一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构，属于桥梁建造工程技术领域，该结构包括自下而上依次设置的正交异性钢桥面板、Eliminator防水粘结层、凯夫拉层压薄板、粘结层、钢纤维混凝土防爆层、沥青混凝土磨耗层；所述正交异性钢桥面板的上表面焊接有焊钉‑橡胶柔性组合连接件，钢纤维混凝土防爆层内部设置有钢筋网片。该柔性组合连接件增强了铺装结构的整体性，降低了抗剪刚度，改善了钢纤维混凝土防爆层的受力状态，提高了桥面铺装结构的适用性；钢筋网片、钢纤维混凝土防爆层与凯夫拉层压薄板组成了桥面铺装结构的防护体系，有效地提高了钢桥面板及其内部结构的防爆防冲击性能。

A steel deck pavement structure with explosion-proof and shock proof structure

The utility model discloses an explosion-proof and shock-proof steel deck pavement structure, belonging to the technical field of bridge construction engineering, which comprises orthotropic steel deck, Eliminator waterproof adhesive layer, Kevlar laminated sheet, adhesive layer, steel fiber reinforced concrete explosion-proof layer and asphalt concrete abrasion layer arranged sequentially from bottom to top. The upper surface of the orthotropic steel bridge deck is welded with a flexible composite connector of welding nails and rubber, and a steel mesh is arranged inside the explosion-proof layer of steel fiber concrete. The flexible composite connector enhances the integrity of the pavement structure, reduces the shear stiffness, improves the stress state of the steel fiber reinforced concrete explosion-proof layer, and enhances the applicability of the bridge deck pavement structure; the steel mesh, the steel fiber reinforced concrete explosion-proof layer and the Kevlar laminated sheet constitute the protection system of the bridge deck pavement structure effectively. The explosion proof and shockproof performance of steel bridge deck and its internal structure has been improved.

【技术实现步骤摘要】
一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构
本技术涉及一种钢桥面铺装结构，属于桥梁建造工程
，特别是涉及一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构。
技术介绍
近年来，随着我国桥梁设计理论的不断完善与建造水平的不断提升，桥梁跨径与规模不断提高，大跨度桥梁已成为桥梁规划设计阶段的首选桥型。正交异性钢桥面板是一种由纵、横向相互垂直的加劲肋（纵梁与横梁）连同桥面盖板焊接成一整体共同承受车轮荷载的桥面结构，其具有用料省、自重轻、承载力大、工厂化程度高、施工周期短和结构造型美观等优点，已广泛应用于公路桥梁和铁路桥梁，是国内外大跨度桥梁普遍采用的桥面结构型式。“9.11恐怖袭击事件”以来，桥梁反恐抗爆问题日益得到桥梁界的重视。桥梁结构属于开放型公共交通设施，在其运营过程中，存在危险物品运输车辆在桥面爆炸或者恐怖分子在桥面上引爆炸弹而导致桥梁结构损坏的风险。正交异性钢桥面板厚度薄、刚度低，桥面铺装结构通常没有结构性目的，主要用于满足行车的安全舒适性要求和分散车轮荷载提高桥面的使用寿命，对爆炸冲击不具有抵抗作用。当桥面爆炸事件发生时，正交异性钢桥面板在剧烈的爆炸冲击荷载作用下将会发生塑性变形，严重时会出现钢桥面板开裂甚至破口，短时间内形成的强烈空气冲击波可对桥梁结构关键构件造成迅速破坏，进而可能导致桥梁结构局部破坏或整体倒塌，引起交通中断及其他次生灾害情况发生，后果十分严重。目前，我国现行桥梁规范尚未对爆炸冲击荷载进行规定，国外桥梁规范也未有对爆炸冲击作用的详细规定，现有的桥梁防爆防冲击研究多集中于桥梁墩柱下部结构，对桥面结构防爆炸冲击作用研究较少。申请号201410743551.7公开了一种使用柔性连接件的钢桥面铺装结构与铺装方法，其设计思路仅是从减少刚性焊钉与钢纤维混凝土相互作用刚度出发，改善了钢纤维混凝土的受力状态，避免了铺装层压碎破坏，但该桥面铺装结构及设计方法尚未能有效地抵抗爆炸冲击波的破坏作用。申请号201510946264.0公开了一种具有防爆性能的钢桥面铺装结构与铺装方法，但其抗爆设计方法缺乏考虑抗爆性能优良的桥面铺装结构与铺装材料，其抗爆设计方法仍有待优化。因此，针对大跨度桥梁结构开展桥面结构防爆炸冲击作用的研究，提出一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构具有十分重要的工程实际意义。
技术实现思路
本技术克服了现有技术存在的不足，提供一种在桥面遭受到爆炸冲击波或重物冲击时可减轻或避免其下钢桥面板与桥梁下部结构破坏的钢桥面铺装结构，极大地增强了钢桥面铺装结构的抗拉压强度、韧性与防爆防冲击的能力。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构，包括自下而上依次设置的正交异性钢桥面板、Eliminator防水粘结层、凯夫拉层压薄板、粘结层、钢纤维混凝土防爆层和沥青混凝土磨耗层；所述正交异性钢桥面板上铺设Eliminator防水粘结层，所述Eliminator防水粘结层与凯夫拉层压薄板采用环氧树脂胶粘结；所述正交异性钢桥面板的上表面设置有焊钉-橡胶柔性组合连接件，所述凯夫拉层压薄板设置有与焊钉-橡胶柔性组合连接件位置相对应的孔洞；所述焊钉-橡胶柔性组合连接件顶面低于钢纤维混凝土防爆层表面5-10mm；所述焊钉-橡胶柔性组合连接件包括圆柱头焊钉与外包橡胶套，外包橡胶套位于圆柱头焊钉根部的1/3~1/2高度处，外包橡胶套与圆柱头焊钉之间以环氧树脂胶粘结并采用细扎丝绑扎连接。所述圆柱头焊钉直径为16mm，高度为71mm，所述外包橡胶套采用邵氏A硬度为45～55的天然橡胶，外包橡胶套厚度为圆柱头焊钉直径的1/8-1/4。所述焊钉-橡胶柔性组合连接件呈正方形网状排布设置，圆柱头焊钉之间横、纵桥向间距为300-500mm。所述Eliminator防水粘结层包括底涂层、防水层与粘结剂三部分，底涂层采用ZedS94防腐金属漆，防水层为甲基丙烯酸树脂涂层，粘结剂为TackCoatNo.2胶粘剂。所述凯夫拉层压薄板厚3.5-4mm，主要成分为凯夫拉纤维，所述凯夫拉层压薄板纱线材料密度为1430-1445kg/m3，纺织线径0.5-0.6mm，弹性模量大于80GPa，断裂伸长率大于2.6%。所述钢纤维混凝土防爆层厚度为60-80mm，钢纤维混凝土的钢纤维体积比为2.5%~3%，钢纤维采用锯齿形异形钢纤维，钢纤维长20-25mm，长径比为50-60，钢纤维抗拉强度为600-700MPa。所述钢纤维混凝土防爆层内部设置有钢筋网片，所述钢筋网片通过扎丝绑在焊钉-橡胶柔性组合连接件顶部的圆柱头焊钉上。所述钢筋网片为100mm×100mm正方形网格的单层双向钢筋网，钢筋直径为10mm，钢筋网片采用带肋钢筋焊接成型。所述钢纤维混凝土防爆层制作方法为：首先，将胶合料、水泥、粉煤灰、硅粉倒入搅拌机干搅拌2min～3min；然后，将粗、细骨料碎石与砂倒入搅拌机干搅拌2min～3min；其后，将减水剂溶于水中并倒入搅拌机进行湿搅拌2min～3min；最后，将钢纤维缓慢加入搅拌机中，继续搅拌2min～3min；为使钢纤维均匀分布且避免结团，应在加入钢纤维时保证搅拌机处于旋转状态，采取缓慢分散加入方法，掺加速度不大于40kg/min，钢纤维混凝土养护时间不小于5天。所述钢纤维混凝土抗压强度大于60MPa，抗折强度大于25MPa，弯曲韧性比大于1.0。所述凯夫拉层压薄板与钢纤维混凝土防爆层之间铺设有粘结层，粘结层采用1.2kg/m2改性环氧沥青，上撒布2.36mm~4.0mm的粗砂，以增强凯夫拉层压薄板与钢纤维混凝土防爆层的粘结。所述沥青混凝土磨耗层由30mm改性沥青混凝土SMA-13上面层＋20mm浇筑式沥青混凝土GA-10下面层组成。该磨耗层具有抗滑、抗车辙与耐磨功效，同时其防水性好与整体性强，可以提高桥面车辆行驶的安全性与舒适性。所述一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构的铺装方法，包括以下铺装步骤：第一步，用钢尺和墨线，在正交异性钢桥面板上画出焊钉-橡胶柔性组合连接件位置，将圆柱头焊钉垂直焊接于正交异性钢桥面板的上表面；第二步，对正交异性钢桥面板喷砂除锈，要求清洁度达到Sa2.5级，粗糙度达到70μm～100μm；第三步，在正交异性钢桥面板上铺设Eliminator防水粘结层，具体实施方式为：对正交异性钢桥面板喷砂除锈后，在3小时内滚涂ZedS94防腐金属漆，ZedS94用量为240g/m2，干膜厚度约为60μm；待防腐底漆固化后，分两层喷涂甲基丙烯酸树脂涂层，每层湿膜厚度不小于2.5mm，总用量3500-3900g/m2；最后采用无气喷涂方式喷涂TackCoatNo.2胶粘剂，用量为160-180g/m2；第四步，采用环氧树脂胶将凯夫拉层压薄板粘结于Eliminator防水粘结层上，且使圆柱头焊钉穿过凯夫拉层压薄板相应预留孔洞；第五步，在凯夫拉层压薄板上铺设1.2kg/m2改性环氧沥青，其上撒布2.36-4.0mm的粗砂；第六步，在圆柱头焊钉外侧外包橡胶套，将橡胶套沿高度方向剪开，内部涂上环氧树脂胶后从圆柱头焊钉底部起包裹于圆柱头焊钉外侧，并使用细扎丝固定；第七步，绑扎钢筋网片，将100mm×100mm的钢筋网片采用细扎丝绑扎到焊钉-橡胶柔性组合连接件顶部的圆柱头焊钉上，然后浇筑钢纤维混凝土；第八步，振捣、养护完成后，铺设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构，其特征在于包括自下而上依次设置的正交异性钢桥面板（1）、Eliminator防水粘结层（2）、凯夫拉层压薄板（3）、粘结层（4）、钢纤维混凝土防爆层（5）和沥青混凝土磨耗层（6）；所述正交异性钢桥面板（1）的上表面设置有焊钉‑橡胶柔性组合连接件（7），所述凯夫拉层压薄板（3）设置有与焊钉‑橡胶柔性组合连接件（7）位置相对应的孔洞（11）；所述焊钉‑橡胶柔性组合连接件（7）顶面低于钢纤维混凝土防爆层（5）表面5‑10mm；所述钢纤维混凝土防爆层（5）内部设置有钢筋网片（10）。

【技术特征摘要】
1.一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构，其特征在于包括自下而上依次设置的正交异性钢桥面板（1）、Eliminator防水粘结层（2）、凯夫拉层压薄板（3）、粘结层（4）、钢纤维混凝土防爆层（5）和沥青混凝土磨耗层（6）；所述正交异性钢桥面板（1）的上表面设置有焊钉-橡胶柔性组合连接件（7），所述凯夫拉层压薄板（3）设置有与焊钉-橡胶柔性组合连接件（7）位置相对应的孔洞（11）；所述焊钉-橡胶柔性组合连接件（7）顶面低于钢纤维混凝土防爆层（5）表面5-10mm；所述钢纤维混凝土防爆层（5）内部设置有钢筋网片（10）。2.根据权利要求1所述的一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构，其特征在于所述Eliminator防水粘结层（2）包括自下而上设置的底涂层、防水层与粘结剂层，底涂层为ZedS94防腐金属漆；防水层为甲基丙烯酸树脂涂层；粘结剂层为TackCoatNo.2胶粘剂。3.根据权利要求1所述的一种防爆防冲击的钢桥面铺装结构，其特征在于所述凯夫拉层压薄板（3）厚3.5mm～4mm，主要成分为凯夫拉纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世忠，耿少波，刘世明，王军，秦园，王林浩，贾志绚，刘秀英，韩智强，卓亚娟，王文浩，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：新型
国别省市：山西,14