[实用新型]钢-超高性能混凝土组合结构修补接缝的强化构造

说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁结构的构造和维修技术及施工的技术领域，特别地，涉及一种钢-混凝土组合结构修补接缝强化构造及其应用方法。

背景技术

现有的钢桥面水泥混凝土桥面铺装层采用整体式现浇的施工方式，如图1所示，施工完成后，在钢板1上设置混凝土层21和现有铺装层5，混凝土层21中包括现有纵向加强钢筋13和现有横向加强钢筋14。由于混凝土抗拉强度很低，上述钢桥面的刚性铺装使用过程中常常出现开裂现象。

随着材料科学的进步和发展，在桥梁建筑领域出现了超高性能纤维增强混凝土，虽然采用钢-混凝土组合桥面结构后，开裂风险大大降低，但由于各种外在条件的影响，如施工差错、超载、地震损坏等，难免出现超高性能混凝土局部损坏需修补的情形。

超高性能混凝土的自身抗拉强度主要来源于混凝土内连续分布的纤维，而对于修补情形，新、老混凝土接缝处纤维是断开的，此处超高性能混凝土抗拉强度很低，另一方面，由于超高性能纤维增强混凝土全部采用细集料，其收缩远大于普通混凝土，上述两个原因将导致超高性能混凝土修补后，接缝处仍然会出现早期开裂现象，或接缝的抗拉能力很低，无法达到设计要求，在使用过程中易再次出现破损。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种钢-混凝土组合结构修补接缝强化构造及其应用方法，以解决修补超高性能混凝土结构再次出现破损的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种钢-混凝土组合结构修补接缝的强化构造，钢-混凝土组合结构从下至上包括钢板和超高性能混凝土层，所述的钢-混凝土组合结构采用密实配筋，所述超高性能混凝土层中设置有受力钢筋，所述受力钢筋包括相互垂直的纵向受力钢筋和横向受力钢筋；所述受力钢筋的直径为8～16mm，同一方向相邻受力钢筋的间距为30～80mm；

所述钢-混凝土组合结构修补接缝的强化构造是根据破损区划定修补区范围，修补区范围内裸露出的横向受力钢筋长度大于10倍钢筋直径，横向受力钢筋的两端在距离纵向接缝10倍钢筋直径处被切断并被拔出，修补区边缘位置的受力钢筋与原超高性能混凝土层接缝处的 所述纵向受力钢筋与钢板直接焊接，或通过短钢筋与钢板焊接，添加新的横向受力钢筋通过短钢筋焊接在钢板上，并与横向受力钢筋切段搭接焊接。

优选的，双面焊接的接缝长度不小于5倍受力钢筋直径，单面焊接不小于10倍受力钢筋直径。

优选的，所述钢板和混凝土层结合面设置有抗剪构件或采用抗剪式构造。

优选的，修补区的横截面形状为方形或矩形。

优选的，若采用单面焊，所述短钢筋的长度为10倍钢筋直径，若采用双面焊，所述短钢筋的长度为5倍钢筋直径，在受力钢筋交接处间断；纵向钢筋直接焊接在钢板上，或在修补区接缝处纵向受力钢筋下面插入短钢筋，将纵向受力钢筋通过短钢筋间接焊接于钢板；将短钢筋与新的横向受力钢筋焊接为一个整体，然后将该整体的短钢筋紧挨着切断的横向受力钢筋焊接在钢板上，将修补区切断留下的横向受力钢筋与新的横向受力钢筋搭焊在一起。

优选的，所述超高性能混凝土层由活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆超高性能混凝土中的至少任意一种浇筑而成。

本实用新型具有以下有益效果：

1、密实配筋：本实用新型的修补接缝的钢-混凝土组合结构采用特别密实的配筋，密实配筋的结构不仅受力性能优良，能承受较大的弯拉应力，更为重要的是，在钢-混凝土组合结构中纵横向密实配筋可以强力阻止超高性能混凝土的平面内收缩，并通过高温蒸汽养护消除收缩内应力，从而进一步阻止接缝处收缩裂缝的产生。

2、钢筋与钢板焊接：本实用新型的修补接缝的钢-混凝土组合结构在破损处附近将超高性能混凝土凿去形成无超高性能混凝土的修补区，并在接缝位置附近，将该空白混凝土区域周边的主要受力钢筋均焊接于钢板上，使钢筋与钢板同步共同受力。

由此，接缝受拉时，钢筋应力将大幅减小，由《混凝土结构设计规范》2010版中的裂缝计算公式：