鋼格柵板具有良好的承載力及垂向排污能力,在道路橋梁領域常用作下水道蓋板。但常規鋼格柵板存在車輛通過噪聲大等缺點,故不適用于大面積的橋梁路面鋪裝,目前國內也沒有將鋼格柵板大面積鋪設于橋梁路面的工程案例。
橋梁路面鋪裝的常規材料是混凝土或瀝青。混凝土或瀝青路面鋪裝的缺點主要冰雪摩擦力不足,對于北方積雪或冰凍地區而言,當冬季橋面積雪或結冰時,混凝土或瀝青的常規橋梁路面鋪裝通常不能為輪胎提供充足的摩擦力,導致車輛易打滑,甚至引發交通事故。
橋梁縱坡受限制。橋梁縱坡越大,車輛發生交通事故的概率越高。雖然我國規范中對縱坡要求的極限值為6%,但絕大多數現有北方積雪或冰凍地區的橋梁采用了不超過4%的縱坡。在橋高度相同的前提坡越小,其引橋越長。在橋梁可延伸空間受限的區域(如城市老舊城區),過長的引橋就可能導致橋梁難以布置甚至無法布置。
單位面積自重大：路面鋪裝是橋梁永久荷載的一部分,鋪裝層自重越大,相應要求橋梁主結枃越強，據調研國內鋼結構橋梁現有各種路面鋪裝中最輕的“鋼板加環氧瀝青”型式,其單位重也超過了200千克每平米。混凝土等其它型式的路面鋪裝單位面積自重則更大。鋪裝層容易破損。
無論是混凝土還是瀝青路面,在車輪荷載、熱脹冷縮等外界因素的影響下,都會陸續出現各種損壞、變形及其它缺陷,包括:裂縫、坑槽、車轍、松散、沉陷等。一旦發生上述問題,進行路面維護時需要較長時間封閉道路。
技術方案及特點
技術方案要點是:由縱條、橫條、包邊板、和墊板組成,其連接關系是:若干條縱條等間距布置,橫條與縱條上表面壓焊成型,形成若干空心格子,縱條兩端與包邊板焊接;墊板與縱條下表面焊接。
一,在縱條下表面焊接墊板。此舉一來方便開設螺栓孔以便與主結構栓接,無需設置格柵卡子故能大大縮短螺栓長度;二來螺栓連接副的任意部位均隱藏在路面以下,不存在局部凸起,可保證路面的平整度:三來有利于將縱條下表面相對于主結構墊起一定高度,避免縱條下表面與主結構直接接觸,可保證在任意格子中均不會存水。
二、結合橋梁主結構支撐間距,即鋼格柵板縱條跨距進行承載力計算,不局限于標準中的型號,可優化縱條的高度和間距經計算,確保能滿足標準車輪荷轂的鋼格柵板,其鍍鋅后單位面積重可控制在80千克每平米左右,尚不到傳統路面鋪裝單位重的40%,大大減輕了橋梁的永久荷載。
三,將橫條彎曲后再壓焊。由于常規鋼格柵板橫條為平行等間距布置,車輛行駛時輪胎與格柵相遇頻率為固定值,從而產生周期性噪聲。此舉在不増加壓焊工藝難度的前提下可打破車輪與格柵相遇頻率的固定值,從而規避周期性噪聲的產生。
四,在墊板與主結構之間設置減振墊片,在一定程度上吸收格柵振動產生的能量,從而進一步減小噪聲。
五,將鋼格柵板先熱鍍鋅再噴涂耐磨油漆,以保證鋼格柵板的耐腐蝕性。在毎根縱條上表面兩側倒圓角,以保證油漆的良好附著
六,配合橋梁主結構布局,合理劃分單塊格柵外形尺寸,以便實現工廠標準化生產;將單塊格柵重量控制在200kg以內,后期維護或拆卸更換時無需借助起重設備,由人力即可搬運。
七、區別于混凝土或瀝青路面鋪裝,車輪在鋼格柵板上行走時,其水平作用力除接觸面摩擦力外,輪胎陷入鋼格柵板格子的部分還可額外提供嚙合力。
八、由于鋼格柵板具有良好的垂向排污能力,降雨或降雪均可順暢通過格柵,格柵表面面積小故積冰量極小且經車輪碾壓后積冰即無法繼續附著。則以鋼格柵板為路面鋪裝的橋梁在各種惡劣天氣中均可為輪胎提供充足的水平作用力,受各種惡劣天氣的影響極小,進而有利于在北方積雪或冰凍地區實施大縱坡橋梁的工程方案。
綜上,鋼格柵板取代混凝土或瀝青作為鋼結構橋梁的大面積路面鋪裝。具有車輛通過噪聲低、上表面平整、無存水死角、耐腐蝕性能好等優勢。與傳統混凝土或瀝青路面鋪裝相比:在冰雪天氣中摩擦力大,從而有利于在北方積雪或冰凍地區實施大縱坡橋梁工程方案。鋼格柵板單位面積重量輕,不僅能降低單位面積路面鋪裝造價,還有助于減輕橋梁主結枃重量進而降低橋梁主結構造價。易實現工廠標準化生產、易拆卸替換、維護時無需封路,便于后期維護并有利于降低維護成本。
