專利名稱：裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種橋梁結(jié)構(gòu)的建筑細部，尤其涉及一種鋼橋的組合式橋面結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鋼橋水泥混凝土橋面鋪裝層采用整體式現(xiàn)澆的施工方式，如圖I所示，施工完成后，在鋼橋面板層I上形成有現(xiàn)澆混凝土鋪裝層6，現(xiàn)澆混凝土鋪裝層6中預制有鋼筋2?，F(xiàn)有常規(guī)橋面水泥混凝土鋪裝大多數(shù)采用現(xiàn)澆施工方式，由于混凝土易收縮開裂，現(xiàn)有的現(xiàn)澆施工技術(shù)無法保證施工質(zhì)量，而且大面積的現(xiàn)澆混凝土的養(yǎng)護難度非常大，混凝土強度會因養(yǎng)護不到位而受到很大的折減，這將大大減少橋面鋪裝層的壽命。而且現(xiàn)澆施 工時間長，開放交通時間晚，會影響當?shù)亟煌顩r和經(jīng)濟發(fā)展。隨著材料科學的發(fā)展和進步，在橋梁建筑領(lǐng)域出現(xiàn)了超高性能纖維混凝土，雖然采用纖維混凝土施工后得到的橋面結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)勢，但由于現(xiàn)有的橋面鋪裝施工工藝囿于整體現(xiàn)澆施工法，通過整體現(xiàn)澆施工法在橋面板上澆筑纖維混凝土存在很多問題例如現(xiàn)有的工程施工工期長、生產(chǎn)效率低下、生產(chǎn)成本難以控制；施工操作不方便，大面積的現(xiàn)澆混凝土板蒸汽養(yǎng)護難度大；鋼筋和纖維混凝土均易受到環(huán)境的不利影響，對環(huán)境敏感性大，尤其是海洋環(huán)境下空氣中氯離子的大量存在，對于鋼筋的抗銹蝕性能和現(xiàn)澆混凝土的耐久性是極大的威脅，澆筑后的纖維混凝土層其各項性能難以得到保障。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能提高混凝土板極限抗拉強度、有效防止鋪裝層裂縫產(chǎn)生、耐久性好、抗疲勞性能好的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，還相應提供一種施工效率高、施工成本小、施工進度快的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)的施工方法。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案為一種裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，所述組合橋面結(jié)構(gòu)包括鋼橋面板層，所述鋼橋面板層上方覆設(shè)有裝配式纖維混凝土層，所述裝配式纖維混凝土層的本體為現(xiàn)澆纖維混凝土層，所述現(xiàn)澆纖維混凝土層中嵌合有多塊預制纖維混凝土板，所述預制纖維混凝土板周圍布設(shè)有咬合于現(xiàn)澆纖維混凝土層中的企口接頭，所述裝配式纖維混凝土層中配有鋼筋。上述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)中，所述企口接頭優(yōu)選為外寬內(nèi)窄的棱臺式結(jié)構(gòu)。所述預制纖維混凝土板與現(xiàn)澆纖維混凝土層通過外寬內(nèi)窄的企口嵌合方式連接，這樣可利用相互間的咬合力以消除纖維混凝土因人為將纖維“斷裂”所帶來的抗拉強度的削弱。上述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)中，所述預制纖維混凝土板和現(xiàn)澆纖維混凝土層中均優(yōu)選配有鋼筋，所述預制纖維混凝土板中的鋼筋從所述企口接頭處伸出并與現(xiàn)澆纖維混凝土層中配置的鋼筋連接。[0008]上述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)中，所述裝配式纖維混凝土層中還優(yōu)選配有貫穿多個所述企口接頭的貫穿鋼筋。所述裝配式纖維混凝土層上方優(yōu)選覆設(shè)有磨耗層。上述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)中，所述鋼橋面板層和所述裝配式纖維混凝土層的結(jié)合面處優(yōu)選設(shè)置有抗剪構(gòu)件或采用抗剪式構(gòu)造。上述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述裝配式纖維混凝土層主要由活性粉末混凝土 、超高性能纖維增強混凝土或注漿纖維混凝土澆筑而成。上述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)中，裝配式纖維混凝土層具有建筑高度小、剛度大、各組合層間粘結(jié)性能好、耐久性好、抗疲勞性能好、車輛沖擊作用小等優(yōu)點。整個裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)由裝配式纖維混凝土層和鋼面板層共同受力，減小了鋼橋面板及其縱橫肋在車輛輪載下的應力，大幅度減小了鋼橋面板與縱肋及隔板間焊縫疲勞開裂風險；而裝配式纖維混凝土層增大了橋面板的剛度，改善了浙青混凝土橋面鋪裝層與橋面板的粘結(jié)性能，有利于提高橋面鋪裝層的抗裂性能和耐久性能。由于接縫處無纖維增強的混凝土抗拉強度很低，橋面板在溫度變化及車輛反復沖擊作用下，容易產(chǎn)生橫向或縱向裂縫，而上述本實用新型的企口接頭式連接方式可有效克服可能出現(xiàn)的縱橫向裂縫問題，提高纖維混凝土層的極限抗拉強度。本實用新型還提供兩種上述裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)的施工方法。施工方法一包括以下步驟(I)制作鋼橋面板層焊接制作鋼橋面板層，并在鋼橋面板層頂面做防腐涂裝；(2)制作預制纖維混凝土板按設(shè)計尺寸制作多塊預制纖維混凝土板，該預制纖維混凝土板周圍加工有企口接頭(企口接頭優(yōu)選采用外寬內(nèi)窄的棱臺式結(jié)構(gòu))，該預制纖維混凝土板中配制的鋼筋從所述企口接頭處伸出；(3)鋪設(shè)纖維混凝土板將上述步驟(2)中制作的預制纖維混凝土板按設(shè)計要求鋪設(shè)在涂抹有粘結(jié)劑的上述步驟(I)制作的鋼橋面板層上方；(4)施工現(xiàn)澆纖維混凝土層在擬澆筑現(xiàn)澆纖維混凝土層的施工區(qū)域布設(shè)鋼筋，并使其與所述企口接頭處伸出的鋼筋綁扎連接，再將預先配制好的纖維混凝土澆筑于鋼橋面板層上的相應施工區(qū)域，形成現(xiàn)澆纖維混凝土層，對該現(xiàn)澆纖維混凝土層進行養(yǎng)護后形成裝配式纖維混凝土層；(5)表面處理對所述裝配式纖維混凝土層的頂面進行粗糙化處理形成路表面或者在所述裝配式纖維混凝土層上方加鋪磨耗層，并對磨耗層進行養(yǎng)護，完成施工。施工方法二包括以下步驟( I)制作鋼橋面板塊在工廠預制多個鋼橋面板塊，并在各鋼橋面板塊頂面做防腐涂裝;(2)制作預制纖維混凝土板按設(shè)計尺寸在步驟(I)制作的各鋼橋面板塊上直接澆筑預制纖維混凝土板，該預制纖維混凝土板周圍加工有企口接頭，該預制纖維混凝土板中配制的鋼筋從所述企口接頭處伸出；(3)架設(shè)拼裝鋼梁采用節(jié)段施工法將上述步驟(2)中制得的覆有預制纖維混凝土板的各鋼橋面板進行架設(shè)拼裝，得到鋼橋面板層；(4)施工現(xiàn)澆纖維混凝土層在所述鋼橋面板層預留出的施工區(qū)域布設(shè)鋼筋，并使其與所述企口接頭處伸出的鋼筋綁扎連接，再將預先配制好的纖維混凝土澆筑于鋼橋面板層上的相應施工區(qū)域，形成現(xiàn)澆纖維混凝土層，對該現(xiàn)澆纖維混凝土層進行養(yǎng)護后形成裝配式纖維混凝土層；(5)表面處理對所述裝配式纖維混凝土層的頂面進行粗糙化處理形成路表面或者在所述裝配式纖維混凝土層上方加鋪磨耗層，并對磨耗層進行養(yǎng)護，完成施工。上述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)的施工方法中，在上述步驟(I)后、步驟
(2)前，在所述鋼橋面板層的頂面優(yōu)選焊接抗剪構(gòu)件；相應的，所述步驟(2)中，在所述預制纖維混凝土板上預留有供所述抗剪構(gòu)件埋入的預留孔；所述步驟(4)中，在所述預留孔內(nèi) 填滿所述纖維混凝土。上述本實用新型的施工方法中，裝配式纖維混凝土層是采用現(xiàn)澆和預制相結(jié)合的裝配式施工方式，由于現(xiàn)澆和預制部分相結(jié)合的結(jié)合面處通過人為方式斷開了纖維混凝土的連續(xù)性，其間抗拉強度變?yōu)榱?0，為了將這兩部分有效連接起來，不影響裝配式纖維混凝土層整體的抗拉強度，本實用新型采用了企口連接方式，依靠企口的“咬合力”提高了薄弱結(jié)合面處的抗拉強度；另外通過將現(xiàn)澆和預制部分配置的鋼筋進行綁扎，進一步提高了裝配式纖維混凝土層的抗拉強度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型在鋼橋面板(尤其是正交異性鋼橋面板)上設(shè)置裝配式纖維混凝土層(該層是作為橋梁永久性結(jié)構(gòu)層)，改變了常規(guī)鋼橋面板的結(jié)構(gòu)形式和橋面鋪裝的工作狀態(tài)，這也使得本實用新型的技術(shù)方案具備以下明顯的優(yōu)勢I.本實用新型的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)由鋼橋面板層和裝配式纖維混凝土層共同受力，其減小了鋼橋面板及其縱橫肋在車輛輪載下的應力，大幅度減小了鋼橋面板與縱肋及隔板間焊縫疲勞開裂的風險。2.本實用新型的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)的裝配式纖維混凝土層采用現(xiàn)澆和預制相結(jié)合的裝配式施工方式，這不僅能夠有效地縮短施工工期、降低生產(chǎn)成本、提高工程質(zhì)量、減少環(huán)境可能帶來的不利影響，而且安裝簡單、成型迅速。3.本實用新型技術(shù)方案中的裝配式纖維混凝土層可優(yōu)選采用活性粉末混凝土、超高性能纖維增強混凝土、注漿纖維混凝土等，以上種類的特殊混凝土不僅能夠保證密實性，有利于提高鋼橋面板的耐久性，并且較薄的結(jié)構(gòu)層就能滿足抗拉強度的設(shè)計要求，在整體上并不會明顯增加橋面恒載的重量。綜上，本實用新型的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)具有提高混凝土板極限抗拉強度，有效防止鋪裝層裂縫產(chǎn)生、耐久性好、抗疲勞性能好、車輛沖擊作用小等優(yōu)點，具有重大的實用價值和良好的經(jīng)濟效益，尤其是在大型、特大型鋼橋的施工建造上具有廣闊的應用前景。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)正交異性鋼箱梁剛性橋面結(jié)構(gòu)示意圖(橫斷面圖)。圖2為本實用新型實施例I中裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3為圖2中A-A處的剖視放大圖。圖4為本實用新型實施例I中裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(橫斷面圖)。圖5為本實用新型實施例2中裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(橫斷面圖)。圖6為本實用新型實施例2中第二種施工方法在現(xiàn)澆纖維混凝土層澆筑后的施工狀態(tài)圖。圖例說明I、鋼橋面板層；2、鋼筋；3、現(xiàn)澆纖維混凝土層；4、預制纖維混凝土板；41、企口接頭；5、剪力釘；6、現(xiàn)澆混凝土鋪裝層；7、裝配式纖維混凝土層；8、磨耗層；9、焊接縫；10、連接鋼筋；11、貫穿鋼筋。
具體實施方式
以下結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述。實施例I :一種如圖2、圖3、圖4所示的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，該組合橋面結(jié)構(gòu)包括鋼橋面板層I，鋼橋面板層I上方覆設(shè)有裝配式纖維混凝土層7 (本實施例的裝配式纖維混凝土層7主要是由活性粉末混凝土澆筑而成)，鋼橋面板層I與裝配式纖維混凝土層7間的結(jié)合面為平面(結(jié)合面也可以為凹凸面)，裝配式纖維混凝土層7的本體為現(xiàn)澆纖維混凝土層3，現(xiàn)澆纖維混凝土層3中嵌合有多塊預制纖維混凝土板4，預制纖維混凝土板4周圍布設(shè)有咬合于現(xiàn)澆纖維混凝土層3中的企口接頭41，企口接頭41為外寬內(nèi)窄的四棱臺式結(jié)構(gòu)。裝配式纖維混凝土層7的預制纖維混凝土板4和現(xiàn)澆纖維混凝土層3中均配有鋼筋2，預制纖維混凝土板4中的鋼筋2從企口接頭41處伸出并與現(xiàn)澆纖維混凝土層3中配置的鋼筋2連接。裝配式纖維混凝土層7中還配有貫穿多個企口接頭41的貫穿鋼筋11 ;裝配式纖維混凝土層7上方還覆設(shè)磨耗層8。上述本實施例的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)的施工包括以下施工步驟(I)制作鋼橋面板焊接制作鋼橋面板層1，鋼橋面板層I的頂面為平面，并在鋼橋面板層I頂面做防腐涂裝；(2)制作預制纖維混凝土板在預制工廠按設(shè)計尺寸制作多塊預制纖維混凝土板4，該預制纖維混凝土板4周圍加工有企口接頭41，該企口接頭41采用外寬內(nèi)窄的四棱臺式結(jié)構(gòu)，該預制纖維混凝土板4中配制的鋼筋2從企口接頭41處伸出；(3)鋪設(shè)纖維混凝土板將上述步驟(2)中制作的預制纖維混凝土板4按設(shè)計要求鋪設(shè)在上述步驟(I)制作的鋼橋面板層I上方，鋪設(shè)前需在鋼橋面板層I上方涂抹粘結(jié)劑；(4)施工現(xiàn)澆纖維混凝土層在擬澆筑現(xiàn)澆纖維混凝土層3的施工區(qū)域布設(shè)鋼筋2，并使其與企口接頭41處伸出的鋼筋2綁扎連接，再將預先配制好的纖維混凝土澆筑于鋼橋面板層I上的相應施工區(qū)域，形成現(xiàn)澆纖維混凝土層3，對該現(xiàn)澆纖維混凝土層3進行養(yǎng)護后形成裝配式纖維混凝土層7 ；(5)表面處理待裝配式纖維混凝土層7的強度等力學指標達到設(shè)計要求后，對裝配式纖維混凝土層7的頂面進行粗糙化處理可形成適宜行車的路表面，本實施例是在裝配式纖維混凝土層7上方加鋪磨耗層8作為路表面，完成施工。實施例2 一種如圖5所示的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，該組合橋面結(jié)構(gòu)包括鋼橋面板層I，鋼橋面板層I上方覆設(shè)有裝配式纖維混凝土層7 (本實施例的裝配式纖維混凝土層7主要是由活性粉末混凝 土澆筑而成)，鋼橋面板層I與裝配式纖維混凝土層7間的結(jié)合面處設(shè)置有抗剪構(gòu)件——剪力釘5。裝配式纖維混凝土層7的本體為現(xiàn)澆纖維混凝土層3，現(xiàn)澆纖維混凝土層3中嵌合有多塊預制纖維混凝土板4，預制纖維混凝土板4周圍布設(shè)有咬合于現(xiàn)澆纖維混凝土層3中的企口接頭41，企口接頭41為外寬內(nèi)窄的四棱臺式結(jié)構(gòu)。裝配式纖維混凝土層7的預制纖維混凝土板4和現(xiàn)澆纖維混凝土層3中均配有鋼筋2，預制纖維混凝土板4中的鋼筋2從企口接頭41處伸出并與現(xiàn)澆纖維混凝土層3中配置的鋼筋2連接。裝配式纖維混凝土層7上方還覆設(shè)磨耗層8。上述本實施例的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)可以有兩種施工方式。施工方法一包括以下施工步驟(I)制作鋼橋面板焊接制作鋼橋面板層1，鋼橋面板層I的頂面為平面，并在鋼橋面板層I頂面做防腐涂裝，另外在頂面均勻焊接抗剪用的剪力釘5 ；(2)制作預制纖維混凝土板在預制工廠按設(shè)計尺寸制作多塊預制纖維混凝土板4，該預制纖維混凝土板4周圍加工有企口接頭41，該企口接頭41采用外寬內(nèi)窄的四棱臺式結(jié)構(gòu)，該預制纖維混凝土板4中配制的鋼筋2從企口接頭41處伸出；另外，在預制纖維混凝土板4上預留出供剪力釘5埋入的預留孔；(3)鋪設(shè)纖維混凝土板將上述步驟(2)中制作的預制纖維混凝土板4按設(shè)計要求鋪設(shè)在上述步驟(I)制作的鋼橋面板層I上方；(4)施工現(xiàn)澆纖維混凝土層在擬澆筑現(xiàn)澆纖維混凝土層3的施工區(qū)域布設(shè)鋼筋2，并使其與企口接頭41處伸出的鋼筋2綁扎連接，再將預先配制好的纖維混凝土澆筑于鋼橋面板層I上的相應施工區(qū)域，形成現(xiàn)澆纖維混凝土層3，在上述的預留孔內(nèi)也填滿纖維混凝土 ；對該現(xiàn)澆纖維混凝土層3進行養(yǎng)護后形成裝配式纖維混凝土層7 ；(5)表面處理待裝配式纖維混凝土層7的強度等力學指標達到設(shè)計要求后，對裝配式纖維混凝土層7的頂面進行粗糙化處理可形成適宜行車的路表面，本實施例是在裝配式纖維混凝土層7上方加鋪磨耗層8作為路表面，完成施工。施工方法二包括以下施工步驟( I)制作鋼橋面板塊在工廠預制多個鋼橋面板塊，并在各鋼橋面板塊頂面做防腐涂裝，另外在頂面均勻焊接抗剪用的剪力釘5 ;(2)制作預制纖維混凝土板按設(shè)計尺寸在步驟(I)制作的各鋼橋面板塊上直接澆筑預制纖維混凝土板4，該預制纖維混凝土板4周圍加工有企口接頭41，該預制纖維混凝土板4中配制的鋼筋2從企口接頭41處伸出；另外，在預制纖維混凝土板4上預留出供剪力釘5埋入的預留孔；(3)架設(shè)拼裝鋼梁采用節(jié)段施工法將上述步驟(2)中制得的覆有預制纖維混凝土板4的各鋼橋面板進行架設(shè)拼裝，通過焊接縫9得到鋼橋面板層I (參見圖6)；(4)施工現(xiàn)澆纖維混凝土層在鋼橋面板層I預留出的施工區(qū)域布設(shè)連接鋼筋10，并使其與企口接頭41處伸出的鋼筋2綁扎連接，再將預先配制好的纖維混凝土澆筑于鋼橋面板層I上的相應施工區(qū)域，形成現(xiàn)澆纖維混凝土層3，在上述的預留孔內(nèi)也填滿纖維混凝土 ；對該現(xiàn)澆纖維混凝土層3進行養(yǎng)護后形成裝配式纖維混凝土層7 ；(5)表面處理待裝配式纖維混凝土層7的強度等力學指標達到設(shè)計要求后，對裝配式纖維混凝土層7的頂面進行粗糙化處理可形成適宜行車的路表面，本實施例是在裝配式纖維混凝土層7上方加鋪磨耗層8作為路表面，完成施工。 本實施例是選用上述的第二種施工方法完成施工。
權(quán)利要求1.一種裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，所述組合橋面結(jié)構(gòu)包括鋼橋面板層，其特征在于所述鋼橋面板層上方覆設(shè)有裝配式纖維混凝土層，所述裝配式纖維混凝土層的本體為現(xiàn)澆纖維混凝土層，所述現(xiàn)澆纖維混凝土層中嵌合有多塊預制纖維混凝土板，所述預制纖維混凝土板周圍布設(shè)有咬合于現(xiàn)澆纖維混凝土層中的企口接頭，所述裝配式纖維混凝土層中配有鋼筋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述企口接頭為外寬內(nèi)窄的棱臺式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述預制纖維混凝土板和現(xiàn)澆纖維混凝土層中均配有鋼筋，所述預制纖維混凝土板中的鋼筋從所述企口接頭處伸出并與現(xiàn)澆纖維混凝土層中配置的鋼筋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述裝配式纖維混凝土層中還配有貫穿多個所述企口接頭的貫穿鋼筋；所述裝配式纖維混凝土層上方覆設(shè)有磨耗層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼橋面板層和所述裝配式纖維混凝土層的結(jié)合面處設(shè)置有抗剪構(gòu)件或采用抗剪式構(gòu)造。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述裝配式纖維混凝土層主要由活性粉末混凝土、超高性能纖維增強混凝土或注漿纖維混凝土澆筑而成。
專利摘要本實用新型公開了一種裝配式纖維混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，該組合橋面結(jié)構(gòu)包括鋼橋面板層，鋼橋面板層上方覆設(shè)有裝配式纖維混凝土層，裝配式纖維混凝土層的本體為現(xiàn)澆纖維混凝土層，其中嵌合有多塊預制纖維混凝土板，預制纖維混凝土板周圍布設(shè)有咬合于現(xiàn)澆纖維混凝土層中的企口接頭，其中還配有鋼筋。本實用新型的組合橋面結(jié)構(gòu)能提高混凝土板極限抗拉強度、有效防止鋪裝層裂縫產(chǎn)生，耐久性好、抗疲勞性能好且施工過程簡單、高效。
文檔編號E01D19/12GK202380397SQ201120481170
公開日2012年8月15日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者李嘉, 王文前, 辜杰凱, 邵旭東, 黃政宇 申請人:湖南大學