本發(fā)明涉及鋼橋面板鋪裝領(lǐng)域，尤其是涉及一種UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

目前國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的正交異性鋼橋面鋪裝形式主要分為瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)鋪裝層、澆注式瀝青混合料(GA)鋪裝層及環(huán)氧瀝青混合料(EA)鋪裝層，這三類(lèi)鋪裝直接鋪筑于正交異性鋼板上時(shí)，鋼板在車(chē)輛荷載作用下，內(nèi)部變形情況復(fù)雜，縱向U型肋及橫向橫隔板極易造成鋼箱梁和鋪裝層內(nèi)的應(yīng)力集中，產(chǎn)生開(kāi)裂、擁包、推移、坑槽等鋪裝層損壞，即使對(duì)鋪裝進(jìn)行修復(fù)，往往效果也并不理想，甚至短時(shí)間內(nèi)又發(fā)生破壞，不僅影響橋梁鋪裝層美觀，而且嚴(yán)重危害行車(chē)安全。

中國(guó)專(zhuān)利CN 103835233 B公開(kāi)了一種正交異性鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)及其施工方法，包括自下而上依次設(shè)置的鋼橋面板、橡膠層、鋁合金面層，橡膠層設(shè)置在鋼橋面板與鋁合金面層之間，鋼橋面板的上表面等間距焊接有抗剪焊釘，鋼橋面板的上表面涂覆有環(huán)氧樹(shù)脂黏結(jié)層，與橡膠層連接，鋁合金面層下表面設(shè)置抗剪焊釘，橡膠層上表面涂覆環(huán)氧樹(shù)脂黏結(jié)層，與鋁合金面層連接，鋁合金上面層刻槽作抗滑。但該專(zhuān)利使用鋁合金作為面層，價(jià)格較貴，同時(shí)，橡膠層承受剪力釘反復(fù)剪力荷載，容易老化產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形，影響承載能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題而提供一種UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結(jié)構(gòu)及其制作方法，克服了傳統(tǒng)瀝青鋪裝的病害問(wèn)題，并且無(wú)需蒸汽養(yǎng)護(hù)，施工條件簡(jiǎn)單易行。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結(jié)構(gòu)，包括底部的鋼橋面板、鋼橋面板上的剪力釘和鋼筋網(wǎng)，還包括UHPC澆筑的UHPC鋪裝層，所述的UHPC鋪裝層將剪力釘以及鋼筋網(wǎng)包覆，與鋼橋面板形成組合橋面板結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述的UHPC鋪裝層的澆筑厚度為5-8cm，既不宜過(guò)薄，保證了剪力釘有效保護(hù)厚度，同時(shí)不宜過(guò)厚，減小了自重荷載。

進(jìn)一步地，所述的UHPC摻加鋼纖維，所述的鋼纖維采用鍍銅高強(qiáng)度鋼纖維，鋼纖維摻量為UHPC總量的0.5-0.9wt％，鋼纖維與UHPC協(xié)同受力，有效增加了UHPC的抗開(kāi)裂能力。

進(jìn)一步地，所述的UHPC鋪裝層的表面設(shè)有作為磨耗層的多道刻痕或者鋪設(shè)瀝青混凝土所述的刻痕相互平行，刻痕之間的距離為20-22mm，刻痕深為5-7mm，寬為5-7mm，可有效作為抗滑層，保證了行車(chē)安全性。

進(jìn)一步地，所述的鋼橋面板為具有縱、橫加勁肋的鋼板，鋼橋面板表面打砂除銹，清潔度達(dá)到Sa2.5級(jí)，粗糙度達(dá)到Rz40-80μm，鋼橋面板上噴涂防銹漆，防止鋼板生銹影響鋼板與UHPC之間的粘結(jié)性，防銹漆優(yōu)選環(huán)氧樹(shù)脂漆或丙烯酸聚氨酯漆，不宜選用環(huán)氧富鋅漆及無(wú)機(jī)富鋅漆等含鋅防銹漆，以免鋅氧化成氧化鋅顆粒，降低鋼橋面板與UHPC間粘結(jié)強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述剪力釘焊接在鋼橋面板上，所述的剪力釘規(guī)格為Φ16×45mm，按橫、縱陣列排布，間距為300-500mm，剪力釘?shù)牟贾糜行г黾恿薝HPC與鋼橋面板的連接，可顯著增加UHPC層的抵抗橫向荷載能力。剪力釘焊接前先進(jìn)行放線定位，焊接時(shí)按要求控制好焊接時(shí)間，達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，保證焊接面飽滿(mǎn)、焊透和牢靠連接，避免焊接面不全、熔透等情況，焊接后用錘子或其他重物橫向敲擊剪力釘，剪力釘不出現(xiàn)脫落、歪斜等現(xiàn)象，如不滿(mǎn)足上述要求應(yīng)重新焊接。

進(jìn)一步地，所述的鋼筋網(wǎng)是將鋼筋縱、橫向垂直等距離布置得到，鋼筋選用HRB335級(jí)鋼筋，直徑為12mm，間距為30-50mm，縱向鋼筋在下，橫向鋼筋在上，鋼筋與UHPC協(xié)同受力，增加了結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度。綁扎鋼筋前先在鋼橋面板上布置鋼筋墊條，然后將縱向鋼筋按設(shè)計(jì)位置放在鋼筋墊條上，再以設(shè)計(jì)的間距將橫向鋼筋放置在縱向鋼筋上，最后用細(xì)鋼絲將縱橫鋼筋在相交處綁扎，施工時(shí)如遇鋼筋位置與剪力釘布置有沖突，可適當(dāng)調(diào)整鋼筋的橫向位置，特別注意鋼筋縱向接頭處的鋼筋布置應(yīng)平順，以免UHPC在此處產(chǎn)生應(yīng)力集中。

所述的UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結(jié)構(gòu)的制作方法，具體步驟為：將鋼橋面板除銹，焊接剪力釘，噴涂防銹漆，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，支模，然后澆筑UHPC鋪裝層，養(yǎng)護(hù)后得到UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)具體條件選擇直接刻痕作為磨耗層或者上鋪瀝青磨耗層。

所述UHPC以壓模方式進(jìn)行澆筑，澆筑前在鋼橋面板上的行車(chē)道邊緣和道路中心線安裝鋼筋軌道用于控制鋪裝層的標(biāo)高，所述的鋼筋軌道依次鋪設(shè)槽鋼及木模板，槽鋼及木模板的平整度控制在1-5mm，槽鋼與木模板之間采用夾雙面膠固定，分段采用螺栓連接。UHPC材料由于流動(dòng)性好密實(shí)度高，模板接縫必須嚴(yán)密，為確保拼縫嚴(yán)密，槽鋼與木模板間采用夾雙面膠固定，分段采用螺栓連接。

UHPC材料現(xiàn)場(chǎng)澆筑，注漿前先對(duì)鋼筋、模板檢查，合格后澆筑，UHPC澆筑前各種施工設(shè)備必須完成調(diào)試，按照澆筑配合比進(jìn)行攪拌澆筑，UHPC材料流動(dòng)性良好，混凝土按照自下往上、先低后高的順序進(jìn)行澆筑，在下部混凝土初步硬化后由下向上依次解開(kāi)螺栓、移動(dòng)槽鋼及木模板頂模、連接槽鋼及木模板，然后澆筑新一段UHPC。澆筑完后養(yǎng)護(hù)無(wú)需高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)，可鋪設(shè)雙層塑料薄膜或覆蓋蓄水舊麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間只需三天。根據(jù)規(guī)范要求留置相應(yīng)數(shù)量混凝土檢測(cè)試件，UHPC材料澆筑路面平整度、幾何尺寸須達(dá)到市政工程路面驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明采用UHPC進(jìn)行澆筑，不同于傳統(tǒng)高強(qiáng)混凝土和鋼纖維混凝土，UHPC依照多元粒子最緊密堆積優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，采用多重粒徑范圍的膠凝材料體系進(jìn)行復(fù)合，具備超高強(qiáng)度、超高韌性(具有類(lèi)金屬變形性能)、超高耐久性能以及優(yōu)異的施工和易性的新型水泥基結(jié)構(gòu)工程材料，相比普通混凝土，抗拉強(qiáng)度顯著提高且容重較小(28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到近200MPa，而其容重僅為2600kg/m³)，超高早強(qiáng)(1d抗壓強(qiáng)度達(dá)到60MPa以上，2d抗壓強(qiáng)度達(dá)到100MPa以上)，且材料只需要普通攪拌工藝，具有自流平性能，養(yǎng)護(hù)條件要求較低，無(wú)需蒸汽養(yǎng)護(hù)和壓力成型，施工工藝簡(jiǎn)便，施工質(zhì)量易控制。

UHPC澆筑采用壓模的支模方式，鋼筋導(dǎo)軌的設(shè)置有效控制了標(biāo)高，上鋪壓模有效保證了大流動(dòng)性的UHPC的澆筑質(zhì)量，可適應(yīng)不同坡度及彎曲段澆筑。本發(fā)明克服瀝青鋪裝的病害問(wèn)題，將UHPC與正交異性鋼橋面板結(jié)合，避免產(chǎn)生開(kāi)裂、擁包、推移、坑槽等鋪裝層損壞。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明鋼橋面板組合結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為鋼筋網(wǎng)及剪力釘布置示意圖；

圖3為剪力釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為澆筑支模的平面示意圖；

圖5為槽鋼與木模板的支模示意圖；

圖6為槽鋼的截面示意圖；

圖中：1-鋼橋面板；2-UHPC；3-剪力釘；4-鋼筋；5-槽鋼；6-木模板；7-鋼筋軌道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

參照?qǐng)D1-6，實(shí)施段長(zhǎng)36m、寬9.05m，共325.8m²的面積，實(shí)施段鋪裝方案為澆筑8cm UHP2并刻痕作為磨耗層。鋼橋面板1采用手工除銹配合角向磨光機(jī)除銹，除銹標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到Sa2.5。除銹前用刮刀或鏟刀去除疏松油漆和鐵銹層，使用機(jī)械鋼絲刷、砂輪或紙制砂輪，對(duì)設(shè)施表面進(jìn)行打磨，且應(yīng)使表面盡可能粗糙，對(duì)于設(shè)施的邊角部位，采用角磨機(jī)、鋼絲刷或平銼刀等工具進(jìn)行處理，最后用抹布、棉紗或壓縮空氣清理除銹后的設(shè)施，保持表面清潔。

剪力釘3規(guī)格為Φ16×45mm，間隔400×400mm，施工前先進(jìn)行放線定位。焊接時(shí)使用專(zhuān)用的栓焊設(shè)備，栓焊機(jī)型號(hào)為JSS2500，配備A-88J型焊槍?zhuān)褂弥屑訌?qiáng)對(duì)栓焊設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，施工時(shí)嚴(yán)格按照栓釘焊接工藝流程施工，保證剪力釘?shù)暮附淤|(zhì)量。

縱向和橫向鋼筋4均為HRB335級(jí)鋼筋，直徑d＝12mm，間隔40mm×40mm。鋼筋場(chǎng)外制作成型，現(xiàn)場(chǎng)綁扎，綁扎用22號(hào)鍍鋅鐵絲，綁扎鋼筋前每隔2m平放一些的鋼筋墊條，保證鋼筋網(wǎng)高度。

UHPC澆筑前在鋼橋面板上行車(chē)道邊緣和道路中心線安裝三道鋼筋軌道7用于控制鋪裝層標(biāo)高，上依次鋪設(shè)寬槽鋼5及木模板6，槽鋼寬200mm，木模板寬1000mm，為保證接縫平滑緊密，兩者之間用雙面膠粘結(jié)填縫，并用螺栓緊固，模板平整度控制在5mm以?xún)?nèi)。

UHPC注漿前先對(duì)鋼筋4、模板5、6檢查，合格后澆筑，采用兩臺(tái)P80泵進(jìn)行混凝土輸送，采用兩臺(tái)混凝土攪拌機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攪拌。實(shí)施段共計(jì)26m³混凝土，UHPC澆筑前各種施工設(shè)備必須完成調(diào)試，嚴(yán)格按照澆筑配合比進(jìn)行攪拌澆筑。UHPC流動(dòng)性良好，混凝土按照自下往上、先低后高的順序進(jìn)行澆筑，下部混凝土初步硬化后由下向上依次移動(dòng)頂模，混凝土澆筑不留施工縫一次成型，UHPC在初凝后終凝前使用刻槽機(jī)在混凝土表面刻紋，刻紋必須整齊統(tǒng)一美觀。

UHPC澆筑完后鋪設(shè)雙層塑料薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并根據(jù)規(guī)范要求留置相應(yīng)數(shù)量混凝土檢測(cè)試件。經(jīng)檢測(cè)，澆筑鋪裝平整度為2.6mm、構(gòu)造深度為1.14mm、摩擦系數(shù)為84，達(dá)到市政工程路面驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。