一种基于剪力键的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于剪力键的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系，包括：钢桥面板；覆盖在钢桥面板上的超高韧性混凝土铺装层；位于超高韧性混凝土铺装层内，并焊接于钢桥面板上的焊钉；覆盖在超高韧性混凝土铺装层上的沥青混凝土铺装层；设置于超高韧性混凝土铺装层内的钢筋网。通过设置剪力键，使钢桥面板与超高韧性混凝土铺装层紧密结合为一体，形成钢

【技术实现步骤摘要】
一种基于剪力键的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系


[0001]本技术属于建筑
，具体涉及一种基于剪力键的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系。

技术介绍

[0002]钢桥面铺装是世界性难题，原因是钢桥面有如下不利因素：(1)钢板表面光滑，铺装与钢板结合性能差，铺装容易滑移、挤推；(2)钢板在温度和车轮荷载作用下应变较大，铺装材料与钢板变形不协调、不同步，导致铺装开裂； (3)钢板夏季温度可达70℃，对铺装材料的高温稳定性要求较高，常规沥青材料很容易软化，从而出现车辙；(4)钢桥有腐蚀生锈问题，因此对铺装材料有防水性能要求。
[0003]近年来，随着综合国力和钢材产能的大幅度提升，钢桥得到了越来越多的应用，主要形成了几种常用的钢桥面铺装体系：
[0004](1)浇筑式沥青混凝土铺装体系
[0005]国内浇筑式沥青混凝土铺装技术源于德国和日本，从二十世纪九十年代引入中国到现在经过多阶段的改良，已在原材料基础上得到很大改进。该体系应用广泛，如南京长江四桥、泰州长江大桥等。使用时常采用浇筑式沥青混凝土作下层，SMA作面层，浇筑式沥青混凝土施工采用高温拌和、自流平，集料中沥青含量很高，因此材料的密水性好、耐久性好。缺点是材料的高温稳定性较差，高温天气重载情况下容易出现车辙等病害；沥青材料对钢桥面板刚度无加强作用，钢桥面板的加劲肋容易疲劳开裂。
[0006](2)环氧沥青混凝土铺装体系
[0007]环氧沥青混凝土的研究源于美国，传入国内之后得到十分广泛的应用和发展。如苏通大桥、西堠门大桥等。环氧沥青混凝土铺装体系通常采用双层环氧沥青混凝土，中间采用黏结层。环氧沥青混凝土强度高、刚度大，稳定性、耐疲劳性、耐久性均属优良。缺点在于环氧沥青混凝土施工要求苛刻，施工周期长，因此病害维修复杂，对交通影响大；沥青材料对钢桥面板刚度无加强作用，钢桥面板的加劲肋容易疲劳开裂。
[0008](3)超高性能混凝土铺装体系
[0009]超高性能混凝土(UHPC)具有优异的力学性能与耐久性能，超高性能混凝土铺装体系的工作原理是通过焊钉将现浇的UHPC与钢桥面板形成永久性组合的桥面结构，然后再在顶上铺筑沥青面层。这种铺装体系大大提高了钢桥面的刚度，从本质上改善了桥面系的受力性能。
[0010]但是为减小孔隙率、优化孔结构、提高密实度，超高性能混凝土剔除了粗骨料，采用大掺量胶凝材料且其中超细矿物掺合料用量较高，采用较低的水胶比，且掺加大量短细钢纤维，导致UHPC黏度较大，拌制工艺复杂。目前UHPC 现场生产、浇筑均采用专用搅拌设备、布料系统及振捣整平设备，浇筑后需采用薄膜保湿养护，以及高温蒸汽养护，施工复杂，造价较高，因此限制了UHPC 的工程应用。

技术实现思路

[0011]为了解决上述问题，本技术提供了一种基于剪力键的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系。
[0012]本技术的技术方案为：一种基于剪力键的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系，包括：
[0013]钢桥面板；
[0014]覆盖在所述钢桥面板上的超高韧性混凝土铺装层；
[0015]位于所述超高韧性混凝土铺装层内，并焊接于所述钢桥面板上的焊钉；
[0016]覆盖在所述超高韧性混凝土铺装层上的沥青混凝土铺装层；
[0017]设置于所述超高韧性混凝土铺装层内的钢筋网。
[0018]本技术中为了确保钢桥面板与超高韧性混凝土铺装层之间的粘结强度，保证组合结构联合受力，通过在钢桥面板顶部设置有焊钉形式的剪力键，使钢桥面板与超高韧性混凝土铺装层紧密结合为一体，形成钢
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超高韧性混凝土组合桥面板结构，大大加强了桥面系刚度，从根本上减小了钢桥面板在车辆轮载作用下的应力，避免了钢桥面板加劲肋疲劳开裂问题。
[0019]作为优选，所述超高韧性混凝土铺装层由超高韧性混凝土浇筑而成。
[0020]作为优选，所述超高韧性混凝土的原料包括高强高弹模PVA纤维、硅砂子、水泥、粉煤灰和外加剂。具体可以为由高强高弹模PVA纤维、硅砂子、水泥、粉煤灰和外加剂组成的干粉复合材料，经水拌合硬化后浇筑在钢桥面板上形成固体，即为超高韧性混凝土铺装层，其高强度、高韧性以及多细密裂缝开裂特征符合钢桥面铺装的技术要求。
[0021]本技术中超高韧性混凝土的性能有多种选择，可以采用现有多种情况也可以，作为优选，所述超高韧性混凝土的抗压强度不低于40MPa、抗拉强度不低于7MPa，极限抗拉应变≥0.5％，防渗等级不小于P8。
[0022]作为优选，所述超高韧性混凝土铺装层的厚度为60mm～80mm。
[0023]本技术中钢筋网最顶端上方覆盖的超高韧性混凝土层的厚度部分形成混凝土净保护层，作为优选，所述超高韧性混凝土铺装层中从钢筋网处至顶端的厚度为15mm～25mm。
[0024]作为优选，所述沥青混凝土铺装层的厚度为40mm～60mm。
[0025]本技术中钢筋网的结构形式有多种，采用现有多种结构形式也可以，作为优选，所述钢筋网纵横交错布置。
[0026]本技术中剪力键的结构形式有多种，其布置方式也可以有多种，作为优选，所述焊钉以纵横向均匀规律分布，其中，纵向和横向分别相邻的焊钉间距为15cm～30cm。
[0027]作为优选，所述焊钉通过电弧螺柱焊焊接在所述钢桥面板上，所述焊钉为圆柱头焊钉。本技术中采用的圆柱头焊钉产品为通用标准化产品，遵循GB/T 10433
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2002生产，施工快捷，便于大规模应用；圆柱头焊钉顶部设置有直径略大的圆柱头，有利于增加抗剪及抗起掀作用。
[0028]与现有技术相比，本技术的有益效果体现在：
[0029](1)本技术中通过设置剪力键，使钢桥面板与超高韧性混凝土铺装层紧密结合为一体，形成钢
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超高韧性混凝土组合桥面板结构，大大加强了桥面体系刚度，从根本上
减小了钢桥面板在车辆轮载作用下的应力，基本避免了钢桥面板加劲肋疲劳开裂问题。
[0030](2)本技术中超高韧性混凝土抗拉强度大于7MPa，远超普通混凝土抗拉强度(仅1.6～1.8MPa)，因此铺装层运营中更加不容易出现开裂破坏。
[0031](3)普通混凝土基本为脆性材料，抗拉应变可忽略，因此应用于钢桥铺装时很容易开裂，而本技术中超高韧性混凝土极限抗拉应变≥0.5％，能与钢板变形相协调。
[0032](4)本技术中采用的超高韧性混凝土防水性能良好(P8)，有效隔绝了水汽侵入钢桥面板。
[0033](5)沥青铺装体系设计使用年限仅15年(沥青为有机物，在空气中有老化问题)，而本技术中超高韧性混凝土耐久性良好，正常养护条件下设计使用年限超过50年，因此本技术的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系全寿命成本更低。
[0034](6)本技术中在沥青混凝土铺装层和钢桥面板之间设置了对温度不敏感、导热性较差的超高韧性混凝土铺装层，避免了沥青直接铺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于剪力键的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系，其特征在于，包括：钢桥面板；覆盖在所述钢桥面板上的超高韧性混凝土铺装层；位于所述超高韧性混凝土铺装层内，并焊接于所述钢桥面板上的焊钉；覆盖在所述超高韧性混凝土铺装层上的沥青混凝土铺装层；设置于所述超高韧性混凝土铺装层内的钢筋网。2.根据权利要求1所述的基于剪力键的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系，其特征在于，所述超高韧性混凝土铺装层由超高韧性混凝土浇筑而成。3.根据权利要求1所述的基于剪力键的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系，其特征在于，所述超高韧性混凝土铺装层的厚度为60mm～80mm。4.根据权利要求3所述的基于剪力键的超高韧性混凝土钢桥面铺装体系，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴巨军，
申请(专利权)人：吴巨军，
类型：新型
国别省市：