[发明专利]一种协同抗剪高耐久型钢桥面铺装结构及其施工方法

说明书

本发明提供一种协同抗剪高耐久型钢桥面铺装结构及其施工方法，钢桥面铺装结构包括钢桥面板、混凝土层、梯度匹配界面应力吸收层和高粘高弹SMA面层，所述混凝土层铺设在钢桥面板之上，并通过协同抗剪体系与钢桥面板连接，所述混凝土层包括混凝土和嵌入混凝土层内部的方格钢筋网；所述梯度匹配界面应力吸收层设置在混凝土层和高粘高弹SMA面层之间，使两者之间产生有效粘结。本发明提供的组合式铺装结构及其施工方法，采用性能优异的轻质高耐久低收缩超高性能混凝土材料，能够有效控制裂缝的产生，结构收缩小、韧性高、温度稳定性好、耐久性好，并能够有效提升钢桥面板的疲劳性能。

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，涉及一种协同抗剪高耐久型钢桥面铺装结构及其施工方法。

背景技术

正交异性钢桥面板自上世纪问世以来，以其重量轻、运输架设方便、施工速度快等特点，而被广泛用于大中跨径桥梁。但是，在桥梁的运营期间，钢桥面铺装普遍出现了开裂、拥包、车辙、层间滑移等病害。主要原因是：(1)正交异性钢板的纵横加劲肋等构造特点使得其刚度变化较大，这导致铺装层受力复杂，局部受力过大；(2)常用的沥青质铺装材料刚度较低，温度稳定性差，高温下易变形。

一般情况下，工程技术人员可以通过优化正交异性钢板构造细节、提高铺装层材料性能、治理超载等手段来减少病害的发生。但正交异性钢桥面板是典型的钢结构，沥青混凝土面层为无机非金属材料，如两者之间的过渡层材料特性不满足梯度匹配原理，很难从根本上治理病害。

如果在钢-沥青混凝土材料之间铺设模强比适当、膨胀系数合理的轻质高耐久低收缩超高性能混凝土层，并在轻质高耐久低收缩超高性能混凝土层内部设置协同抗剪体系和钢筋网等构件，可以达到刚度平稳过渡、铺装结构各层协同变形的效果，从而有效提高铺装结构的稳定性、舒适性和耐久性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明拟提供一种低收缩、高韧性、温度稳定性好、耐久性好、经济性好的协同抗剪高耐久型钢桥面铺装结构及施工方法，有效解决目前钢桥面铺装病害多，使用寿命短的难题。

本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种协同抗剪高耐久型钢桥面铺装结构，其特征在于：包括钢桥面板1、混凝土层2、梯度匹配界面应力吸收层3和高粘高弹SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)面层4，所述混凝土层2铺设在钢桥面板1之上，并通过协同抗剪体系5与钢桥面板1连接，所述混凝土层2包括混凝土和嵌入混凝土层内部的方格钢筋网；所述梯度匹配界面应力吸收层3设置在混凝土层2和高粘高弹SMA面层4之间，用于使两者之间产生有效粘结，并具有防水和阻止混凝土层2裂缝扩展及向上反射等功能。

所述混凝土层2的厚度为40～60mm，所述混凝土层2中使用的轻质高耐久低收缩超高性能混凝土材料包括如下组分：水泥：水泥应符合GB 175的规定，宜选用P·O 52.5水泥或P·II 52.5水泥，其用量建议750～850kg/m³；陶砂：陶砂应符合《轻骨料及其试验方法》(GB/T 17431.1)的要求，宜采用900级整形后近似球型陶砂，筒压强度大于6.0MPa，细度模数2.3～3.5，其用量建议650～750kg/m³；粉煤灰微珠：粉煤灰微珠应符合GB/T 1596的规定，需水量比小于92％，其用量建议150～200kg/m³；硅灰：硅灰应符合GB/T 27690的规定，7d活性指数不小于105％，其用量建议150～200kg/m³；膨胀剂：膨胀剂宜采用符合《混凝土膨胀剂》(GB/T 23439-2017)要求的II型膨胀剂，其用量建议60～80kg/m³；微细镀铜钢纤维和PVA纤维混掺：体积率2.5％～3.0％；减水剂：其用量建议25～40kg/m³；水胶比：0.16～0.18。