[发明专利]一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构及其施工方法

说明书

本发明涉及一种属于土木工程材料和海洋工程结构领域的装配式变形自适应挡浪墙组合结构及其施工方法。该挡浪墙结构在迎浪侧预制拼装高延性水泥基复合材料防护面板，主墙体为现浇混凝土，形成的连接部件以高延性水泥基材料施作。其施工步骤为：吊装防护面板至预定位置并以斜支撑固定，对板底塞缝和注浆孔注浆后，在板间接缝处绑扎钢筋、支模并浇筑高延性材料，拆模后焊接固定斜向拉结筋，完成钢筋绑扎及支模后分层浇筑混凝土。装配式变形自适应挡浪墙组合结构通过板面预留筋确保结构整体性，延性防护面板协同连接部件实现结构变形的自适应，提高挡浪墙的抗渗性和抗冲击性能，进而改善结构耐久性；并且防护面板可兼做永久性模板，显著缩短工期。

技术领域

本发明属于土木工程材料和海洋工程结构领域，特别涉及一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构及其施工方法。

背景技术

海堤挡浪墙是防潮安全工程的重中之重，而我国沿海地区的挡浪墙结构长期暴露于海水侵蚀、浪溅冲刷引起的疲劳荷载、海浪潮汐形成的干湿循环、昼夜交替及季节变化带来的巨大温差等多重恶劣环境，加之大体积混凝土温差变形大、收缩显著，挡浪墙结构产生宏观裂缝几乎不可避免，严重者甚至贯穿结构，引发挡浪墙结构的耐久性问题。

挡浪墙通常由浆砌块石或普通混凝土填筑而成，此类结构在海浪反复冲刷后易发生砂浆脱落或混凝土开裂，这使得有害离子快速侵入结构内部腐蚀钢筋，最终导致结构过早破坏。另外，挡浪墙的暴露面积和长度均较大，为释放温度应力及收缩变形，通常需要每隔数米设置一道伸缩缝，但这往往又成为结构的薄弱环节，加速混凝土的劣化。传统挡浪墙结构的变形适应力差，在复杂的海洋服役环境下裂缝宽度将持续增大，保护层厚度不断减小，进一步降低挡浪墙结构的使用寿命。

挡浪墙结构的耐久性问题根源于所用混凝土材料的应变软化属性，其决定了结构在开裂以后的缝宽无法得到有效控制，最终使挡浪墙结构陷入“缝宽增大-侵蚀加剧-缝宽增大”的恶性循环。高延性纤维增强水泥基复合材料(Engineered CementitiousComposites，简称ECC)正是为克服传统混凝土材料的应变软化属性而发展起来的新型土木工程材料，这种经微观力学设计的复合材料在1993年第10卷第2期的Journal of JSCE中由Victor C.Li发表的名为“From micromechanics to structural engineering-thedesign of cementitious composites for civilengineering application”的学术论文中首次提出，其具有应变硬化特征，宏观极限拉应变可达3％-5％，并且受拉过程中形成的微裂纹可做到缝宽自控，能有效阻止有害离子的侵入。因此，该材料有望改变传统挡浪墙结构的变形适应能力，并从根本上改善海洋工程结构的耐久性。

发明内容

本发明的目的是提供一种装配式变形自适应挡浪墙组合结构及其施工方法，其特征在于，所述装配式变形自适应挡浪墙结构在迎浪侧预制拼装高延性水泥基复合材料防护面板，板间接缝、板底塞缝及注浆孔均采用高延性水泥基复合材料施作，在连接部件达到一定强度后拆模，然后进行普通混凝土的现场浇筑；防护面板兼做永久性模板，协同连接部件发挥变形自适应功能，达到抵抗冲击、协调结构变形的目的。

所述高延性水泥基复合材料防护面板预留U型钢筋，挑出板面并与普通混凝土中的钢筋绑扎连接，这使得预制防护面板与现浇混凝土结合稳固；沿一定高度预留钢环，用于连接斜向拉结筋，以提高防护面板作为支护模板的稳定性；两端出挑胡子筋，便于相邻防护面板的钢筋绑扎，增强节点连接的稳定性。

所述高延性防护面板间的接缝水平截面采用T字形，形成构造柱，增大永久性模板的抗侧刚度。

所述高延性防护面板、板间接缝、板底塞缝及注浆料应采用同一标号高延性水泥基复合材料，并且其抗拉强度应略低于混凝土的抗拉强度，保证裂纹被引入高延性材料而非混凝土内部。