一種常溫養生型鋼橋面鋪裝結構及其施工方法技術

本發明專利技術公開一種常溫養生型鋼橋面鋪裝結構及其施工方法，在鋼板的上表面設置有帶鋼底板抗剪栓釘，在帶鋼底板抗剪栓釘上設置有環氧樹脂碎石抗剪層，在環氧樹脂碎石抗剪層上表面設置雙層鋼筋網，在雙層鋼筋網上設置濕接界面劑層和常溫養生型超高韌性水泥混凝土層，在常溫養生型超高韌性水泥混凝土層的上表面設置有樹脂碎石磨耗層。采用標線位置粘貼帶鋼底板的抗剪栓釘配合環氧樹脂碎石抗剪層的新型層間連接方式替代傳統焊接抗剪栓釘的連接方式，便于后期的養護維修。還提供了一種低收縮、可泵送、常溫養生型超高韌性水泥混凝土的配合比設計及制備方法，在應力吸收層的配合下可改善鋼橋面的受力狀態，降低鋼橋面板和鋪裝疲勞開裂的發生幾率。

A Normal Temperature Curing Steel Bridge Deck Pavement Structure and Its Construction Method

【技術實現步驟摘要】
一種常溫養生型鋼橋面鋪裝結構及其施工方法
本專利技術涉及一種鋼橋面鋪裝結構及其施工方法，尤其涉及一種常溫養生型超高韌性水泥混凝土鋼橋面鋪裝結構及其施工方法。
技術介紹
隨著交通量及交通載荷的不斷增大，國內早期建設的鋼橋面臨著正交異性鋼橋面板疲勞開裂及橋面鋪裝疲勞開裂的雙重考驗。為同時解決鋼橋面板疲勞開裂及橋面鋪裝疲勞開裂問題，近年來，國內外學者提出的鋼-UHPC組合橋面結構在正交異性鋼橋面板補強養護工程中獲得大面積應用。高模量UHPC的引入大幅改善了鋼橋面鋪裝整體結構的整體剛度，UHPC層與鋼板層共同承載，從而對下層鋼板起到一定的補強作用，大幅降低了鋼橋面系疲勞病害的發生概率。為保證UHPC層與鋼橋面板間的協同受力，傳統鋼-UHPC組合橋面結構需在鋼橋面板表面焊接大量栓釘。一方面，焊接不可避免地引入孔隙、毛刺等初始缺陷，并產生殘余應力，從而對栓釘的靜力及疲勞性能產生不利影響；另一方面，大量栓釘的引入對后期的養護維修帶來不便。CN108589518A采用局部剪力鍵與環氧粘結復合取代傳統的密布剪力鍵的層間連接方式，該層間連接方式無法滿足大柔度鋼橋面板與鋪裝間的協同變形需求。此外，為減少UHPC因干縮等變形而產生的裂縫，CN108589518A通過設置變形縫取代傳統鋼-UHPC組合橋面鋪裝中的鋼筋網，這不僅對下層鋼結構的防水阻銹帶來了極大挑戰，而且大幅降低了行車舒適性。CN107237259A通過環氧樹脂將抗剪栓釘連接組件粘貼在鋼橋面蓋板上，該連接方式避免了傳統焊接抗剪栓釘引入的疲勞細節，但密布的抗剪栓釘連接組件工作量較大，且不利于后期的養護、維修。有鑒于上述現有的鋼橋面鋪裝存在的缺陷，本專利技術人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種常溫養生型鋼橋面鋪裝結構及其施工方法，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本專利技術。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于，克服現有的鋼橋面鋪裝存在的缺陷，而提供一種常溫養生型鋼橋面鋪裝結構及其施工方法，所要解決的技術問題是提高鋼橋面與修補用UHPC組合橋面協同受力，簡化橋面后期養護維修，從而更加適于實用，且具有產業上的利用價值。本專利技術的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本專利技術提出的常溫養生型鋼橋面鋪裝結構，包括有鋼板，在鋼板的上表面設置有帶鋼底板抗剪栓釘，在帶鋼底板抗剪栓釘上設置有3～5mm環氧樹脂碎石抗剪層，在環氧樹脂碎石抗剪層上表面設置16～24mm雙層鋼筋網，在雙層鋼筋網上設置有1～2mm濕接界面劑層，濕接界面劑層一部分涂敷在雙層鋼筋網上表面，一部分滲透到環氧樹脂碎石抗剪層上表面；濕接界面劑層上設置有30～60mm常溫養生型超高韌性水泥混凝土層，在常溫養生型超高韌性水泥混凝土層的上表面設置有3～5mm樹脂碎石磨耗層。作為優選的，在鋼板的上表面設置帶鋼底板抗剪栓釘后，再設置5～10mm應力吸收層，其中應力吸收層設置在鋼板上表面與環氧樹脂碎石抗剪層之間，利用應力吸收層的緩沖效應大幅降低鋼板與上層鋪裝結構間剪應力，從而保證了鋼板與上層鋪裝結構間變形協調性。作為優選的，將抗剪栓釘焊接于鋼底板上形成帶鋼底板抗剪栓釘，然后采用高強膠黏劑將帶鋼底板抗剪栓釘沿兩側標線粘貼于鋼板上表面，即粘貼于鋼橋面板上。采用這種連接方式，避免了由于焊接抗剪栓釘引入孔隙、毛刺等初始缺陷和殘余應力，同時減少抗剪栓釘的引入，方便后期的養護維修。相鄰抗剪栓釘間縱橋向間距為20～50cm，橫橋向間距為10～30cm；抗剪栓釘與鋼板間的粘接拉拔強度不小于20MPa。作為優選的，應力吸收層為拉伸強度不小于15MPa，斷裂伸長率不小于30％，對鋼板拉拔強度不小于20MPa的應力吸收型環氧樹脂。作為優選的，環氧樹脂碎石抗剪層由2～3mm高韌性環氧樹脂層和3～5mm玄武巖碎石層構成，其中高韌性環氧樹脂的拉伸強度不小于10MPa，斷裂伸長率不小于20％，對鋼板拉拔強度不小于15MPa。作為優選的，雙層鋼筋網包括縱橋向鋼筋網層和橫橋向鋼筋網層，其中，縱橋向鋼筋網層和橫橋向鋼筋網層均采用直徑為8～12mm的HRB400鋼筋綁扎而成，鋼筋間距為30～100mm，縱橋向鋼筋網層在下，橫橋向鋼筋網層在上，縱橋向鋼筋網層和橫橋向鋼筋網層互相垂直設置，綁扎形成雙層鋼筋網，縱橋向鋼筋網層距環氧樹脂碎石抗剪層的高度不小于8mm。作為優選的，濕接界面劑為拉伸強度不小于20MPa、斷裂伸長率為10％～30％、粘度不大于3000mPa·s，且具有濕固化能力的改性環氧樹脂膠黏劑。本專利技術采用常溫養生型超高韌性水泥混凝土，主要解決的另一個技術問題為：在傳統鋼-UHPC組合橋面結構維護中，需在現場對UHPC進行高溫蒸養，不僅需要大型專用蒸養設備、能耗大，而且不利于對于既有鋼橋面鋪裝的維修養護；另一個解決的技術問題為，大幅降低UHPC的后期干燥收縮。作為優選的，常溫養生型超高韌性水泥混凝土層包括干混料、鋼纖維、水及減水劑。其中形成常溫養生型超高韌性水泥混凝土層的常溫養生型超高韌性水泥混凝土，28d抗壓強度不小于100MPa、28d抗折強度不小于15MPa、28d彈性極限抗拉強度不小于5MPa,初始塌落擴展度不小于400mm。作為優選的，干混料包括450～900份水泥、90～180份硅粉、90～270份沉珠、0～180份礦渣超細粉、50～100份膨脹劑、450～1300份石英砂及5～10份消石灰。其中水泥為中位粒徑D(50)為10～20μm的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，強度等級為42.5以上；硅粉的中位粒徑D(50)為0.1～0.5μm，SiO2含量不低于85％,比表面積不小于15000m2/kg，28d活性指數不小于95％；沉珠為中位粒徑D(50)為1～3μm的實心球形硅鋁酸鹽微珠，28天活性指數不小于110％；礦渣超細粉的中位粒徑D(50)為1～3μm，比表面積不小于700m2/kg，28d活性指數不小于105％；膨脹劑的主要化學成分包含Al2O3、CaO、SO3、CaSO4中的一種或兩種以上的混合物；石英砂為20～40目石英砂、40～70目石英砂及70～120目石英砂按100：0～70：0～70的質量比例摻配而來；鋼纖維為鍍銅微絲鋼纖維，長徑比為35～80，直徑為0.1～0.5mm；減水劑為減水率不小于30％的聚羧酸高效減水劑。作為優選的，本專利技術的常溫養生型超高韌性水泥混凝土通過如下制備工藝制備，將450～900份水泥、90～180份硅粉、90～270份沉珠、0～180份礦渣超細粉、50～100份膨脹劑、450～1300份石英砂及5～10份消石灰依次投入干粉混合機中，攪拌混合均勻形成干混料，將前述干混料投入強制式攪拌機中，并加入10～30份減水劑以及150～220份水，充分攪拌混合均勻后形成砂漿，然后加入78～234份鋼纖維，繼續攪拌，混合均勻后成為常溫養生型超高韌性水泥混凝土。本專利技術的常溫養生型超高韌性水泥混凝土是基于顆粒緊密堆積理論設計而來：首先優化膠凝材料配比設計，采用1～3μm的沉珠填充10～20μm水泥顆粒間的間隙，大幅降低水泥顆粒間的自由水，采用0.1～0.5μm的硅灰填充1～3μm的沉珠顆粒間的間隙，進一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種常溫養生型鋼橋面鋪裝結構，包括有鋼板（1），其特征在于：在所述鋼板（1）的上表面設置有帶鋼底板抗剪栓釘（5），在所述帶鋼底板抗剪栓釘（5）上設置有環氧樹脂碎石抗剪層（3），在所述環氧樹脂碎石抗剪層（3）上表面設置雙層鋼筋網（7），在所述雙層鋼筋網（7）上設置有濕接界面劑層（4），所述濕接界面劑層（4）一部分涂敷在所述雙層鋼筋網（7）上表面，一部分滲透到所述環氧樹脂碎石抗剪層（3）上表面；所述濕接界面劑層（4）上設置有常溫養生型超高韌性水泥混凝土層（6），在所述常溫養生型超高韌性水泥混凝土層（6）的上表面設置有樹脂碎石磨耗層（8）。

【技術特征摘要】
1.一種常溫養生型鋼橋面鋪裝結構，包括有鋼板（1），其特征在于：在所述鋼板（1）的上表面設置有帶鋼底板抗剪栓釘（5），在所述帶鋼底板抗剪栓釘（5）上設置有環氧樹脂碎石抗剪層（3），在所述環氧樹脂碎石抗剪層（3）上表面設置雙層鋼筋網（7），在所述雙層鋼筋網（7）上設置有濕接界面劑層（4），所述濕接界面劑層（4）一部分涂敷在所述雙層鋼筋網（7）上表面，一部分滲透到所述環氧樹脂碎石抗剪層（3）上表面；所述濕接界面劑層（4）上設置有常溫養生型超高韌性水泥混凝土層（6），在所述常溫養生型超高韌性水泥混凝土層（6）的上表面設置有樹脂碎石磨耗層（8）。2.根據權利要求1所述的常溫養生型鋼橋面鋪裝結構，其特征在于：在所述鋼板（1）的上表面設置帶鋼底板抗剪栓釘（5）后，再設置應力吸收層（2）；所述應力吸收層（2）設置在鋼板（1）上表面與環氧樹脂碎石抗剪層（3）之間。3.根據權利要求1或2所述的常溫養生型鋼橋面鋪裝結構，其特征在于：將抗剪栓釘焊接于鋼底板上形成所述帶鋼底板抗剪栓釘（5），相鄰抗剪栓釘縱橋向間距為20~50cm，橫橋向間距為10~30cm。4.根據權利要求3所述的常溫養生型鋼橋面鋪裝結構，其特征在于：所述雙層鋼筋網（7）包括縱橋向鋼筋網層和橫橋向鋼筋網層，所述縱橋向鋼筋網層和橫橋向鋼筋網層互相垂直設置，縱橋向鋼筋網層在下、橫橋向鋼筋網層在上，相互綁扎形成雙層鋼筋網（7）。5.根據權利要求4所述的常溫養生型鋼橋面鋪裝結構，其特征在于：所述常溫養生型超高韌性水泥混凝土層（6）包括干混料、鋼纖維、水及減水劑。6.根據權利要求5所述的常溫養生型鋼橋面鋪裝結構，其特征在于：所述干混料包括450~900份水泥、90~180份硅粉、90~270份沉珠、0~180份礦渣超細粉、50~100份膨脹劑、450~1300份石英砂及5~10份消石灰。7.根據權利要求6所述的常溫養生型鋼橋面鋪裝結構，其特征在于：所述沉珠為中位粒徑D（50）為1~3μm的實心球形硅鋁酸鹽微珠，28天活性指數不小于110%。8.根據權利要求2所述的常溫養生型鋼橋面鋪裝結構施工方法，其特征在于：包括如下操作步驟，步驟一，對鋼板（1）表面進行噴砂除銹，清潔度達Sa2.5級以上，粗糙度Rz達60~100μm；步驟二，在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李款，潘友強，張輝，陳李峰，
申請(專利權)人：江蘇中路交通科學技術有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32