沥青混合料配合比设计等的情况不同,欧洲桥梁项目的业主和监理更关注桥面铺装的细化设计是否有规范依据,以及是否有根据项目具体情况做出适宜的细部设计。根据佩列沙茨大桥主设计文件的要求,佩列沙茨大桥桥面铺装应满足德国规范要求。项目承建单位中国路桥佩列沙茨大桥项目部根据主设计文件、相关德国规范和大桥的具体情况进行了佩列沙茨大桥桥面铺装细化设计。1 项目介绍佩列沙茨跨海大桥位于克罗地亚南部,横跨亚得里亚海的马里斯顿湾,连接克罗地亚大陆和佩列沙茨半岛,是克罗地亚人民期待多年的统一之桥。DOI:10.14189/ki.cm1981.2023.09.019收稿日期2023-
6、04-23通讯地址张飞,陕西省西安市高新区新型工业园企业壹号公园CONSTRUCTION MACHINERY 1192023/09总第571期项目资金主要来自欧盟基金(85%),中国路桥及联合体公司自2018年夏天开始承建。大桥结构为多跨矮塔中央单索面斜拉桥,全长2404m,桥跨布置为84+108+108+189.5+5285+189.5+108+108+84=2404m。大桥所处区域属于地中海气候,该气候典型特征是夏季干燥,冬季温和多雨。年平均降水天数为142天,年平均降水量为1530mm。11月是降水最多的月份,其降水量为201.0mm。气温最低的月份是1月,平均气温为8.5,夜间低至-4
7、。而最热月份是8月,白天气温最高超过40。7月是日照最充足的月份,日照时间为324h,年平均日照时间为2292h。此外,强风也对大桥产生了严重影响。根据2005-2014年Komarna气象站记录的气象数据,最大10min风速为33.7m/s。然而,自2018年建设以来,阵风速度多次超过50m/s。强风同时带来大量盐分,高温、降水和盐分都是导致桥面铺装耐久性缩短的诱因。佩列沙茨大桥桥面铺装除桥塔和桥台位置为水混凝土基面,其余均为钢箱梁基面。大多数区域为顶板厚度为14mm的钢箱梁基面,即车行道有37000m2钢桥面基面和1000m2水泥混凝土基面。不同基面需使用不用的防水体系但可以采用相同的铺装
8、结构。此外,大桥桥面横向可按功能分为中分带、车行道、路缘和人行道4个不同的功能区域,故本项目共有8种不同的铺装结构(见图1)。人行道人行道车行道车行道中央分隔带170017007800路缘路缘单位:mm78003500图1 佩列沙茨大桥横断面分布2 铺装结构设计项目主设计文件中已经明确不同功能区的桥面铺装结构,在完成项目情况的调查、规范研究后可进行铺装的细化设计。2.1 准备工作为了更好的完成桥面防水体系和沥青铺装工作,项目承建单位2019年初就开始进行相关的准备工作,包括现场气候情况调查和记录、主设计文件和相关规范的研究以及特种材料供应商的选择。2.1.1 气候调查经过查看项目所在地近10年
9、的气候记录和实地测量,6月-9月是防水体系和沥青铺装的最佳施工时期,应尽量避免在1月-4月进行防水体系和沥青铺装的施工。施工时应注意空气中盐分和大风对工程的不利影响,也应特别注意日落前后温度、湿度的变化使基面凝结露水。2.1.2 规范和方案研究根据佩列沙茨大桥的主设计文件,钢桥面防水体系和沥青铺装都应根据德国规范进行设计和施工。方案设计涉及下述德国规范(见表1),方案中所有细节设计和材料选择都有据可依。表1 规范列表设计内容规范名称钢桥面喷砂防腐EN ISO 8501-1,钢板基面进行防腐漆等相关产品施工前的准备工作目视评估钢板表面清洁度EN ISO 11124,钢板基面进行防腐漆等相关产品施
10、工前的准备工作金属喷丸的要求EN ISO 11126,钢板基面进行防腐漆等相关产品施工前的准备工作非金属喷砂磨料规范EN ISO 12944-4,油漆和清漆使用防腐漆体系的钢结构防腐,第4部分:表面类型及表面处理ZTV-ING,Teil 4,Abschnitt 3,德国工程建设的附加技术合同条件和规则第4章钢结构和复合钢结构建造,第3节钢结构的防腐TL/TP-KOR-Stahlbauten,德国钢结构防腐的技术条件/试验规程钢桥面防水体系ZTV-ING,Teil 7,Abschnitt 4,德国工程建设的附加技术合同条件和规则第7章桥面铺装,第4节钢桥面防水体系和铺装 结构TL BEL-ST,
11、德国钢桥面防水体系材料技术供货条件TP BEL-ST,德国钢桥面防水体系材料试验规程专题研究SPECIAL RESEARCH120 建筑机械设计内容规范名称人行道/路缘铺装ZTV-ING,Teil 7,Abschnitt 5,德国工程建设的附加技术合同条件和规则第7章桥面铺装,第5节钢桥面的反应型树脂薄层铺装TL-RHD-ST,德国钢桥面反应型树脂薄层铺装材料技术交付条件TP-RHD-ST,德国钢桥面反应型树脂薄层铺装材料试验规程混凝土桥面防水体系ZTV-ING,Teil 7,Abschnitt 2,德国工程建设的附加技术合同条件和规则第7章桥面铺装,第4节水泥混凝土桥面防水体系和铺装结构TL
12、-BEL-B,Teil 1,德国混凝土桥梁用沥青防水卷材的技术交付条件TL-BEL-EP,德国混凝土桥梁采用环氧树脂(底漆、密封、刮涂)的技术条件TP-BEL-B,Teil 1,德国混凝土桥梁用沥青防水卷材材料试验规程TP-BEL-EP,德国混凝土桥梁采用环氧树脂材料试验规程沥青路面TL Asphalt 07_13德国沥青混合料的技术 要求TL Bitumen-StB2007德国改性沥青的技术要求ZTV Asphalt-StB 07沥青路面施工的合同和导则的附加技术条件TL Gestein-StB 04_18德国沥青路面用集料(底漆、密封、刮涂)的技术条件2.2 铺装方案佩列沙茨大桥纵向分为钢
13、箱梁桥基面和水泥混凝土桥基面,横向可按功能分为中分带、车行道、路缘和人行道4个不同的功能区域,故本项目共有8种不同的铺装结构,如表2-表9所示。表2 钢桥面车行道铺装结构铺装层结构详细设计技术要求沥青层磨耗层沥青混凝土AC 11S,聚合改性沥青PMB 45/85-654cm,压实度98%粘合 剂层改性乳化沥青0.5kg/m2保护层浇筑式MA 11S,聚合改性沥青PMB 25/55-55A4cm,撒铺预拌碎石,粒径25mm铺装层结构详细设计技术要求防水粘合层粘性层热熔颗粒(MA专用)800g/m2,粒径2mm防水粘结层环氧树脂材料1700g/m2,1000m防腐层 环氧树脂底漆215g/m2,8
14、0m钢板基面抛丸处理Sa2.5表3 混凝土桥面车行道铺装结构铺装层结构详细设计技术要求沥青层磨耗层沥青混凝土AC 11S,聚合改性沥青PMB 45/85-654cm,压实度98%粘合 剂层改性乳化沥青0.5kg/m2保护层浇筑式MA 11S,聚合改性沥青PMB 25/55-55A3.7cm,撒铺预拌碎石,粒径25mm防水粘合层防水粘结层防水卷材4mm基层环氧树脂底漆,撒铺0.30.8mm的石英砂500g/m2,0.50.8kg/m2混凝土基面抛丸处理表面清洁表4 钢桥面中分带铺装结构铺装层结构详细设计技术要求表面保护剂硅烷保护剂 300g/m2铺装层现浇混凝土厚度:24cm防锈层环氧富锌漆 2
15、50g/m2,厚度:50m钢板基面抛丸处理清洁度:Sa2.5表5 混凝土桥面中分带铺装结构铺装层结构详细设计技术要求表面保护剂硅烷保护剂300g/m2铺装层现浇混凝土厚度:24cm防水 粘合层防水粘结层防水卷材4mm基层环氧树脂底漆,撒铺0.30.8mm的石英砂500g/m2,0.50.8kg/m2混凝土基面抛丸处理表面清洁续表续表CONSTRUCTION MACHINERY 1212023/09总第571期表6 钢桥面人行道铺装结构铺装层 结构详细设计技术要求RHD环氧树脂薄层环氧树脂11混合粒径为0.71.2mm的石英砂,施工后再满撒0.71.2mm的石英砂2.8kg/m2,2.8kg/m
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