钢桥面铺装技术PPT课件
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由于正交异性钢桥面板的结构特性，铺装力学分析时的布置荷位较多，可通过计 算确定最不利荷位。
25 25
20
10
20
xx大学
单位：cm
130
20
10
20
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
钢桥面铺装挠跨比的计算
铺装结构受力变形特性
铺装竖向位移(mm)
-1.5
-1.8 0
2
4
6
8
10
12 (m)
-2.1
-2.4
图14.0.6 钢桥面铺装的挠跨比
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
钢桥面铺装挠跨比的计算
力学模型之模型规模
17.7m
18.75m
4.0m
xx大学
界面
280mm
沥青混凝土铺装(55mm) 钢板(14mm) 8mm 170mm
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
钢桥面铺装挠跨比的计算 力学模型之单元划分
沥青混凝土铺装
300mm×500mm 174mm×300mm
5.5mm×5.5mm
0.8mm×0.8mm
钢箱梁
界面
壳单元(S4)
界面单元(COH3D8) 实体单元(C3D8I)
xx大学
钢板
界面
沥青混凝土铺装
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
钢桥面铺装挠跨比的计算
车轮荷载
采用《桥规》中车辆荷载的后轴，轴重取140KN，选用单轴双轮均布荷载形式， 单轮接地面积为500cm2，其宽度为20cm、长度为25cm，两轮侧间距为10cm，轮胎 接地压力0.7MPa，考虑30%的冲击系数，则加载轮压为0.91MPa。
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
14.0.6 在车辆荷载作用下，除验算正交异性钢桥面板的挠跨比外， 钢板和铺装合成后钢桥面铺装的挠跨比D/L（图14.0.6）不应大于 1/1000。
跨径 L1
跨径 L2
钢桥面铺装
跨径 L1
跨径 L2
钢桥面铺装
挠度D1
挠度D2 钢桥面板
加劲肋
挠度D1 加劲肋
挠度D2 钢桥面板
表14.0.5 钢桥面铺装路用性能要求
项目
平整度
摩擦系数 渗水系数
技术要求 IRI≤2.0m/km
σ≤1.2mm ≥45 BPN
不渗水2
试验方法1 T0933 T0932 T0964 T0971
xx大学
注1：试验方法来自《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008。 注2：环氧沥青混合料或浇注式沥青混合料铺装要求“不渗水”；
相关规范
《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》（待审） —— 侧重从铺装设计角度 《公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64—2015）》—— 侧重从桥梁设计角度
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
解决的技术问题
1、提出了钢桥面系与铺装结构的协调设计 2、基于钢桥面铺装结构的追从性与变形特征，明确了钢桥面板的局部刚度要求 3、基于桥面铺装的使用特性，对钢桥面铺装局部刚度提出要求 4、基于可靠的铺装设计理论与方法，提出了钢桥面铺装复合结构的主要控制指标
8.2.5 在车辆荷载作用下，正交异性桥面顶板的挠跨比D/L不应大于1/700。
跨径 L1 挠度D1
跨径 L2 挠度D2
加劲肋
钢桥面板
跨径 L1 挠度D1
加劲肋
跨径 L2
挠度D2 钢桥面板
8.4.3 纵向腹板应避开行车轮迹带，宜设置在车道中部或车道线处。
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
14.0.1 钢桥面宜采用沥青混凝土铺装，且应具有完善的防水、排水 系统。
与国际规范的比较
相比欧洲规范、美国桥梁设计规范和日本桥面铺装标准中的相关条款，本规范突出了桥 面系与铺装结构的协调设计，能更好地满足我国环境条件苛刻和重载大交通对钢桥面及铺装 的使用要求，提高了钢桥面系与铺装结构的总体设计水平。
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
相关条款
8.1.1 正交异性钢桥面板最小板厚应符合下列规定：行车道部分的钢桥面板顶板板 厚不应小于14mm，加劲肋的最小板厚不应小于8mm。
SMA或其他沥青混合料铺装要求“渗水系数≤80mL/min”。
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
钢桥面铺装抗疲劳设计方法
抗疲劳设计的基本原则 （1）钢桥面铺装抗疲劳设计以铺装在设计使用期内不产生疲劳裂缝为设 计目标 （2）采用轴载换算方法将实测交通量或预测交通量换算成设计年限内一 个车道上标准轴载的累计当量作用次数 （3）铺装结构的抗疲劳性能通过复合结构试验进行验证
环境条件：气温、降水、风、日照、雾、湿度 交通条件：交通量、交通组成、超载状况 结构支撑条件：主梁截面特征、桥面板的构造与局部刚度等 工程实施条件：施工季节与气候、施工机械与设备条件、施工工艺
与技术水平、施工过程中交通干扰情况、拌和站点的设置等
xx大学
钢桥面铺装
良好的平整性、抗滑性、耐磨性和适应 钢板变形的能力外，还必须具备良好的抗疲劳性能与保护钢桥面板不 被侵蚀的功能，其路用性能应符合表14.0.5 的要求。
钢桥面铺装技术
14 钢桥面铺装
修订背景
国内掀起钢桥建设的高潮 国内钢桥面铺装工程病害较多、维修频繁 开裂、车辙、坑槽、推移、界面破坏是铺装破坏的主要形式 原《公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）》无桥面铺装方面的条款
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
技术基础
十余年来，国内多家科研机构对钢桥面铺装技术进行了深入研究，在铺装结构力学机 理、铺装材料性能、铺装结构设计理论与方法、施工质量控制与养护技术等方面取得 了丰富的研究成果，其中与桥面系及铺装结构设计相关且较成熟的部分已反映在本规 范中。
-2.7
-3
-3.3
xx大学
挠跨比：
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
14.0.7 钢桥面铺装应以铺装结构的抗疲劳性能作为主要控制指标， 计算铺装结构在设计荷载作用下的最大拉应力以及铺装与钢板之间的 最大剪应力，并通过复合结构试验进行验证。
xx大学
最大剪应力区
钢桥面铺装
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
14.0.2 钢桥面铺装的设计使用年限宜不小于15 年。
14.0.3 钢桥面铺装设计应与正交异性钢桥面板结构整体考虑。
铺装层
防水粘结层 防腐层
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
14.0.4 钢桥面铺装应充分考虑环境条件、交通条件、结构支撑条件 、工程实施条件，并参照国内同地区同类型桥梁桥面铺装的工程经验 进行优化设计。
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单位：cm
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钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
钢桥面铺装挠跨比的计算
铺装结构受力变形特性
铺装竖向位移(mm)
-1.5
-1.8 0
2
4
6
8
10
12 (m)
-2.1
-2.4
图14.0.6 钢桥面铺装的挠跨比
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
钢桥面铺装挠跨比的计算
力学模型之模型规模
17.7m
18.75m
4.0m
xx大学
界面
280mm
沥青混凝土铺装(55mm) 钢板(14mm) 8mm 170mm
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
钢桥面铺装挠跨比的计算 力学模型之单元划分
沥青混凝土铺装
300mm×500mm 174mm×300mm
5.5mm×5.5mm
0.8mm×0.8mm
钢箱梁
界面
壳单元(S4)
界面单元(COH3D8) 实体单元(C3D8I)
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钢板
界面
沥青混凝土铺装
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
钢桥面铺装挠跨比的计算
车轮荷载
采用《桥规》中车辆荷载的后轴，轴重取140KN，选用单轴双轮均布荷载形式， 单轮接地面积为500cm2，其宽度为20cm、长度为25cm，两轮侧间距为10cm，轮胎 接地压力0.7MPa，考虑30%的冲击系数，则加载轮压为0.91MPa。
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
14.0.6 在车辆荷载作用下，除验算正交异性钢桥面板的挠跨比外， 钢板和铺装合成后钢桥面铺装的挠跨比D/L（图14.0.6）不应大于 1/1000。
跨径 L1
跨径 L2
钢桥面铺装
跨径 L1
跨径 L2
钢桥面铺装
挠度D1
挠度D2 钢桥面板
加劲肋
挠度D1 加劲肋
挠度D2 钢桥面板
表14.0.5 钢桥面铺装路用性能要求
项目
平整度
摩擦系数 渗水系数
技术要求 IRI≤2.0m/km
σ≤1.2mm ≥45 BPN
不渗水2
试验方法1 T0933 T0932 T0964 T0971
xx大学
注1：试验方法来自《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008。 注2：环氧沥青混合料或浇注式沥青混合料铺装要求“不渗水”；
相关规范
《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》（待审） —— 侧重从铺装设计角度 《公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64—2015）》—— 侧重从桥梁设计角度
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
解决的技术问题
1、提出了钢桥面系与铺装结构的协调设计 2、基于钢桥面铺装结构的追从性与变形特征，明确了钢桥面板的局部刚度要求 3、基于桥面铺装的使用特性，对钢桥面铺装局部刚度提出要求 4、基于可靠的铺装设计理论与方法，提出了钢桥面铺装复合结构的主要控制指标
8.2.5 在车辆荷载作用下，正交异性桥面顶板的挠跨比D/L不应大于1/700。
跨径 L1 挠度D1
跨径 L2 挠度D2
加劲肋
钢桥面板
跨径 L1 挠度D1
加劲肋
跨径 L2
挠度D2 钢桥面板
8.4.3 纵向腹板应避开行车轮迹带，宜设置在车道中部或车道线处。
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
14.0.1 钢桥面宜采用沥青混凝土铺装，且应具有完善的防水、排水 系统。
与国际规范的比较
相比欧洲规范、美国桥梁设计规范和日本桥面铺装标准中的相关条款，本规范突出了桥 面系与铺装结构的协调设计，能更好地满足我国环境条件苛刻和重载大交通对钢桥面及铺装 的使用要求，提高了钢桥面系与铺装结构的总体设计水平。
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
相关条款
8.1.1 正交异性钢桥面板最小板厚应符合下列规定：行车道部分的钢桥面板顶板板 厚不应小于14mm，加劲肋的最小板厚不应小于8mm。
SMA或其他沥青混合料铺装要求“渗水系数≤80mL/min”。
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
钢桥面铺装抗疲劳设计方法
抗疲劳设计的基本原则 （1）钢桥面铺装抗疲劳设计以铺装在设计使用期内不产生疲劳裂缝为设 计目标 （2）采用轴载换算方法将实测交通量或预测交通量换算成设计年限内一 个车道上标准轴载的累计当量作用次数 （3）铺装结构的抗疲劳性能通过复合结构试验进行验证
环境条件：气温、降水、风、日照、雾、湿度 交通条件：交通量、交通组成、超载状况 结构支撑条件：主梁截面特征、桥面板的构造与局部刚度等 工程实施条件：施工季节与气候、施工机械与设备条件、施工工艺
与技术水平、施工过程中交通干扰情况、拌和站点的设置等
xx大学
钢桥面铺装
良好的平整性、抗滑性、耐磨性和适应 钢板变形的能力外，还必须具备良好的抗疲劳性能与保护钢桥面板不 被侵蚀的功能，其路用性能应符合表14.0.5 的要求。
钢桥面铺装技术
14 钢桥面铺装
修订背景
国内掀起钢桥建设的高潮 国内钢桥面铺装工程病害较多、维修频繁 开裂、车辙、坑槽、推移、界面破坏是铺装破坏的主要形式 原《公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）》无桥面铺装方面的条款
xx大学
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
技术基础
十余年来，国内多家科研机构对钢桥面铺装技术进行了深入研究，在铺装结构力学机 理、铺装材料性能、铺装结构设计理论与方法、施工质量控制与养护技术等方面取得 了丰富的研究成果，其中与桥面系及铺装结构设计相关且较成熟的部分已反映在本规 范中。
-2.7
-3
-3.3
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挠跨比：
钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
14.0.7 钢桥面铺装应以铺装结构的抗疲劳性能作为主要控制指标， 计算铺装结构在设计荷载作用下的最大拉应力以及铺装与钢板之间的 最大剪应力，并通过复合结构试验进行验证。
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最大剪应力区
钢桥面铺装
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钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
14.0.2 钢桥面铺装的设计使用年限宜不小于15 年。
14.0.3 钢桥面铺装设计应与正交异性钢桥面板结构整体考虑。
铺装层
防水粘结层 防腐层
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钢桥面铺装
14 钢桥面铺装
14.0.4 钢桥面铺装应充分考虑环境条件、交通条件、结构支撑条件 、工程实施条件，并参照国内同地区同类型桥梁桥面铺装的工程经验 进行优化设计。