混凝土桥面病害分析及设计方法？
一、沥青商品混凝土桥面病害分析
1，结构理论与设计
在(1)桥的结构理论中，对桥面铺装的计算、分析和讨论几乎为零，现行规范中只给出了建议厚度，几十年来一直用于各等级公路。随着交通量的增加，现有路面已不适应重型、超重型车辆的增加和车速的提高。桥面铺装直接承受车轮荷载的冲击，桥面铺装部分或全部参与主梁结构的变形，因此桥面铺装是一个复杂的动力系统，各种形式的主梁和铺装本身的结构影响其应力分布。
(2)现行桥梁规范第3.2.2条规定……如果没有准确的计算方法，箱梁也可参照T梁的规定处理。从很多箱梁的设计来看，大部分设计师都是把箱梁构件当作T梁来处理的。箱梁的实际受力虽然接近T型梁，但与T型梁不同，对于连续箱梁更是不同。尤其是近年来，箱梁的桥面越来越宽，桥跨与桥宽的比值越来越小，箱梁按照T梁的细长杆件进行配筋设计越来越不合适，使得按照梁进行设计的箱梁骨架配筋很难像实际受力状态下的T梁主筋一样发挥应有的作用。因此，设计的假定状态与箱梁的实际受力状态不一致。
(3)随着材料工业的发展和桥梁承重结构的改善，桥梁主梁可以用柔性结构满足受力要求，高等级公路大跨度桥梁的横向宽度越来越宽。特别是在设计计算中，侧重于主梁纵向的计算分析，对桥梁的横向刚度重视不够。横向构造措施不利，使桥面铺装分担过多的次内力。
(4)对于连续梁桥、拱桥、悬臂梁桥等桥梁结构，由于荷载产生负弯矩或拉力，使桥面铺装层受到拉力，导致负弯矩区出现裂缝，从而造成桥面铺装层的破坏。
(5)在高速公路的交通组织和管理中，由于车道功能的不同，桥梁结构的运行始终处于不平衡荷载状态，使得主车道路面承受的运行应力水平远远高于超车道，从而加速了主车道路面的疲劳。特别是随着民营运输业的发展，货主为了追求短期的经济利益，通过改变车厢结构，如加长车厢、加高车轴弹簧等，使汽车的载重、轴重、轮重成倍增长。这些车辆对路面造成了严重的破坏，使桥梁结构局部超载，加速了主车道路面的病害发展。因此，在设计中，应根据运营中车辆荷载的实际分布，在明确桥梁结构受力的基础上，计算桥面铺装层的受力。
2、施工工艺
(1)路面厚度较小。由于无法准确预测桥梁上部结构中支架和预应力反拱的沉降，或者由于施工工艺控制不好，施工过程中主梁顶面标高很难与设计值相匹配。一般在测量主梁顶面标高后进行调整，以保证桥面厚度。如果调整不好，会造成路面厚薄不均，使一些地方的厚度变小。
(2)梁顶清理不利，导致路面与主梁结合不良。
3、桥面防水层的影响
由于柔性防水层的强度不同于主板和铺装层，它的存在使得上部结构按照模量形成了一个刚-柔-刚的板受力体系，中间的柔性夹层会增加桥面底部的拉应力。防水层上的铺装一旦开裂，在车轮的动载荷下，两者之间的缝隙越来越大，直至松散脱落。此外，防水层的使用大大增加了路面剪切破坏的概率。
4.桥面铺装的约束条件
桥面铺装层受桥梁结构的约束，受力后其边界条件与一般铺装层有很大不同。此外，梁的挠曲、扭曲和其他变形的耦合效应对路面的工作性能产生了不利影响。
二、桥面铺装设计方法的探讨
目前对桥面铺装的研究还不成熟，现有的研究主要集中在材料设计和铺装技术方面，对理论分析和结构计算的研究很少。
从现有的结构分析方法来看，主要采用三维等参单元模型进行分析，目前多采用三维八节点和二十节点单元。
合理的有限元模型是计算分析的前提。从目前的研究情况来看，主要有以下几个方面亟待探讨。
对于桥面铺装，如何假设和模拟层间接触是有限元建模中一个非常重要的问题。对于没有防水层的情况，可以借鉴复合式路面的处理。总之，如何模拟层间接触，尤其是如何考虑防水层的影响，是建立合理有限元模型的关键问题，也是研究路面结构设计理论的重点。需要将理论计算与实验分析相结合，将计算结果与实验、实测结果进行对比，找到与结构实际受力相符合的模型。
桥面铺装是一种特殊的铺装结构。如何合理简化负荷模型，如何在水平和垂直方向分配负荷，也直接关系到计算结果的准确性。
另一个需要研究的重要问题是桥梁在荷载作用下的挠度等变形，这些因素对铺装层的力学特性有什么影响，如何考虑这些影响，这也是桥面铺装不同于一般复合铺装的一个方面。目前国内还没有专门的讨论。
合理解决桥面铺装问题，需要从理论分析和结构计算两方面入手。正确的理论基础是根本，合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比，可以很好地解决上述接触模型、载荷简化等问题，并明确其他因素的影响。还需要加强模型规模和收敛条件的研究；有条件的话，加强对其动力学性能的研究。在分析路面破坏形式的基础上，确定关键因素，提出控制指标，建立相应的破坏准则，为设计提供依据。实现这一目标需要大量的基础研究工作。
本文对钢筋混凝土桥柔性桥面铺装的早期病害及其成因进行了分析研究，总结了我国桥面铺装结构分析的主要方法，提出了有限元分析中应注意的一些问题，并指出了今后的主要研究方向。
迫切需要加快对沥青商品混凝土桥面铺装的进一步研究，以明确桥面铺装各结构层的计算模型、力学特性及相关参数，为桥面铺装设计提供指导。同时，加强对各种铺装材料的材料性能指标和检测技术的研究，开发适应桥面破坏机理的新材料；此外，还要提高铺装技术和施工质量，保证设计模型的准确性，从根本上解决桥面铺装的早期损坏问题。
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