[0015]與鋼結(jié)構(gòu)相比，UHPC結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于高耐久性和幾乎沒有維護(hù)費用，并容易達(dá)到建筑防火要求。與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，UHPC結(jié)構(gòu)壽命可成倍提高。根據(jù)理論分析、現(xiàn)有的暴露試驗以及實際工程檢驗結(jié)果，預(yù)期UHPC結(jié)構(gòu)壽命，在腐蝕性自然環(huán)境中(如海洋環(huán)境)可以超過200年以上；在非腐蝕環(huán)境(如城市建筑)可以達(dá)到1000年。相對保守的日本指南認(rèn)為，在正常使用環(huán)境條件下，UHPC結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作壽命為100年。耐久性中的碳化、鋼纖維與鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、硫酸鹽侵蝕和堿一骨料反應(yīng)屬于免檢項目，但重化學(xué)腐蝕和耐火性能是需要檢驗的項目。
[0016]使用膠凝材料濃度指數(shù)bi(binder intensity )和碳濃度指數(shù)ci(C02 intensity)兩個水泥應(yīng)用的生態(tài)效率指標(biāo)進(jìn)行評定，UHPC屬于最高效率使用膠凝材料或水泥的混凝土，同時也是最低碳的混凝土材料。通過具體工程結(jié)構(gòu)的計算比較，可以量化分析UHPC的節(jié)材、節(jié)能和減排效果。例如，對比典型的鋼梁一鋼筋混凝土橋面板復(fù)合結(jié)構(gòu)公路橋與UHPC門型梁的梁板一體公路橋(兩個橋的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)不同，長度、寬度和功能完全相同)，定量分析表明:UHPC橋節(jié)材體積為24%，節(jié)材重量為35% ;節(jié)能54% ;減少直接排放CO2和全球變暖潛能GWP (當(dāng)量CO2排放)分別達(dá)到59%和44%。
[0017]UHPC 的應(yīng)用
縱觀國際上UHPC的研究、發(fā)展與應(yīng)用，領(lǐng)先的國家各具特色，簡介如下:丹麥的研究最有創(chuàng)新性，現(xiàn)在較多地應(yīng)用在風(fēng)電塔筒連接、輕巧美觀的建筑結(jié)構(gòu)上，如陽臺、樓梯、幕墻、建筑保溫體系等；法國的研究規(guī)模大、參與單位多，向世界展示出UHPC的價值，引領(lǐng)在多方面應(yīng)用的發(fā)展，如橋梁、建筑結(jié)構(gòu)和幕墻、結(jié)構(gòu)連接、長壽命路面等，其中拉法基的Ductal?產(chǎn)品在世界范圍推廣應(yīng)用；德國的研究從微觀到宏觀面面?zhèn)樀?，較快用于生產(chǎn)制造多種產(chǎn)品，如鉆孔粧鉆頭(替代鑄鋼)、機床基座、建筑立柱等；美國和加拿大的研究比較專注于橋梁和相關(guān)實用技術(shù)，發(fā)展了多種UHPC公路橋梁和橋面板體系，UHPC已開始越來越多地用于橋面板連接和快速建橋或橋梁維修；瑞士的研究與應(yīng)用在混凝土結(jié)構(gòu)維修加固方面領(lǐng)先，用UHPC維修加固公路橋梁正在成為一種最佳方法而獲得較多應(yīng)用；日本將UHPC作為“21世紀(jì)工程材料”看待，開展較全面研究與應(yīng)用實踐，實現(xiàn)了在東京羽田機場新海上跑道大型工程的應(yīng)用；韓國在橋梁方面研究和應(yīng)用系統(tǒng)深入，在較短時間內(nèi)形成比較完備的設(shè)計與生產(chǎn)施工應(yīng)用技術(shù)文件(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范)；中國的應(yīng)用主要是高速鐵路的電纜溝蓋板(RPC蓋板)；等等。
[0018]UHPC的價值和潛力
從誕生到今天，UHPC已經(jīng)經(jīng)歷了 35年的發(fā)展。從最初Densit —個商業(yè)化產(chǎn)品，發(fā)展出現(xiàn)RPC、BS1、Ductal、CEMTEC, BCV等眾多的產(chǎn)品系列。如今，UHPC已經(jīng)褪去神秘面紗，正在發(fā)展成為容易配制生產(chǎn)和實際應(yīng)用的新一代工程材料。UHPC應(yīng)用研究方興未艾，在至今的梁扳柱結(jié)構(gòu)、薄壁薄殼結(jié)構(gòu)、維修加固、功能或裝飾構(gòu)件等應(yīng)用中，已經(jīng)顯示出堅固、耐久、美觀、節(jié)材、低碳、低維護(hù)成本等優(yōu)越性，徹底改變了混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)的面貌。UHPC的價值與潛力體現(xiàn)在:超高強度與韌性，可以建造以前不可能的或新型輕質(zhì)高強結(jié)構(gòu)；耐久性大幅度超越傳統(tǒng)的工程結(jié)構(gòu)材料，使UHPC結(jié)構(gòu)具有超長工作壽命和低養(yǎng)護(hù)維修費用，獲得比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)低的壽命周期成本(LCC，Life Cycle Cost);充分發(fā)揮UHPC的性能優(yōu)勢，在一些場合應(yīng)用，有可能降低結(jié)構(gòu)或工程的綜合建造成本；應(yīng)用UHPC建造的結(jié)構(gòu)，具有顯著的節(jié)材、節(jié)能和減排效果，有利于可持續(xù)發(fā)展。
[0019]迄今的研究應(yīng)用表明，UHPC替代鑄鋼、鑄鐵和不銹鋼生產(chǎn)制造高強、耐腐蝕的產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)，是最能有效利用UHPC性能和充分體現(xiàn)UHPC價值的應(yīng)用領(lǐng)域之一。
[0020]現(xiàn)有技術(shù)的實現(xiàn)方案
檢查井蓋由井蓋和井座構(gòu)成，在道路上使用會頻繁受到機動車輛碾壓和沖擊，因此檢查井蓋需要較高的結(jié)構(gòu)強度和抗沖擊性能；井蓋破損或丟失，會嚴(yán)重危害行人、非機動和機動車輛的安全，因此需要井蓋耐久和防盜。此外，井蓋需要非常穩(wěn)定地安置在井座上，防止人、車行走在井蓋上時產(chǎn)生跳動和噪音。
[0021]檢查井蓋按規(guī)格尺寸劃分為人孔(人要進(jìn)入)和非人孔(無人進(jìn)入)兩種。非人孔規(guī)格尺寸不作規(guī)定，人孔規(guī)格尺寸按井座凈開孔(CO，Clear Opening)分為600mm、700mm、800mm和900mm四類，其中最常用的檢查井蓋為C0=600mm。此外，標(biāo)準(zhǔn)還對井蓋嵌入深度和側(cè)緣的斜度、井座支撐面寬度等作出了規(guī)定，井蓋設(shè)計需要滿足相應(yīng)要求。井蓋形狀最多為圓形，其它使用較多的為方形和矩形。
[0022]目前制作檢查井蓋使用的材料主要為鑄鐵(球墨鑄鐵和灰口鑄鐵)、鋼纖維混凝土和聚合物基復(fù)合材料。也有考慮或發(fā)明用UHPC制作井蓋的，查到的專利如下(這些專利均使用“活性粉末混凝土”即RPC名稱):
? CN2755183 “活性粉末混凝土井蓋”:該井蓋由圓臺、圓臺外沿的環(huán)形帶、圓臺底部圓心部位與圓臺外環(huán)形帶之間設(shè)有一體成形的魚腹式球冠體構(gòu)成，位于圓臺底部圓心部位的魚腹式球冠體為井蓋的最大厚度，并以曲面狀逐漸向圓臺外沿環(huán)形帶作厚度遞減狀設(shè)置；井蓋的魚腹式球冠體內(nèi)設(shè)有單層鋼筋網(wǎng)骨架。
[0023].CN202672190U “一種檢查井蓋”(實用新型，有效):井蓋包括鋼邊、箍筋、活性粉末混凝土結(jié)構(gòu)。其特征在于:圓柱體鋼邊內(nèi)交叉設(shè)有箍筋；鋼邊殼體內(nèi)填充有活性粉末混凝土結(jié)構(gòu)。
[0024].CN203034488U “一種井蓋”(實用新型，有效):該井蓋呈板狀，由活性粉末混凝土制成，為減輕所述井蓋的重量并保證強度，在其底面設(shè)有凸肋，還設(shè)置了貫通孔，以利于開啟，在保證井蓋強度的同時，能顯著節(jié)約原材料，具有輕巧纖薄的結(jié)構(gòu)特點。
[0025]上述三個實用新型專利均考慮和利用UHPC (RPC)的強度，但與本發(fā)明在設(shè)計思路上或材料使用的理念上均不相同，因此得到的井蓋結(jié)構(gòu)完全不同。本發(fā)明通過分析井蓋最不利的靜態(tài)和動態(tài)承載狀態(tài)，按最充分發(fā)揮UHPC和鋼筋強度、盡可能減少UHPC和鋼筋材料用量的思路，設(shè)計了獨特的井蓋結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有所有材質(zhì)的井蓋結(jié)構(gòu)均不同。本發(fā)明的超高性能混凝土(UHPC)蜂窩結(jié)構(gòu)與混凝土復(fù)合的井蓋，不以輕質(zhì)為目標(biāo)，而是依靠井蓋重量實現(xiàn)井蓋安置的穩(wěn)定性，但考慮了盡可能減少井蓋的制作成本。
[0026]最早使用的檢查井蓋，采用木材制作井蓋，由于木材體積穩(wěn)定性差(濕漲干縮幅度大)且承載能力低、壽命短，現(xiàn)在已經(jīng)不再使用。傳統(tǒng)的檢查井蓋為鑄鐵材質(zhì)，包括灰口鑄鐵和球墨鑄鐵。灰口鑄鐵強度較低、脆性較大，制作的檢查井蓋較笨重，使用量在逐漸減少。球墨鑄鐵強度和韌性均較高，可以制作出力學(xué)性能最好的檢查井蓋，被用于大多數(shù)C250和D400等級的檢查井蓋。鑄鐵類檢查井蓋所面臨的主要問題是丟失，并因此常常引發(fā)嚴(yán)重交通事故。現(xiàn)在雖然采取多種措施防盜，如安裝井蓋防盜鎖、防盜鏈、防盜鉸或隱蔽式井蓋等等，但均無法從根本上杜絕鑄鐵井蓋丟失問題。
[0027]避免井蓋被盜的另一個方法是使用回收價值不大的材料一一鋼纖維混凝土和聚合物基復(fù)合材料來制作井蓋。雖然能有效防盜，但這兩類材料制作的檢查井蓋，性能上的缺點也非常明顯。鋼纖維混凝土(SFRC)雖然韌性比普通混凝土有所提高，但仍然經(jīng)不起碰撞、沖擊，邊角容易損壞；也有SFRC井蓋在邊緣設(shè)置鋼箍來保護(hù)邊角，但鋼箍非常容易銹蝕，井蓋同樣劣化較快。聚合物基或樹脂基復(fù)合材料，特別是玻璃鋼(玻璃纖維增強樹脂)類材料，可以達(dá)到非常高的抗拉、抗彎強度，制作出比較輕的檢查井蓋，但耐候或耐老化性能差，承載能力隨聚合物或樹脂的老化而衰減。由于存在這些缺點，這兩類材料僅限于制作C250和以下等級的檢查井蓋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0028]本發(fā)明的目的在于提供一種超高性能混凝土(UHPC)蜂窩結(jié)構(gòu)與混凝土復(fù)合的井蓋，該井蓋不以輕質(zhì)為目標(biāo)，而是依靠井蓋重量實現(xiàn)井蓋安置的穩(wěn)定性，但考慮了盡可能減少井蓋的制作成本。本發(fā)明的另一目的是提供了該井蓋的制作方法。
[0029]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種超高性能混凝土蜂窩結(jié)構(gòu)復(fù)合井蓋，該井蓋由鋼筋增強的超高性能混凝土蜂窩結(jié)構(gòu)與混凝土圓臺復(fù)合而成，混凝土圓臺部分與鋼筋增強超高性能混凝土蜂窩結(jié)構(gòu)分別澆筑成型(分兩次成型)。
[0030]超高性能混凝土蜂窩結(jié)構(gòu)由邊緣圓臺環(huán)和下