一种组合钢桥面刚性铺装结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种组合钢桥面刚性铺装结构及其施工方法。

背景技术

在经济迅速发展的时代背景下，国内兴建了诸多大跨径桥梁。在现有钢桥面铺装结构中，超过八成为沥青混凝土铺装层。由于沥青混合料铺装层对钢桥面系刚度的提高有限，在行车荷载作用下，钢桥面系处于高应力幅状态，铺装层局部应力和变形较大，位于纵向U型加劲肋顶部负弯矩区铺装层材料易出现疲劳开裂现象。铺装层开裂直接导致桥面系刚度大幅下降，进一步增加局部应力和裂缝宽度，严重影响桥梁的使用寿命。工程实践表明，一旦铺装层开裂，桥面铺装系的破坏只是时间问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种组合钢桥面刚性铺装结构及施工方法，采用钢桥面板、网格保护层、胶结层和ECC材料层相结合的方式，有效提高了桥面系的抗剪性能，降低了桥面系的挠度，进而增强了桥面系的强度、刚度、韧性及耐久度，延长了桥梁的的寿命，节约了大量成本。

为达到以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种组合钢桥面刚性铺装结构，包括钢桥面板，所述钢桥面板为齿槽型钢桥面板，所述钢桥面板上依次铺设有网格保护层、胶结层、ECC材料层。

进一步的，所述钢桥面板厚度为1-500mm。

进一步的，所述钢桥面板采用Q235碳素钢。

进一步的，所述网格保护层采用玉米秸秆浮石复合混凝土，所述玉米秸秆浮石复合混凝土用于填充齿槽型钢桥面板的空隙，所述玉米秸秆浮石复合混凝土上覆盖钢丝网格。

更进一步的，所述玉米秸秆浮石复合混凝土的材料组成包括水泥、粉煤灰、浮石颗粒、河砂、高效减水剂、水，块状玉米秸秆以10％-30％的体积取代率来替代浮石颗粒；纤维状玉米秸秆则以10％-30％的体积取代率来替代河砂。

进一步的，所述胶结层为低分子650聚酰胺树脂材料，所述低分子650聚酰胺树脂的用量为0.29-0.39kg/m

进一步的，所述ECC材料层为PVA纤维水泥基复合材料。

一种组合钢桥面刚性铺装结构的施工方法，包括如下步骤：

S1、预制厂预制7m×7m的方形齿槽型的钢桥面板，采用平板车拉至施工现场；

S2、在所述齿槽型的钢桥面板上，利用装配机在对应的顶板上安装定位纵肋，并在液压反变形亚船形焊摇摆胎架上采用多头龙门焊机完成纵肋与对应的顶板间角焊缝焊接；

S3、横梁与所述钢桥面板采用平焊，并用CO

S4、在所述钢桥面板上进行喷砂和清洁干燥，并喷漆；

S5、在所述钢桥面板上铺设网格保护层；

S6、在所述网格保护层上进行粉刷胶结材料，并保证滚涂均匀，形成胶结层；

S7、在所述胶结层上铺设ECC材料层。

本发明的有益效果为：齿槽结构本身具备良好的抗剪性能，可以有效抵抗车辆在桥面上的行车制动会使钢桥面铺装层与下部的钢桥面板之间产生的剪切应力；玉米秸秆掺入到混凝土中，可有效改善混凝土的低温开裂特性，钢丝网格可分散载荷，保护底层齿槽型钢，提高铺装结构的抗裂性和低温稳定性；胶结层为低分子650聚酰胺树脂，具有防水保护的作用；ECC材料层采用PVA纤维水泥基复合材料，不仅可以提高结构抗拉性、韧性、控制裂缝能力及耐久性，而且与齿槽型钢相结合大幅度地提高了钢桥面铺装层的抗剪能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为一种组合钢桥面刚性铺装结构整体示意图

图2为一种组合钢桥面刚性铺装结构剖面示意图

图3为一种组合钢桥面刚性铺装结构横梁及纵肋焊接示意图

1-ECC材料层、2-胶结层、3-网格保护层、4-钢桥面板、41-钢板齿槽、5-纵肋、6-横梁

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1

一种组合钢桥面刚性铺装结构，包括钢桥面板4，所述钢桥面板4为齿槽型钢桥面板，所述钢桥面板4采用Q235碳素钢，且厚度为14mm，齿槽间距为50mm，高为20mm，宽为20mm，所述钢桥面板4上铺设有网格保护层3，所述网格保护层3采用玉米秸秆浮石复合混凝土，所述玉米秸秆浮石复合混凝土用于填充齿槽型钢桥面板的空隙，所述玉米秸秆浮石复合混凝土上覆盖有一层钢丝网格，所述玉米秸秆浮石复合混凝土的配合比为水泥∶粉煤灰∶浮石颗粒∶河砂∶高效减水剂∶水＝1∶0.43∶1.26∶1.11∶0.008∶0.58，水胶比为0.41，其中，块状玉米秸秆以10％-30％的体积取代率来替代浮石颗粒，纤维状玉米秸秆则以10％-30％的体积取代率来替代河砂；

所述网格保护层3上铺设有胶结层2，所述胶结层2为低分子650聚酰胺树脂，具体用量为0.29-0.39kg/m

所述胶结层2上铺设有ECC材料层1，所述ECC材料层1采用PVA纤维水泥基复合材料，所述PVA纤维水泥基复合材料的材料配比为水泥378kg/m

上述一种组合钢桥面刚性铺装结构的施工方法包括如下步骤：

1)、预制厂预制7m×7m的方形齿槽型的钢桥面板4，采用平板车拉至施工现场；

2)、在所述钢桥面板4上，利用装配机在对应的顶板上安装用于定位的纵肋5，并在液压反变形亚船形焊摇摆胎架上采用多头龙门焊机完成纵肋5与对应的顶板间角焊缝焊接；

3)、横梁6与所述钢桥面板4之间采用平焊，并用CO

4)、在所述钢桥面板4上进行喷砂和清洁干燥，并喷漆；

5)、在所述钢桥面板4上铺设网格保护层3；

6)、在所述网格保护层3上进行粉刷胶结材料，并保证滚涂均匀，形成胶结层2；

7)、在所述胶结层2上铺设ECC材料层1。

试验结果：

表1各试件界面抗剪强度τ

试验结果分析：

根据表1可得，在不同齿宽B及齿高A参数下，随齿间距D的增高，τ

以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。