本发明专利技术公开了一种超高性能混凝土拱肋及其预制构件制作方法，采用超高性能混凝土制作拱肋预制构件，并将拱肋预制构件拼接成拱肋。拱圈由两条分离式拱肋组成，拱肋预制构件之间连接采用单阶型胶接缝，并在拱肋预制构件一端开设多个预留孔，另一端固定有多个大小与所述预留孔大小匹配的连接杆；吊装前，拱肋预制构件接口、预留孔及连接杆均涂抹足够环氧树脂；吊装时，相邻的两个拱肋预制构件中，其中一个拱肋预制构件一端的连接杆插入另一个拱肋预制构件一端的预留孔内。本发明专利技术的方法能保证在较短的时间内迅速拼装拱肋，确保拱肋的施工质量和全桥的耐久性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种超高性能混凝土拱肋及其预制构件制作方法，采用超高性能混凝土制作拱肋预制构件，并将拱肋预制构件拼接成拱肋。拱圈由两条分离式拱肋组成，拱肋预制构件之间连接采用单阶型胶接缝，并在拱肋预制构件一端开设多个预留孔，另一端固定有多个大小与所述预留孔大小匹配的连接杆；吊装前，拱肋预制构件接口、预留孔及连接杆均涂抹足够环氧树脂；吊装时，相邻的两个拱肋预制构件中，其中一个拱肋预制构件一端的连接杆插入另一个拱肋预制构件一端的预留孔内。本专利技术的方法能保证在较短的时间内迅速拼装拱肋，确保拱肋的施工质量和全桥的耐久性。【专利说明】
本专利技术涉及木工程行业中的结构工程
，特别是一种超高性能混凝土的预制拼装式拱肋及其制作与安装方法。
技术介绍
拼装式肋拱桥与现场浇筑施工工艺相比，具有可规模化预制、运输和安装方便、施工工期短，平均劳动力消耗量也少一些，且施工质量易于保证，对于高强度混凝土更是如此。对于横跨水库上的拱桥而言，河流水位长期处于高水位，河水控水不方便，不能长时间截断河流，而现场浇筑施工工期长，在这种情况下采用现场浇筑进行施工对于工期不易控制，而且对于施工质量更无法保证。闻性能混凝土尤其是超闻性能混凝土是一种具有超闻强度、闻朝性、闻耐久性、闻环保性的新型水泥基复合材料。一般地，超高性能混凝土也称为活性粉末混凝土 ReactivePowder Concrete (RPC),结构中使用活性粉末混凝土能减少构件尺寸,有效减轻结构和桥墩自重，节约材料用量。研究发现:活性粉末混凝土超低的孔隙率及致密的结构不仅大大提高了其强度和韧性，同时也可提高其抗渗透能力，从而有效地阻止环境介质的侵蚀，提高其耐久性，使其具有优异的抗冻性、抗碳化性、抗氯离子渗透性、耐水性、耐齒水腐蚀能力、较强的抗液氮冻融能力、良好的耐磨性能等。这对于长期处于水面以下的肋拱拱脚的耐腐蚀性非常有利。目前还没有使用超高性能混凝土制作拼装式肋拱桥的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种超高性能混凝土的预制拼装式拱肋及其制作与安装方法，能在较短的时间内迅速预制拼装拱肋，并确保拱肋的施工质量和全桥的耐久性。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是:一种拱肋，该拱肋由多段拱肋预制构件依次连接而成，所述拱肋预制构件由钢筋和超高性能混凝土材料制成，所述拱肋预制构件一端开设有多个预留孔，所述拱肋预制构件另一端固定有多个大小与所述预留孔大小匹配连接杆；相邻的两个拱肋预制构件中，其中一个拱肋预制构件一端的连接杆插入另一个拱肋预制构件一端的预留孔内；所述超高性能混凝土由水泥、硅灰、磨细粉煤灰、石英砂、高效减水剂、水和钢纤维配制而成，水胶质量比取0.16?0.22，砂灰质量比取0.8?2.0，水泥:硅灰:磨细粉煤灰:石英砂:高效减水剂:水:钢纤维的质量比为=1:0.25:0.25:1.2:0.04:0.3:0.02。所述拱肋预制构件两端均设有连接台阶。本专利技术还提供了一种拱肋预制构件制作方法，其特征在于，该方法为:I)将地表整平，在地表上铺填20cm厚沙砾垫层，在砂砾垫层上均匀铺设垫木并保持所述垫木上表面水平，在垫木上设置多个模架，所述模架包括底模和侧模，所述底模固定在垫木上，所述底模长度、宽度、形状均与拱肋长度、宽度、形状匹配；所述底模的两条较长侧边上均固定有竖直设置的侧模；将绑扎好的钢筋固定在模架中，在模架两端安装预埋件，其中一端的预埋件上设有预留孔，另外一端的预埋件上固定有与所述预留孔大小匹配的连接杆； 2)将水泥、硅粉、磨细粉煤灰、石英砂倒入搅拌机中，干拌，之后加入水，搅拌，加入高效减水剂，继续搅拌，最后加入钢纤维，再搅拌，然后将拌合物倒入模架内，经高频振动器振捣密实后成型，得到多个拱肋预制构件，将所述多个拱肋预制构件放入水箱中，在80?100°C热水环境下静置养护4天；其中，水胶质量比取0.16?0.22，砂灰质量比取0.8?2.0，水泥:硅灰:磨细粉煤灰:石英砂:高效减水剂:水:钢纤维的质量比为1:0.25:0.25:1.2:0.04:0.3:0.02。本专利技术中，水泥采用525#硅酸盐水泥；硅灰选用级配范围在0.1?Imm的灰白色细料硅粉；磨细粉煤灰平均粒径为5.8 ;石英砂平均粒径为250 粒径范围在150?600 之间；高效减水剂使用减水率大于30%的高效减水剂；钢纤维直径为0.2_、长度为12mm。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为:本专利技术采用超高性能混凝土制作拱肋，极大地改善了长期处于水面以下的肋拱拱脚的耐腐蚀性；采用超高性能混凝土减小了拱桥上部结构的自重，上部结构产生的水平推力也变小，为抵消水平推力而设置的桥墩等下部结构工程量也相应减小，从而减小了由于采用超高性能混凝土而增加的工程造价。并且，由于采用本专利技术方法拼装的肋拱桥上部结构较轻，故此种桥型对地质条件的要求也相应降低，扩大了拱桥的适用范围；本专利技术的方法能保证在较短的时间内迅速拼装拱肋，确保拱肋的施工质量和全桥的耐久性。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术一实施例拱肋安装示意图； 图2为本专利技术一实施例拱肋预制构件模架示意图； 图3为本专利技术一实施例拱肋接口截面图； 图4为带预留孔的预埋件示意图； 图5为带连接杆的预埋件示意图。【具体实施方式】如图1所示，肋拱桥包括桥墩1、拱肋。桥墩I采用普通混凝土，拱肋采用超高性能混凝土，图中拱圈由两条分离式拱肋组成。采用缆索吊装拼装拱肋。在两桥墩上均架设一定高度的塔架3，主索4锚固在相应桥墩I上。在吊装拱肋预制构件2之前，先将构件混凝土表面污迹、杂物清理干净，在拱肋预制构件2接口和预留孔10中涂抹环氧树脂胶，然后再依次对拱肋预制构件2进行对称吊装就位。本专利技术方法包括以下步骤: ①混凝土配合比设计。水胶比取0.16?0.22，砂灰比取0.8?2.0，采用配比水泥:硅灰:磨细粉煤灰:石央砂:闻效减水剂:水:钢纤维=1:0.25:0.25: 1.2:0.04:0.3:0.02 (质量配比)进行超高性能混凝土配制。其中，水泥采用525#普通硅酸盐水泥；硅灰选用级配范围在0.1~1mm的灰白色细料硅粉；磨细粉煤灰平均粒径为5.8 ;石英砂平均粒径为250用.，粒径范围限制在150~600 之间；高效减水剂使用减水率大于30%的高效减水剂；水为一般自来水；钢纤维直径0.2mm、长度为12mm。②如图2所示，将地表清净、整平，在其上铺填一层20cm砂砾垫层，在垫层上均匀铺满垫木保持水平，将底模吊入垫木6上进行定位，按拱肋线形定位并安装侧模7保持竖直，底模和侧模7，固定后，将绑扎好的钢筋骨架吊入模架中，在模架两端安装预埋构件，其中一端的预埋构件上开设预留孔10，另一端的预埋构件上设有大小与预留孔10匹配的连接杆9，预留孔和连接杆如图4和图5所示，其中预埋构件采用？?22螺纹钢筋，立模后浇筑第一、第二节段拱肋，浇筑好并养护到指定强度之后，将第二节段放到第一节段位置，以第二节段为端模板，立第三节端模板，浇筑，之后依次浇筑后续节段拱肋。③搅拌成型的顺序如下:首先将水泥、硅粉、磨细粉煤灰、石英砂倒入搅拌机中，干拌，之后加入水，搅拌，加入高效减水剂，继续搅拌，最后加入钢纤维，再搅拌，然后将拌合物倒入本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种拱肋，其特征在于，该拱肋由多段拱肋预制构件依次连接而成，所述拱肋预制构件由钢筋和超高性能混凝土材料制成，所述拱肋预制构件一端开设有多个预留孔（10），所述拱肋预制构件另一端固定有多个大小与所述预留孔（10）大小匹配连接杆（9）；相邻的两个拱肋预制构件中，其中一个拱肋预制构件一端的连接杆（9）插入另一个拱肋预制构件一端的预留孔（10）内；所述超高性能混凝土由水泥、硅灰、磨细粉煤灰、石英砂、高效减水剂、水和钢纤维配制而成，当水胶质量比取0.16～0.22，砂灰质量比取0.8～2.0时，水泥：硅灰：磨细粉煤灰：石英砂：高效减水剂：水：钢纤维的质量比为=1：0.25:0.25：1.2:0.04:0.3：0.02。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋田勇，田仲初，陈福焕，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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