本發(fā)明涉及鋼橋面板鋪裝領(lǐng)域，尤其是涉及一種UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)傳統(tǒng)的正交異性鋼橋面鋪裝形式主要分為瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)鋪裝層、澆注式瀝青混合料(GA)鋪裝層及環(huán)氧瀝青混合料(EA)鋪裝層，這三類鋪裝直接鋪筑于正交異性鋼板上時(shí)，鋼板在車輛荷載作用下，內(nèi)部變形情況復(fù)雜，縱向U型肋及橫向橫隔板極易造成鋼箱梁和鋪裝層內(nèi)的應(yīng)力集中，產(chǎn)生開裂、擁包、推移、坑槽等鋪裝層損壞，即使對鋪裝進(jìn)行修復(fù)，往往效果也并不理想，甚至短時(shí)間內(nèi)又發(fā)生破壞，不僅影響橋梁鋪裝層美觀，而且嚴(yán)重危害行車安全。

中國專利CN 103835233 B公開了一種正交異性鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)及其施工方法，包括自下而上依次設(shè)置的鋼橋面板、橡膠層、鋁合金面層，橡膠層設(shè)置在鋼橋面板與鋁合金面層之間，鋼橋面板的上表面等間距焊接有抗剪焊釘，鋼橋面板的上表面涂覆有環(huán)氧樹脂黏結(jié)層，與橡膠層連接，鋁合金面層下表面設(shè)置抗剪焊釘，橡膠層上表面涂覆環(huán)氧樹脂黏結(jié)層，與鋁合金面層連接，鋁合金上面層刻槽作抗滑。但該專利使用鋁合金作為面層，價(jià)格較貴，同時(shí)，橡膠層承受剪力釘反復(fù)剪力荷載，容易老化產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形，影響承載能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題而提供一種UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結(jié)構(gòu)及其制作方法，克服了傳統(tǒng)瀝青鋪裝的病害問題，并且無需蒸汽養(yǎng)護(hù)，施工條件簡單易行。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結(jié)構(gòu)，包括底部的鋼橋面板、鋼橋面板上的剪力釘和鋼筋網(wǎng)，還包括UHPC澆筑的UHPC鋪裝層，所述的UHPC鋪裝層將剪力釘以及鋼筋網(wǎng)包覆，與鋼橋面板形成組合橋面板結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述的UHPC鋪裝層的澆筑厚度為5-8cm，既不宜過薄，保證了剪力釘有效保護(hù)厚度，同時(shí)不宜過厚，減小了自重荷載。

進(jìn)一步地，所述的UHPC摻加鋼纖維，所述的鋼纖維采用鍍銅高強(qiáng)度鋼纖維，鋼纖維摻量為UHPC總量的0.5-0.9wt％，鋼纖維與UHPC協(xié)同受力，有效增加了UHPC的抗開裂能力。

進(jìn)一步地，所述的UHPC鋪裝層的表面設(shè)有作為磨耗層的多道刻痕或者鋪設(shè)瀝青混凝土所述的刻痕相互平行，刻痕之間的距離為20-22mm，刻痕深為5-7mm，寬為5-7mm，可有效作為抗滑層，保證了行車安全性。

進(jìn)一步地，所述的鋼橋面板為具有縱、橫加勁肋的鋼板，鋼橋面板表面打砂除銹，清潔度達(dá)到Sa2.5級，粗糙度達(dá)到Rz40-80μm，鋼橋面板上噴涂防銹漆，防止鋼板生銹影響鋼板與UHPC之間的粘結(jié)性，防銹漆優(yōu)選環(huán)氧樹脂漆或丙烯酸聚氨酯漆，不宜選用環(huán)氧富鋅漆及無機(jī)富鋅漆等含鋅防銹漆，以免鋅氧化成氧化鋅顆粒，降低鋼橋面板與UHPC間粘結(jié)強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述剪力釘焊接在鋼橋面板上，所述的剪力釘規(guī)格為Φ16×45mm，按橫、縱陣列排布，間距為300-500mm，剪力釘?shù)牟贾糜行г黾恿薝HPC與鋼橋面板的連接，可顯著增加UHPC層的抵抗橫向荷載能力。剪力釘焊接前先進(jìn)行放線定位，焊接時(shí)按要求控制好焊接時(shí)間，達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，保證焊接面飽滿、焊透和牢靠連接，避免焊接面不全、熔透等情況，焊接后用錘子或其他重物橫向敲擊剪力釘，剪力釘不出現(xiàn)脫落、歪斜等現(xiàn)象，如不滿足上述要求應(yīng)重新焊接。

進(jìn)一步地，所述的鋼筋網(wǎng)是將鋼筋縱、橫向垂直等距離布置得到，鋼筋選用HRB335級鋼筋，直徑為12mm，間距為30-50mm，縱向鋼筋在下，橫向鋼筋在上，鋼筋與UHPC協(xié)同受力，增加了結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度。綁扎鋼筋前先在鋼橋面板上布置鋼筋墊條，然后將縱向鋼筋按設(shè)計(jì)位置放在鋼筋墊條上，再以設(shè)計(jì)的間距將橫向鋼筋放置在縱向鋼筋上，最后用細(xì)鋼絲將縱橫鋼筋在相交處綁扎，施工時(shí)如遇鋼筋位置與剪力釘布置有沖突，可適當(dāng)調(diào)整鋼筋的橫向位置，特別注意鋼筋縱向接頭處的鋼筋布置應(yīng)平順，以免UHPC在此處產(chǎn)生應(yīng)力集中。

所述的UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結(jié)構(gòu)的制作方法，具體步驟為：將鋼橋面板除銹，焊接剪力釘，噴涂防銹漆，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，支模，然后澆筑UHPC鋪裝層，養(yǎng)護(hù)后得到UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)具體條件選擇直接刻痕作為磨耗層或者上鋪瀝青磨耗層。

所述UHPC以壓模方式進(jìn)行澆筑，澆筑前在鋼橋面板上的行車道邊緣和道路中心線安裝鋼筋軌道用于控制鋪裝層的標(biāo)高，所述的鋼筋軌道依次鋪設(shè)槽鋼及木模板，槽鋼及木模板的平整度控制在1-5mm，槽鋼與木模板之間采用夾雙面膠固定，分段采用螺栓連接。UHPC材料由于流動性好密實(shí)度高，模板接縫必須嚴(yán)密，為確保拼縫嚴(yán)密，槽鋼與木模板間采用夾雙面膠固定，分段采用螺栓連接。

UHPC材料現(xiàn)場澆筑，注漿前先對鋼筋、模板檢查，合格后澆筑，UHPC澆筑前各種施工設(shè)備必須完成調(diào)試，按照澆筑配合比進(jìn)行攪拌澆筑，UHPC材料流動性良好，混凝土按照自下往上、先低后高的順序進(jìn)行澆筑，在下部混凝土初步硬化后由下向上依次解開螺栓、移動槽鋼及木模板頂模、連接槽鋼及木模板，然后澆筑新一段UHPC。澆筑完后養(yǎng)護(hù)無需高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)，可鋪設(shè)雙層塑料薄膜或覆蓋蓄水舊麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間只需三天。根據(jù)規(guī)范要求留置相應(yīng)數(shù)量混凝土檢測試件，UHPC材料澆筑路面平整度、幾何尺寸須達(dá)到市政工程路面驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明采用UHPC進(jìn)行澆筑，不同于傳統(tǒng)高強(qiáng)混凝土和鋼纖維混凝土，UHPC依照多元粒子最緊密堆積優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，采用多重粒徑范圍的膠凝材料體系進(jìn)行復(fù)合，具備超高強(qiáng)度、超高韌性(具有類金屬變形性能)、超高耐久性能以及優(yōu)異的施工和易性的新型水泥基結(jié)構(gòu)工程材料，相比普通混凝土，抗拉強(qiáng)度顯著提高且容重較小(28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到近200MPa，而其容重僅為2600kg/m³)，超高早強(qiáng)(1d抗壓強(qiáng)度達(dá)到60MPa以上，2d抗壓強(qiáng)度達(dá)到100MPa以上)，且材料只需要普通攪拌工藝，具有自流平性能，養(yǎng)護(hù)條件要求較低，無需蒸汽養(yǎng)護(hù)和壓力成型，施工工藝簡便，施工質(zhì)量易控制。

UHPC澆筑采用壓模的支模方式，鋼筋導(dǎo)軌的設(shè)置有效控制了標(biāo)高，上鋪壓模有效保證了大流動性的UHPC的澆筑質(zhì)量，可適應(yīng)不同坡度及彎曲段澆筑。本發(fā)明克服瀝青鋪裝的病害問題，將UHPC與正交異性鋼橋面板結(jié)合，避免產(chǎn)生開裂、擁包、推移、坑槽等鋪裝層損壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明鋼橋面板組合結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為鋼筋網(wǎng)及剪力釘布置示意圖；

圖3為剪力釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為澆筑支模的平面示意圖；

圖5為槽鋼與木模板的支模示意圖；

圖6為槽鋼的截面示意圖；

圖中：1-鋼橋面板；2-UHPC；3-剪力釘；4-鋼筋；5-槽鋼；6-木模板；7-鋼筋軌道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

參照圖1-6，實(shí)施段長36m、寬9.05m，共325.8m²的面積，實(shí)施段鋪裝方案為澆筑8cm UHP2并刻痕作為磨耗層。鋼橋面板1采用手工除銹配合角向磨光機(jī)除銹，除銹標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到Sa2.5。除銹前用刮刀或鏟刀去除疏松油漆和鐵銹層，使用機(jī)械鋼絲刷、砂輪或紙制砂輪，對設(shè)施表面進(jìn)行打磨，且應(yīng)使表面盡可能粗糙，對于設(shè)施的邊角部位，采用角磨機(jī)、鋼絲刷或平銼刀等工具進(jìn)行處理，最后用抹布、棉紗或壓縮空氣清理除銹后的設(shè)施，保持表面清潔。

剪力釘3規(guī)格為Φ16×45mm，間隔400×400mm，施工前先進(jìn)行放線定位。焊接時(shí)使用專用的栓焊設(shè)備，栓焊機(jī)型號為JSS2500，配備A-88J型焊槍，使用中加強(qiáng)對栓焊設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，施工時(shí)嚴(yán)格按照栓釘焊接工藝流程施工，保證剪力釘?shù)暮附淤|(zhì)量。

縱向和橫向鋼筋4均為HRB335級鋼筋，直徑d＝12mm，間隔40mm×40mm。鋼筋場外制作成型，現(xiàn)場綁扎，綁扎用22號鍍鋅鐵絲，綁扎鋼筋前每隔2m平放一些的鋼筋墊條，保證鋼筋網(wǎng)高度。

UHPC澆筑前在鋼橋面板上行車道邊緣和道路中心線安裝三道鋼筋軌道7用于控制鋪裝層標(biāo)高，上依次鋪設(shè)寬槽鋼5及木模板6，槽鋼寬200mm，木模板寬1000mm，為保證接縫平滑緊密，兩者之間用雙面膠粘結(jié)填縫，并用螺栓緊固，模板平整度控制在5mm以內(nèi)。

UHPC注漿前先對鋼筋4、模板5、6檢查，合格后澆筑，采用兩臺P80泵進(jìn)行混凝土輸送，采用兩臺混凝土攪拌機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場攪拌。實(shí)施段共計(jì)26m³混凝土，UHPC澆筑前各種施工設(shè)備必須完成調(diào)試，嚴(yán)格按照澆筑配合比進(jìn)行攪拌澆筑。UHPC流動性良好，混凝土按照自下往上、先低后高的順序進(jìn)行澆筑，下部混凝土初步硬化后由下向上依次移動頂模，混凝土澆筑不留施工縫一次成型，UHPC在初凝后終凝前使用刻槽機(jī)在混凝土表面刻紋，刻紋必須整齊統(tǒng)一美觀。

UHPC澆筑完后鋪設(shè)雙層塑料薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并根據(jù)規(guī)范要求留置相應(yīng)數(shù)量混凝土檢測試件。經(jīng)檢測，澆筑鋪裝平整度為2.6mm、構(gòu)造深度為1.14mm、摩擦系數(shù)為84，達(dá)到市政工程路面驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。