[发明专利]适于钢桥的新型超高性能ECC桥面组合结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢桥桥面组合结构、铺装材料及其施工方法，具体涉及一种适于钢桥的新型超高韧性水泥基复合材料桥面组合结构及其施工方法。

背景技术

随着大量钢桥的建成，我国钢桥结构设计和施工技术水平提高很快，但桥面铺装技术的发展却相对滞后，导致大多数钢桥在使用过程中出现的质量问题和病害主要产生于桥面铺装，成为影响我国钢桥建设质量的薄弱环节。

目前，用于钢桥的桥面铺装材料大多为沥青混凝土，但沥青混凝土热稳定性差，且沥青铺装层和桥面板之间抗剪强度不足，而导致铺装产生车辙、推挤、拥包等现象较为普遍，降低了行车的安全性与舒适性。此外，钢板与沥青铺装材料的收缩系数和弹性模量相差较大，也容易造成铺装层的开裂。

超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites，缩写为ECC)，是一种具有超高韧性的纤维增强混凝土。不同与普通的纤维增强混凝土(FRC)，ECC是一种经细观力学设计的先进材料，具有多缝隙稳态开裂的特点，即应变硬化的特点，其极限拉应变稳定高于3％，是钢筋屈服应变的20倍以上，28天抗压强度可达到50MPa以上，极限弯拉强度可超过14MPa，密度小于2kg/cm³，抗冲击性能优于钢纤维混凝土。由于具有优良的抗拉力学性能、优良的抗裂、抗冲击、耐磨等耐久性能，良好的追从性，ECC作为桥面铺装层能够满足大桥及特大桥桥面板常受到拉、压应力的交替作用，防止桥面铺装开裂，有效的解决桥面铺装带裂缝工作的难题。因此，采用ECC作为桥面铺装材料可有效解决现有桥面铺装病害。但ECC相对普通混凝土而言，其收缩大，同时，ECC存在黏度较大、不易抹平、表面易起泡等施工问题。因此本发明通过改变ECC的组分，减少其早期收缩，并提出一种新型适用于ECC的摊铺装置。

发明内容

本发明的目的是解决现有钢桥桥面铺装出现的问题，提供一种自重轻、铺装厚度薄、抗开裂抗疲劳性能强、温度稳定性能好、行驶性能佳、抗剪性能好的超高韧性水泥基复合材料桥面组合结构，及其相应的施工设备和适用的施工方法。

为解决上述钢桥桥面铺装所存在的问题，本发明提出的技术方案为一种钢—超高韧性水泥基复合材料桥面组合结构，具体的结构如下：

一种钢—超高韧性水泥基复合材料桥面组合结构，包括钢筋抗剪构造、置于底层的钢桥面板层和浇筑在钢桥面板层上的超高韧性水泥复合基材料层，钢筋抗剪构造浇筑在超高韧性水泥基材料中；在超高韧性水泥复合基材料层上方铺筑沥青混凝土磨耗层。

上述的钢—超高韧性水泥基复合材料组合桥面结构中，所述的钢筋抗剪构包括预先焊接在钢桥面板层顶面的抗剪连接键和焊接在其上面的预焊钢筋网。

上述的钢—超高韧性水泥基复合材料组合桥面结构中，所述超高韧性水泥基复合材料层上方铺筑有沥青混凝土磨耗层。

上述的钢—超高韧性水泥基复合材料组合桥面结构中，所述的超高韧性水泥基复合材料铺装层是由超高韧性水泥基复合材料浇筑而成。

进一步的，所述的超高韧性水泥基复合材料，包括水泥和粉煤灰组成的复合型胶凝材料、增稠剂、石英砂、聚乙烯醇纤维、水、玻璃微珠、预处理淀粉和高效减水剂。其各组分所占的质量比例为，水泥15％～30％，粉煤灰25％～35％，石英砂10％～25％，增稠剂0.02％～0.03％，水12％～20％，纤维1％～1.5％，减水剂0.1％～0.3％，空心玻璃微珠0％～10％，预处理淀粉0％～3％。

进一步的，所述的超高韧性水泥基复合材料，包括水泥和粉煤灰组成的复合型胶凝材料、增稠剂、石英砂、PE纤维、水、玻璃微珠、预处理淀粉和高效减水剂。其各组分所占的质量比例为，水泥15％～30％，粉煤灰25％～35％，石英砂10％～25％，增稠剂0.02％～0.03％，水12％～20％，纤维1％～1.5％，减水剂0.1％～0.3％，空心玻璃微珠0％～10％，预处理淀粉0％～3％。

上述桥面结构的施工方法如下:

步骤1、清洁钢桥面板层，焊接抗剪连接键

1-1施工前要桥面进行初步清洁，清除桥面的脏物，并保持工作面的洁净、干燥。抗剪连接键采用与钢箱梁相同的钢材，并将其焊接在钢桥面板上；

步骤2、对步骤1中的结构进行喷砂除锈和喷涂防锈漆，制作钢筋网，且在抗剪连接键上焊接钢筋网；

2-1对已架设的钢桥面板进行喷砂除锈,清除钢桥面表面的杂物，吹尽桥面处理掉的铁锈以及其他的杂物，保持桥面干净，钢板表面显示明亮的金属光泽。采用无气喷涂设备喷涂防锈漆；要求平整、均匀、无气泡和裂纹。