钢格栅板具有良好的承载力及垂向排污能力,在道路桥梁领域常用作下水道盖板。但常规钢格栅存在车辆通过噪声大等缺点,故不适用于大面积的桥梁路面铺装,目前国内也没有将钢格栅大面积铺设于桥梁路面的工程案例。
桥梁路面铺装的常规材料是混凝土或沥青。混凝土或沥青路面铺装的缺点主要冰雪摩擦力不足,对于北方积雪或冰冻地区而言,当冬季桥面积雪或结冰时,混凝土或沥青的常规桥梁路面铺装通常不能为轮胎提供充足的摩擦力,导致车辆易打滑,甚至引发交通事故。
桥梁纵坡受限制。桥梁纵坡越大,车辆发生交通事故的概率越高。虽然我国规范中对纵坡要求的极限值为6%,但绝大多数现有北方积雪或冰冻地区的桥梁采用了不超过4%的纵坡。在桥高度相同的前提坡越小,其引桥越长。在桥梁可延伸空间受限的区域(如城市老旧城区),过长的引桥就可能导致桥梁难以布置甚至无法布置。
单位面积自重大：路面铺装是桥梁永久荷载的一部分,铺装层自重越大,相应要求桥梁主结枃越强，据调研国内钢结构桥梁现有各种路面铺装中最轻的“钢板加环氧沥青”型式,其单位重也超过了200千克每平米。混凝土等其它型式的路面铺装单位面积自重则更大。
铺装层容易破损。
无论是混凝土还是沥青路面,在车轮荷载、热胀冷缩等外界因素的影响下,都会陆续出现各种损坏、变形及其它缺陷,包括:裂缝、坑槽、车辙、松散、沉陷等。一旦发生上述问题,进行路面维护时需要较长时间封闭道路。
技术方案及特点
技术方案要点是:由纵条、横条、包边板、和垫板组成,其连接关系是:若干条纵条等间距布置,横条与纵条上表面压焊成型,形成若干空心格子,纵条两端与包边板焊接;垫板与纵条下表面焊接。
一,在纵条下表面焊接垫板。此举一来方便开设螺栓孔以便与主结构栓接,无需设置格栅卡子故能大大缩短螺栓长度;二来螺栓连接副的任意部位均隐藏在路面以下,不存在局部凸起,可保证路面的平整度:三来有利于将纵条下表面相对于主结构垫起一定高度,避免纵条下表面与主结构直接接触,可保证在任意格子中均不会存水。
二、结合桥梁主结构支撑间距,即钢格栅纵条跨距进行承载力计算,不局限于标准中的型号,可优化纵条的高度和间距经计算,确保能满足标准车轮荷毂的钢格栅,其镀锌后单位面积重可控制在80千克每平米左右,尚不到传统路面铺装单位重的40%,大大减轻了桥梁的永久荷载。
三,将横条弯曲后再压焊。由于常规钢格栅横条为平行等间距布置,车辆行驶时轮胎与格栅相遇频率为固定值,从而产生周期性噪声。此举在不増加压焊工艺难度的前提下可打破车轮与格栅相遇频率的固定值,从而规避周期性噪声的产生。
四,在垫板与主结构之间设置减振垫片,在一定程度上吸收格栅振动产生的能量,从而进一步减小噪声。
五,将钢格栅先热镀锌再喷涂耐磨油漆,以保证钢格栅的耐腐蚀性。在毎根纵条上表面两侧倒圆角,以保证油漆的良好附着
六,配合桥梁主结构布局,合理划分单块格栅外形尺寸,以便实现工厂标准化生产;将单块格栅重量控制在200kg以内,后期维护或拆卸更换时无需借助起重设备,由人力即可搬运。
七、区别于混凝土或沥青路面铺装,车轮在钢格栅上行走时,其水平作用力除接触面摩擦力外,轮胎陷入钢格栅格子的部分还可额外提供啮合力。
八、由于钢格栅具有良好的垂向排污能力,降雨或降雪均可顺畅通过格栅,格栅表面面积小故积冰量极小且经车轮碾压后积冰即无法继续附着。则以钢格栅为路面铺装的桥梁在各种恶劣天气中均可为轮胎提供充足的水平作用力,受各种恶劣天气的影响极小,进而有利于在北方积雪或冰冻地区实施大纵坡桥梁的工程方案。
综上,钢格栅板取代混凝土或沥青作为钢结构桥梁的大面积路面铺装。具有车辆通过噪声低、上表面平整、无存水死角、耐腐蚀性能好等优势。与传统混凝土或沥青路面铺装相比:在冰雪天气中摩擦力大,从而有利于在北方积雪或冰冻地区实施大纵坡桥梁工程方案。钢格栅板单位面积重量轻,不仅能降低单位面积路面铺装造价,还有助于减轻桥梁主结枃重量进而降低桥梁主结构造价。易实现工厂标准化生产、易拆卸替换、维护时无需封路,便于后期维护并有利于降低维护成本。
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