一种常温养生型钢桥面铺装结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开一种常温养生型钢桥面铺装结构及其施工方法，在钢板的上表面设置有带钢底板抗剪栓钉，在带钢底板抗剪栓钉上设置有环氧树脂碎石抗剪层，在环氧树脂碎石抗剪层上表面设置双层钢筋网，在双层钢筋网上设置湿接界面剂层和常温养生型超高韧性水泥混凝土层，在常温养生型超高韧性水泥混凝土层的上表面设置有树脂碎石磨耗层。采用标线位置粘贴带钢底板的抗剪栓钉配合环氧树脂碎石抗剪层的新型层间连接方式替代传统焊接抗剪栓钉的连接方式，便于后期的养护维修。还提供了一种低收缩、可泵送、常温养生型超高韧性水泥混凝土的配合比设计及制备方法，在应力吸收层的配合下可改善钢桥面的受力状态，降低钢桥面板和铺装疲劳开裂的发生几率。

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

【技术实现步骤摘要】
一种常温养生型钢桥面铺装结构及其施工方法
本专利技术涉及一种钢桥面铺装结构及其施工方法，尤其涉及一种常温养生型超高韧性水泥混凝土钢桥面铺装结构及其施工方法。
技术介绍
随着交通量及交通载荷的不断增大，国内早期建设的钢桥面临着正交异性钢桥面板疲劳开裂及桥面铺装疲劳开裂的双重考验。为同时解决钢桥面板疲劳开裂及桥面铺装疲劳开裂问题，近年来，国内外学者提出的钢-UHPC组合桥面结构在正交异性钢桥面板补强养护工程中获得大面积应用。高模量UHPC的引入大幅改善了钢桥面铺装整体结构的整体刚度，UHPC层与钢板层共同承载，从而对下层钢板起到一定的补强作用，大幅降低了钢桥面系疲劳病害的发生概率。为保证UHPC层与钢桥面板间的协同受力，传统钢-UHPC组合桥面结构需在钢桥面板表面焊接大量栓钉。一方面，焊接不可避免地引入孔隙、毛刺等初始缺陷，并产生残余应力，从而对栓钉的静力及疲劳性能产生不利影响；另一方面，大量栓钉的引入对后期的养护维修带来不便。CN108589518A采用局部剪力键与环氧粘结复合取代传统的密布剪力键的层间连接方式，该层间连接方式无法满足大柔度钢桥面板与铺装间的协同变形需求。此外，为减少UHPC因干缩等变形而产生的裂缝，CN108589518A通过设置变形缝取代传统钢-UHPC组合桥面铺装中的钢筋网，这不仅对下层钢结构的防水阻锈带来了极大挑战，而且大幅降低了行车舒适性。CN107237259A通过环氧树脂将抗剪栓钉连接组件粘贴在钢桥面盖板上，该连接方式避免了传统焊接抗剪栓钉引入的疲劳细节，但密布的抗剪栓钉连接组件工作量较大，且不利于后期的养护、维修。有鉴于上述现有的钢桥面铺装存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种常温养生型钢桥面铺装结构及其施工方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的钢桥面铺装存在的缺陷，而提供一种常温养生型钢桥面铺装结构及其施工方法，所要解决的技术问题是提高钢桥面与修补用UHPC组合桥面协同受力，简化桥面后期养护维修，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的常温养生型钢桥面铺装结构，包括有钢板，在钢板的上表面设置有带钢底板抗剪栓钉，在带钢底板抗剪栓钉上设置有3～5mm环氧树脂碎石抗剪层，在环氧树脂碎石抗剪层上表面设置16～24mm双层钢筋网，在双层钢筋网上设置有1～2mm湿接界面剂层，湿接界面剂层一部分涂敷在双层钢筋网上表面，一部分渗透到环氧树脂碎石抗剪层上表面；湿接界面剂层上设置有30～60mm常温养生型超高韧性水泥混凝土层，在常温养生型超高韧性水泥混凝土层的上表面设置有3～5mm树脂碎石磨耗层。作为优选的，在钢板的上表面设置带钢底板抗剪栓钉后，再设置5～10mm应力吸收层，其中应力吸收层设置在钢板上表面与环氧树脂碎石抗剪层之间，利用应力吸收层的缓冲效应大幅降低钢板与上层铺装结构间剪应力，从而保证了钢板与上层铺装结构间变形协调性。作为优选的，将抗剪栓钉焊接于钢底板上形成带钢底板抗剪栓钉，然后采用高强胶黏剂将带钢底板抗剪栓钉沿两侧标线粘贴于钢板上表面，即粘贴于钢桥面板上。采用这种连接方式，避免了由于焊接抗剪栓钉引入孔隙、毛刺等初始缺陷和残余应力，同时减少抗剪栓钉的引入，方便后期的养护维修。相邻抗剪栓钉间纵桥向间距为20～50cm，横桥向间距为10～30cm；抗剪栓钉与钢板间的粘接拉拔强度不小于20MPa。作为优选的，应力吸收层为拉伸强度不小于15MPa，断裂伸长率不小于30％，对钢板拉拔强度不小于20MPa的应力吸收型环氧树脂。作为优选的，环氧树脂碎石抗剪层由2～3mm高韧性环氧树脂层和3～5mm玄武岩碎石层构成，其中高韧性环氧树脂的拉伸强度不小于10MPa，断裂伸长率不小于20％，对钢板拉拔强度不小于15MPa。作为优选的，双层钢筋网包括纵桥向钢筋网层和横桥向钢筋网层，其中，纵桥向钢筋网层和横桥向钢筋网层均采用直径为8～12mm的HRB400钢筋绑扎而成，钢筋间距为30～100mm，纵桥向钢筋网层在下，横桥向钢筋网层在上，纵桥向钢筋网层和横桥向钢筋网层互相垂直设置，绑扎形成双层钢筋网，纵桥向钢筋网层距环氧树脂碎石抗剪层的高度不小于8mm。作为优选的，湿接界面剂为拉伸强度不小于20MPa、断裂伸长率为10％～30％、粘度不大于3000mPa·s，且具有湿固化能力的改性环氧树脂胶黏剂。本专利技术采用常温养生型超高韧性水泥混凝土，主要解决的另一个技术问题为：在传统钢-UHPC组合桥面结构维护中，需在现场对UHPC进行高温蒸养，不仅需要大型专用蒸养设备、能耗大，而且不利于对于既有钢桥面铺装的维修养护；另一个解决的技术问题为，大幅降低UHPC的后期干燥收缩。作为优选的，常温养生型超高韧性水泥混凝土层包括干混料、钢纤维、水及减水剂。其中形成常温养生型超高韧性水泥混凝土层的常温养生型超高韧性水泥混凝土，28d抗压强度不小于100MPa、28d抗折强度不小于15MPa、28d弹性极限抗拉强度不小于5MPa,初始塌落扩展度不小于400mm。作为优选的，干混料包括450～900份水泥、90～180份硅粉、90～270份沉珠、0～180份矿渣超细粉、50～100份膨胀剂、450～1300份石英砂及5～10份消石灰。其中水泥为中位粒径D(50)为10～20μm的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5以上；硅粉的中位粒径D(50)为0.1～0.5μm，SiO2含量不低于85％,比表面积不小于15000m2/kg，28d活性指数不小于95％；沉珠为中位粒径D(50)为1～3μm的实心球形硅铝酸盐微珠，28天活性指数不小于110％；矿渣超细粉的中位粒径D(50)为1～3μm，比表面积不小于700m2/kg，28d活性指数不小于105％；膨胀剂的主要化学成分包含Al2O3、CaO、SO3、CaSO4中的一种或两种以上的混合物；石英砂为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的质量比例掺配而来；钢纤维为镀铜微丝钢纤维，长径比为35～80，直径为0.1～0.5mm；减水剂为减水率不小于30％的聚羧酸高效减水剂。作为优选的，本专利技术的常温养生型超高韧性水泥混凝土通过如下制备工艺制备，将450～900份水泥、90～180份硅粉、90～270份沉珠、0～180份矿渣超细粉、50～100份膨胀剂、450～1300份石英砂及5～10份消石灰依次投入干粉混合机中，搅拌混合均匀形成干混料，将前述干混料投入强制式搅拌机中，并加入10～30份减水剂以及150～220份水，充分搅拌混合均匀后形成砂浆，然后加入78～234份钢纤维，继续搅拌，混合均匀后成为常温养生型超高韧性水泥混凝土。本专利技术的常温养生型超高韧性水泥混凝土是基于颗粒紧密堆积理论设计而来：首先优化胶凝材料配比设计，采用1～3μm的沉珠填充10～20μm水泥颗粒间的间隙，大幅降低水泥颗粒间的自由水，采用0.1～0.5μm的硅灰填充1～3μm的沉珠颗粒间的间隙，进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常温养生型钢桥面铺装结构，包括有钢板（1），其特征在于：在所述钢板（1）的上表面设置有带钢底板抗剪栓钉（5），在所述带钢底板抗剪栓钉（5）上设置有环氧树脂碎石抗剪层（3），在所述环氧树脂碎石抗剪层（3）上表面设置双层钢筋网（7），在所述双层钢筋网（7）上设置有湿接界面剂层（4），所述湿接界面剂层（4）一部分涂敷在所述双层钢筋网（7）上表面，一部分渗透到所述环氧树脂碎石抗剪层（3）上表面；所述湿接界面剂层（4）上设置有常温养生型超高韧性水泥混凝土层（6），在所述常温养生型超高韧性水泥混凝土层（6）的上表面设置有树脂碎石磨耗层（8）。

【技术特征摘要】
1.一种常温养生型钢桥面铺装结构，包括有钢板（1），其特征在于：在所述钢板（1）的上表面设置有带钢底板抗剪栓钉（5），在所述带钢底板抗剪栓钉（5）上设置有环氧树脂碎石抗剪层（3），在所述环氧树脂碎石抗剪层（3）上表面设置双层钢筋网（7），在所述双层钢筋网（7）上设置有湿接界面剂层（4），所述湿接界面剂层（4）一部分涂敷在所述双层钢筋网（7）上表面，一部分渗透到所述环氧树脂碎石抗剪层（3）上表面；所述湿接界面剂层（4）上设置有常温养生型超高韧性水泥混凝土层（6），在所述常温养生型超高韧性水泥混凝土层（6）的上表面设置有树脂碎石磨耗层（8）。2.根据权利要求1所述的常温养生型钢桥面铺装结构，其特征在于：在所述钢板（1）的上表面设置带钢底板抗剪栓钉（5）后，再设置应力吸收层（2）；所述应力吸收层（2）设置在钢板（1）上表面与环氧树脂碎石抗剪层（3）之间。3.根据权利要求1或2所述的常温养生型钢桥面铺装结构，其特征在于：将抗剪栓钉焊接于钢底板上形成所述带钢底板抗剪栓钉（5），相邻抗剪栓钉纵桥向间距为20~50cm，横桥向间距为10~30cm。4.根据权利要求3所述的常温养生型钢桥面铺装结构，其特征在于：所述双层钢筋网（7）包括纵桥向钢筋网层和横桥向钢筋网层，所述纵桥向钢筋网层和横桥向钢筋网层互相垂直设置，纵桥向钢筋网层在下、横桥向钢筋网层在上，相互绑扎形成双层钢筋网（7）。5.根据权利要求4所述的常温养生型钢桥面铺装结构，其特征在于：所述常温养生型超高韧性水泥混凝土层（6）包括干混料、钢纤维、水及减水剂。6.根据权利要求5所述的常温养生型钢桥面铺装结构，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份矿渣超细粉、50~100份膨胀剂、450~1300份石英砂及5~10份消石灰。7.根据权利要求6所述的常温养生型钢桥面铺装结构，其特征在于：所述沉珠为中位粒径D（50）为1~3μm的实心球形硅铝酸盐微珠，28天活性指数不小于110%。8.根据权利要求2所述的常温养生型钢桥面铺装结构施工方法，其特征在于：包括如下操作步骤，步骤一，对钢板（1）表面进行喷砂除锈，清洁度达Sa2.5级以上，粗糙度Rz达60~100μm；步骤二，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李款，潘友强，张辉，陈李峰，
申请(专利权)人：江苏中路交通科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32