一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构及其施工方法技术

本发明专利技术涉及一种属于土木工程材料和海洋工程结构领域的装配式变形自适应挡浪墙组合结构及其施工方法。该挡浪墙结构在迎浪侧预制拼装高延性水泥基复合材料防护面板，主墙体为现浇混凝土，形成的连接部件以高延性水泥基材料施作。其施工步骤为：吊装防护面板至预定位置并以斜支撑固定，对板底塞缝和注浆孔注浆后，在板间接缝处绑扎钢筋、支模并浇筑高延性材料，拆模后焊接固定斜向拉结筋，完成钢筋绑扎及支模后分层浇筑混凝土。装配式变形自适应挡浪墙组合结构通过板面预留筋确保结构整体性，延性防护面板协同连接部件实现结构变形的自适应，提高挡浪墙的抗渗性和抗冲击性能，进而改善结构耐久性；并且防护面板可兼做永久性模板，显著缩短工期。显著缩短工期。显著缩短工期。

【技术实现步骤摘要】
一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构及其施工方法


[0001]本专利技术属于土木工程材料和海洋工程结构领域，特别涉及一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]海堤挡浪墙是防潮安全工程的重中之重，而我国沿海地区的挡浪墙结构长期暴露于海水侵蚀、浪溅冲刷引起的疲劳荷载、海浪潮汐形成的干湿循环、昼夜交替及季节变化带来的巨大温差等多重恶劣环境，加之大体积混凝土温差变形大、收缩显著，挡浪墙结构产生宏观裂缝几乎不可避免，严重者甚至贯穿结构，引发挡浪墙结构的耐久性问题。
[0003]挡浪墙通常由浆砌块石或普通混凝土填筑而成，此类结构在海浪反复冲刷后易发生砂浆脱落或混凝土开裂，这使得有害离子快速侵入结构内部腐蚀钢筋，最终导致结构过早破坏。另外，挡浪墙的暴露面积和长度均较大，为释放温度应力及收缩变形，通常需要每隔数米设置一道伸缩缝，但这往往又成为结构的薄弱环节，加速混凝土的劣化。传统挡浪墙结构的变形适应力差，在复杂的海洋服役环境下裂缝宽度将持续增大，保护层厚度不断减小，进一步降低挡浪墙结构的使用寿命。
[0004]挡浪墙结构的耐久性问题根源于所用混凝土材料的应变软化属性，其决定了结构在开裂以后的缝宽无法得到有效控制，最终使挡浪墙结构陷入“缝宽增大-侵蚀加剧-缝宽增大”的恶性循环。高延性纤维增强水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites，简称ECC)正是为克服传统混凝土材料的应变软化属性而发展起来的新型土木工程材料，这种经微观力学设计的复合材料在1993年第10卷第2期的Journal of JSCE中由Victor C.Li发表的名为“From micromechanics to structural engineering-the design of cementitious composites for civilengineering application”的学术论文中首次提出，其具有应变硬化特征，宏观极限拉应变可达3％-5％，并且受拉过程中形成的微裂纹可做到缝宽自控，能有效阻止有害离子的侵入。因此，该材料有望改变传统挡浪墙结构的变形适应能力，并从根本上改善海洋工程结构的耐久性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构及其施工方法，其特征在于，所述装配式变形自适应挡浪墙结构在迎浪侧预制拼装高延性水泥基复合材料防护面板，板间接缝、板底塞缝及注浆孔均采用高延性水泥基复合材料施作，在连接部件达到一定强度后拆模，然后进行普通混凝土的现场浇筑；防护面板兼做永久性模板，协同连接部件发挥变形自适应功能，达到抵抗冲击、协调结构变形的目的。
[0006]所述高延性水泥基复合材料防护面板预留U型钢筋，挑出板面并与普通混凝土中的钢筋绑扎连接，这使得预制防护面板与现浇混凝土结合稳固；沿一定高度预留钢环，用于连接斜向拉结筋，以提高防护面板作为支护模板的稳定性；两端出挑胡子筋，便于相邻防护面板的钢筋绑扎，增强节点连接的稳定性。
[0007]所述高延性防护面板间的接缝水平截面采用T字形，形成构造柱，增大永久性模板的抗侧刚度。
[0008]所述高延性防护面板、板间接缝、板底塞缝及注浆料应采用同一标号高延性水泥基复合材料，并且其抗拉强度应略低于混凝土的抗拉强度，保证裂纹被引入高延性材料而非混凝土内部。
[0009]所述高延性水泥基复合材料由普通硅酸盐水泥、粉煤灰、膨胀剂、石英砂、水、PVA纤维和高效聚羧酸减水剂按照一定比例搅拌而成，其拌合物应具有良好的和易性，且不应有纤维结块，以便注浆作业。
[0010]所述装配式变形自适应挡浪墙组合结构的施工步骤如下：
[0011]1.校准基础相应预留筋位置后吊装高延性防护面板，就位后立即以斜支撑螺杆固定，采用高延性水泥基复合材料进行板底塞缝和注浆孔注浆；
[0012]2.在防护面板间的接缝处，绑扎预留胡子筋、竖向钢筋和水平箍筋，迎浪侧采用普通钢模板，背侧采用大角模，以加长螺栓贯穿板孔紧固两侧模板，然后浇筑高延性水泥基复合材料，顶层抹面后覆膜养护，待达到一定强度后拆除模板；
[0013]3.斜向拉结筋的顶端弯钩挂入防护面板的预留钢环，底端则与基础预留筋焊接；边拆除斜支撑螺杆边进行钢筋绑扎作业，其余侧面的支护模板与防护面板形成稳固的模板体系；
[0014]4.分层浇筑混凝土，每层厚度不超过500mm，浇至指定标高时抹面，凝结期间需严格控制混凝土温度，以湿草席等覆盖混凝土并定期洒水养护，拆除模板后用高延性材料封堵板孔。
[0015]本专利技术所述装配式变形自适应挡浪墙组合结构与现有技术相比具有以下优点：
[0016]1)预制装配高延性防护面板解决了高延性水泥基复合材料与普通混凝土两种不同材料的同步施工问题，并有效保证了挡浪墙结构的保护层厚度；
[0017]2)高延性防护面板兼做永久性模板，免除拆模工序，大幅降低支模成本；
[0018]3)高延性水泥基复合材料应用于挡浪墙迎浪侧和结构连接处，做到重点部位重点防护，提高挡浪墙结构的抗冲击性和抗裂性，实现结构变形的自适应；同时，小于80μm的细微裂纹能有效阻止有害离子侵入，改善挡浪墙结构的耐久性；
[0019]4)装配式变形自适应挡浪墙组合结构的施工进度快、耐久性好、修补成本低，能有效降低全寿命周期内的工程和社会成本。
附图说明
[0020]图1是装配式变形自适应挡浪墙组合结构的施工示意图
[0021]图2是高延性防护面板接缝支模立面图
[0022]图3是高延性防护面板接缝支模俯视图
具体实施方式
[0023]本专利技术提供一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构及其施工方法。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0024]图1为装配式变形自适应挡浪墙组合结构的施工示意图。该装配式变形自适应挡
浪墙组合结构采用迎浪侧预制拼装高延性水泥基复合材料防护面板1和背浪侧现浇普通混凝土2的组合结构形式。在迎浪侧通过吊环3吊装高延性防护面板1，就位后立即安装斜支撑螺杆5，校准防护面板1的垂直度后进行紧固，采用高延性水泥基复合材料进行板底塞缝8和注浆孔9的注浆。在板间接缝处绑扎钢筋，通过加长螺栓18贯穿板孔14固定迎浪侧钢模板15和内侧大角模17，然后浇筑高延性水泥基复合材料，成型T形截面柱16以加强节点连接，现浇材料达到一定强度后拆除模板。斜向拉结筋10的上端弯钩挂入防护面板1的预留钢环11，下端则与基础6相应预留筋7焊接。之后拆除斜支撑螺杆5，为防止拆除期间防护面板1发生倾倒，应保证拆除斜支撑的防护面板长度与支模长度一致。将紧邻防护面板1的一排基础预留筋7穿过水平向U型钢筋13，绑扎钢筋至所需高度，拼装钢模板4并建立稳固的支撑体系。分层浇筑混凝土2，每层厚度不得超过500mm。水平U型钢筋13的设置能增强高延性材料与普通混凝土之间的界面粘合力，避免高延性防护面板1发生脱落。
[0025]实施例
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构，其特征在于，所述装配式变形自适应挡浪墙组合结构在迎浪侧预制拼装高延性水泥基复合材料防护面板，板间接缝、板底塞缝及注浆孔均采用高延性水泥基复合材料施作，在连接部件达到一定强度后拆模，然后进行普通混凝土的现场浇筑；防护面板兼做永久性模板，协同连接部件发挥变形自适应功能，达到抵抗冲击、协调结构变形的目的。2.根据权利要求1所述一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构，其特征在于，所述高延性水泥基复合材料防护面板预留U型钢筋，挑出板面并与普通混凝土中的钢筋绑扎连接，这使得预制防护面板与现浇混凝土结合稳固；沿一定高度预留钢环，用于连接斜向拉结筋，以提高防护面板作为支护模板的稳定性；两端出挑胡子筋，便于相邻防护面板的钢筋绑扎，增强节点连接的稳定性。3.根据权利要求1所述一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构，其特征在于，所述防护面板间的接缝水平截面采用T字形，形成构造柱，增大永久性模板的抗侧刚度。4.根据权利要求1所述一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构，其特征在于，所述高延性防护面板、板间接缝、板底塞缝及注浆料应采用同一标号高延性水泥基复合材料，并且其抗拉强度应略低于混凝土抗拉强度，保证裂纹被引入高延性材料而...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振波，孙鹏，刘伟康，韩硕，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：