阅读说明：本技术 一种高性能混组合钢桥面铺装层结构及其施工方法 (High-performance concrete combined steel bridge deck pavement layer structure and construction method thereof ) 是由 何训林 王增全 王广州 孔德勇 叶笛 刘元炜 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种高性能混组合钢桥面铺装层结构及其施工方法,涉及公路桥梁工程技术领域,其技术方案要点是：包括钢桥箱梁面板,钢桥箱梁面板顶面铺装有厚度为80mm的高性能混凝土层；高性能混凝土层顶面铺装有沥青混凝土路面层；钢桥箱梁面板顶面布设有位于高性能混凝土层内的钢筋网；钢桥箱梁面板顶面等间距焊接有剪力钉。能够保证该高性能混组合钢桥面铺装层结构具备高耐久性、高工作性和高体积稳定性的效果；此外,高性能混凝土的集料均为玄武岩碎石,并掺有玄武岩纤维,其市场价为660元/m<Sup>3</Sup>,是超高性能混凝土市场价33000元/m<Sup>3</Sup>的2％,极为经济。本发明已经获得国家重点研发计划资助,课题名称为：组合结构城市桥梁高效施工关键技术研究,课题编号为：2017YFC0703408。(3 3 The invention discloses a high-performance concrete combined steel bridge deck pavement layer structure and a construction method thereof, and relates to the technical field of highway bridge engineering.)

一种高性能混组合钢桥面铺装层结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及公路桥梁工程技术领域，更具体地说，它涉及一种高性能混组合钢桥面铺装层结构。

背景技术

作为桥梁行车系的重要组成部分，桥面铺装的好坏直接影响到行车的安全性、舒适性、桥梁耐久性以及视觉观感。与公路路面相比，桥面铺装对粘结层和铺装层的强度、抗变形性、迫从性以及疲劳耐久性等方面的要求更高。由于桥梁设计的特殊性，以及受环境条件的影响，一直以来，钢桥面铺装都是一项工程难题。

现有技术中，公路钢桥面铺装层结构，主要有沥青胶结料类，双组分环氧树脂胶结料类，混凝土基质材料类。其中混凝土基质材料类主要是超高性能混凝土组合钢桥面铺装层，该技术最大特点是超高性能混凝成分组成不含粗集料，铺装结构层薄，标准厚度只有45mm，且能与钢桥面板协调变形及共同组合受力，这样可将钢桥面板设计厚度减薄2mm。但超高性能混凝市场价高达33000元/m³，按面积1500元/m²。

现有技术中的钢桥面铺装结构中施作超高性能混凝土层的过程中，浇筑的超高性能混凝土的成本高，且需要在钢桥面铺装层铺装现场就地蒸汽养生，施作工序复杂，因此，亟需研发低成本的组合钢桥面铺装层材料及钢桥面铺装层结构的新结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能混组合钢桥面铺装层结构及其施工方法，能够保证该高性能混组合钢桥面铺装层结构在具备高耐久性、高工作性和高体积稳定性的效果的同时，还能够降低钢桥铺装层结构的成本，且使得该钢桥铺装层结构的铺装施工工艺简单。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高性能混组合钢桥面铺装层结构，包括分节段预制的现场拼装并焊接成整体的钢桥箱梁面板，所述钢桥箱梁面板顶面铺装有高性能混凝土层，所述高性能混凝土层的厚度为80mm；所述高性能混凝土层顶面铺装有沥青混凝土路面层；所述钢桥箱梁面板顶面布设有位于高性能混凝土层内的钢筋网；所述钢桥箱梁面板顶面设有剪力钉，所述剪力钉按梅花形等间距布置，且剪力钉与剪力钉之间的间距为300mm。

通过采用上述技术方案，在铺装高性能混合组合钢桥铺装层结构的过程中，通过高性能混凝土层，能够保证钢桥铺装层具备高耐久性、高工作性和高体积稳定性的效果；同时，通过高性能混凝土层，减少了钢桥铺装层结构的成本，且铺装的施工工艺简单；通过钢筋网，便于高性能混凝土层的铺装；同时，通过钢筋网，使得保障铺装于钢桥箱梁面板顶面的高性能混凝土层结构的稳定性；通过剪力钉，便于钢桥箱梁面板、钢筋网及高性能混凝土之间的连接；通过钢桥箱梁面板、高性能混凝土层和铺装于高性能混凝土层顶面的沥青混凝土路面层，便于构成高性能混组合钢桥面铺装层结构，从而使得该高性能混组合钢桥面铺装层结构在具备高耐久性、高工作性和高体积稳定性的效果的同时，还降低了钢桥铺装层结构的成本，且使得该钢桥铺装层结构的铺装施工工艺简单。

本发明进一步设置为：所述钢筋网由顺桥向纵向布置于钢桥箱梁面板顶面的顺桥纵向钢筋和布置于顺桥纵向钢筋顶面的顺桥横向钢筋构成，所述顺桥纵向钢筋和顺桥横向钢筋的直径为10mm；所述顺桥纵向钢筋为等间距布置，且顺桥纵向钢筋之间的间距为100mm；所述顺桥横向钢筋为等间距布置，且顺桥横向钢筋之间的间距为100mm。

通过采用上述技术方案，通过等间距布置且间距为100mm的顺桥纵向钢筋和顺桥横向钢筋，便于构成钢筋网，从而便于钢桥箱梁面板顶面高性能混凝土层的浇筑；同时，通过顺桥纵向钢筋和顺桥横向钢筋，利于浇筑高性能混凝土形成的高性能混凝土层结构的稳定性。

本发明进一步设置为：所述顺桥纵向钢筋与顺桥横向钢筋的每个节点通过24号0.55mm铅丝绑扎牢固形成长和宽为100mm的钢筋网片。

通过采用上述技术方案，通过24号0.55mm铅丝，便于将顺桥纵向钢筋与顺桥横向钢筋的每个节点进行牢固绑扎，从而使得顺桥纵向钢筋与顺桥横向钢筋形成钢筋网片。

本发明进一步设置为：所述顺桥纵向钢筋底面设有多个混凝土垫块，所述混凝土垫块的长、宽和高均为30mm；所述多个混凝土垫块按梅花状分布，且所述混凝土垫块之间的间距为600mm。

通过采用上述技术方案，通过按梅花状分布的混凝土垫块，利于顺桥纵向钢筋和顺桥横向钢筋位置的固定；同时，通过混凝土垫块，便于防止顺桥纵向钢筋和顺桥横向钢筋生锈，从而实现高性能混凝土层结构的耐久性。

本发明进一步设置为：所述顺桥纵向钢筋和顺桥横向钢筋在高性能混凝土层高度方向的中间。

通过采用上述技术方案，顺桥纵向钢筋和顺桥横向钢筋在高性能混凝土层高度方向的中间，利于保障顺桥纵向钢筋和顺桥横向钢筋与高性能混凝土层之间的结合力，从而便于保障高性能混凝土层的结构的稳定性。

一种高性能混组合钢桥面铺装层结构的施工方法，具体包括以下步骤：

1)钢桥箱梁面板拼装，桥位现场拼装钢桥箱梁面板，并焊接接缝处，然后对拼接焊缝处在工厂未焊接于钢桥箱梁面板顶面上的剪力钉进行现场焊接，并现场除锈、喷涂防锈漆进行防锈处理，然后检查钢桥箱梁面板剪力钉焊接、钢桥箱梁面板与剪力钉的防锈层；

2)绑扎布设钢筋网，在钢桥箱梁面板顶面按100mm的等间距布置顺桥向纵向的直径为10mm的顺桥纵向钢筋，然后在钢桥箱梁面板顶面顺桥纵向钢筋的顶面，按100mm的等间距布置顺桥向横向的直径为10mm的顺桥横向钢筋，并在顺桥纵向钢筋和顺桥横向钢筋的每个节点上，采用直径为0.55mm的24号铅丝将顺桥纵向钢筋和顺桥横向钢筋绑扎牢固，形成100×100mm的钢筋网片；

3)支垫混凝土垫块，在顺桥纵向钢筋的底面按梅花分布支垫混凝土垫块，且混凝土垫块的长、宽和高均为30mm，混凝土垫块之间的间距为600mm；

4)清洁钢桥箱梁面板顶面，采用空压机胶管风嘴将钢桥箱梁面板顶面吹干净；

5)浇注高性能混凝土，在钢桥箱梁面板顶面浇注在拌和站集中拌和好的高性能混凝土作为钢桥箱梁面板顶面铺装结构中的高性能混凝土层，其中，高性能混凝土中的集料采用质地坚硬的玄武岩，并在高性能混凝土中掺加玄武岩纤维，且步骤3)中绑扎布设于钢桥箱梁面板顶面的钢筋网位于高性能混凝土层内；

6)铺装沥青混凝土路面，在步骤5)中浇注的高性能混凝土浇注初凝后且养生期满后，对高性能混凝土层的顶面进行粗糙处置，并喷洒粘结沥青，施作沥青混凝土路面铺装。

本发明进一步设置为：步骤5)中浇注高性能混凝土铺装成的高性能混凝土层的厚度为80mm。

本发明进一步设置为：步骤1)中所述的钢桥箱梁面板在工厂分节段预制，所述剪力钉在工厂焊接于钢桥箱梁面板顶面，且所述剪力钉和钢桥箱梁面板均在工厂喷涂防锈漆进行防锈处理；所述剪力钉等间距按梅花形布置，且剪力钉的标准间距为300mm×300mm。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过高性能混凝土层，能够保证钢桥铺装层具备高耐久性、高工作性和高体积稳定性的效果；同时，通过高性能混凝土层，减少了钢桥铺装层结构的成本，且铺装的施工工艺简单；通过钢筋网，便于高性能混凝土层的铺装；同时，通过钢筋网，使得保障铺装于钢桥箱梁面板顶面的高性能混凝土层结构的稳定性；通过剪力钉，便于钢桥箱梁面板、钢筋网及高性能混凝土之间的连接；通过钢桥箱梁面板、高性能混凝土层和铺装于高性能混凝土层顶面的沥青混凝土路面层，便于构成高性能混组合钢桥面铺装层结构，从而使得该高性能混组合钢桥面铺装层结构在具备高耐久性、高工作性和高体积稳定性的效果的同时，还降低了钢桥铺装层结构的成本，且该钢桥铺装层结构的铺装施工工艺简单，不需在钢桥面铺装层铺装现场就地蒸汽养生，施工经济成本低。

附图说明

图1是本发明实施例1中的结构示意图；

图2是本发明实施例1中钢筋网及剪力钉的连接结构示意图；

图3是本发明实施例1中钢筋网及混凝土垫块的结构示意图；

图4是本发明实施例2中的施工流程图。

图中：1、钢桥箱梁面板；2、高性能混凝土层；3、沥青混凝土路面层；4、钢筋网；5、剪力钉；6、顺桥纵向钢筋；7、顺桥横向钢筋；8、铅丝；9、混凝土垫块。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种高性能混组合钢桥面铺装层结构，如图1、图2和图3所示，包括分节段预制的现场拼装并焊接成整体的钢桥箱梁面板1，钢桥箱梁面板1顶面铺装有高性能混凝土层2，高性能混凝土层2的厚度为80mm。高性能混凝土层2顶面铺装有沥青混凝土路面层3。钢桥箱梁面板1顶面固定布置有位于高性能混凝土层2内的钢筋网4。钢桥箱梁面板1顶面固定焊接有剪力钉5，剪力钉5按梅花形等间距布置，且剪力钉5与剪力钉5之间的间距为300mm。

在本实施例中，钢桥箱梁面板1分节段在工厂预制，桥位现场拼装并焊接成整体。剪力钉5在工厂焊接于钢桥箱梁面板1顶面，且剪力钉5与钢桥钢箱梁均在工厂喷涂防锈漆进行防锈处理。剪力钉5为工业产品，其技术标准按照《电弧螺柱焊用元柱头焊钉》(GB/T10433-2002)进行。对桥位现场拼装并焊接的接缝处，工厂未焊接上的剪力钉5在现场进行焊接。对工厂未做喷涂防锈的钢箱梁拼接接焊缝处、现场焊接上的剪力钉5，进行现场喷涂防锈漆做防锈处理。在检查钢桥箱梁面板剪力钉5焊接、钢桥箱梁面板与剪力钉5的防锈层合格后，然后进行高性能混合组合钢桥铺装层结构的铺装施工工序。在钢桥箱梁面板1顶面布设钢筋网4时，事先采用空压机胶管风嘴将钢桥箱梁面板顶面吹干净。

在施作高性能混凝土层2过程中，浇注于钢桥箱梁面板1顶面的高性能混凝土中的集料采用质地坚硬的高性能玄武岩作为掺料。高性能玄武岩纤维混凝土技术标准符合《玄武岩纤维符合筋及玄武岩纤维混凝土设计与施工规范》(DB22/T 2797 2017)要求。浇注的高性能混凝土在拌和站集中拌和，运输罐车运输，混凝土泵车泵送至钢桥箱梁面板1顶面，然后通过人工进行摊铺、振捣和抹面，且严格控制高性能混凝土的顶面高度和平整度。浇注的高性能混凝土初凝后，进行覆盖洒水养生，养生期7天。养生期满后，对高性能混凝土顶面进行粗糙处置，然后喷洒粘结沥青，铺装沥青混凝土路面层3。沥青混凝土混合料集中拌和，并通过保温运输车运输，然后采用摊铺机摊铺，采用压路机碾压成型。当沥青混凝土路面的沥青混合料表面温度降至50℃时，即可开放交通。

通过高性能混凝土层2，能够保证钢桥铺装层具备高耐久性、高工作性和高体积稳定性的效果。同时，通过高性能混凝土层2，减少了钢桥铺装层结构的成本，且铺装的施工工艺简单。通过钢筋网4，便于高性能混凝土层2的铺装。同时，通过钢筋网4，使得保障铺装于钢桥箱梁面板1顶面的高性能混凝土层2结构的稳定性。通过剪力钉5，便于钢桥箱梁面板1、钢筋网4及高性能混凝土之间的连接。通过钢桥箱梁面板1、高性能混凝土层2和铺装于高性能混凝土层2顶面的沥青混凝土路面层3，便于构成高性能混组合钢桥面铺装层结构，从而使得该高性能混组合钢桥面铺装层结构在具备高耐久性、高工作性和高体积稳定性的效果的同时，还降低了钢桥铺装层结构的成本，且使得该钢桥铺装层结构的铺装施工工艺简单。

钢筋网4由顺桥向纵向布置于钢桥箱梁面板1顶面的顺桥纵向钢筋6和布置于顺桥纵向钢筋6顶面的顺桥横向钢筋7构成，顺桥纵向钢筋6和顺桥横向钢筋7的直径为10mm。顺桥纵向钢筋6为等间距布置，且顺桥纵向钢筋6之间的间距为100mm。顺桥横向钢筋7为等间距布置，且顺桥横向钢筋7之间的间距为100mm。

在本实施例中，通过等间距布置且间距为100mm的顺桥纵向钢筋6和顺桥横向钢筋7，便于构成钢筋网4，从而便于钢桥箱梁面板1顶面高性能混凝土层2的浇筑。同时，通过顺桥纵向钢筋6和顺桥横向钢筋7，利于浇筑高性能混凝土形成的高性能混凝土层2结构的稳定性。

顺桥纵向钢筋6与顺桥横向钢筋7的每个节点通过24号0.55mm铅丝8绑扎牢固形成长和宽为100mm的钢筋网4片。

在本实施例中，通过24号0.55mm铅丝8，便于将顺桥纵向钢筋6与顺桥横向钢筋7的每个节点进行牢固绑扎，从而使得顺桥纵向钢筋6与顺桥横向钢筋7形成钢筋网4片。

顺桥纵向钢筋6底面固定有多个混凝土垫块9，混凝土垫块9的长、宽和高均为30mm。多个混凝土垫块9按梅花状分布，且混凝土垫块9之间的间距为600mm。

在本实施例中，通过按梅花状分布的混凝土垫块9，便于顺桥纵向钢筋6和顺桥横向钢筋7位置的固定。同时，通过混凝土垫块9，便于防止顺桥纵向钢筋6和顺桥横向钢筋7生锈，从而实现高性能混凝土层2结构的耐久性。

顺桥纵向钢筋6和顺桥横向钢筋7在高性能混凝土层2高度方向的中间。

在本实施例中，顺桥纵向钢筋6和顺桥横向钢筋7在高性能混凝土层2高度方向的中间，利于保障顺桥纵向钢筋6和顺桥横向钢筋7与高性能混凝土层2之间的结合力，从而便于保障高性能混凝土层2的结构的稳定性。

实施例2：一种高性能混组合钢桥面铺装层结构的施工方法，如图4所示，具体包括以下步骤：

1)钢桥箱梁面板1拼装，桥位现场拼装钢桥箱梁面板1，并焊接接缝处，然后对拼接焊缝处在工厂未焊接于钢桥箱梁面板1顶面上的剪力钉5进行现场焊接，并现场除锈、喷涂防锈漆进行防锈处理，然后检查钢桥箱梁面板1桥面板剪力钉5焊接、钢箱桥梁面板与剪力钉5的防锈层。

2)绑扎布设钢筋网4，在钢桥箱梁面板1顶面按100mm的等间距布置顺桥向纵向的直径为10mm的顺桥纵向钢筋6，然后在钢桥箱梁面板1顶面顺桥纵向钢筋6的顶面，按100mm的等间距布置顺桥向横向的直径为10mm的顺桥横向钢筋7，并在顺桥纵向钢筋6和顺桥横向钢筋7的每个节点上，采用直径为0.55mm的24号铅丝8将顺桥纵向钢筋6和顺桥横向钢筋7绑扎牢固，形成100×100mm的钢筋网4片。

3)支垫混凝土垫块9，在顺桥纵向钢筋6的底面按梅花分布支垫混凝土垫块9，且混凝土垫块9的长、宽和高均为30mm，混凝土垫块9之间的间距为600mm。

4)清洁钢桥箱梁面板1顶面，采用空压机胶管风嘴将钢桥箱梁面板1顶面吹干净。

5)浇注高性能混凝土，在钢桥箱梁面板1顶面浇注在拌和站集中拌和好的高性能混凝土作为钢桥箱梁面板1顶面铺装结构中的高性能混凝土层2，其中，高性能混凝土中的集料采用质地坚硬的玄武岩，并在高性能混凝土中掺加玄武岩纤维，且步骤3)中绑扎布设于钢桥箱梁面板1顶面的钢筋网4位于高性能混凝土层2内。

6)铺装沥青混凝土路面，在步骤5)中浇注的高性能混凝土浇注初凝后且养生期满后，对高性能混凝土层2的顶面进行粗糙处置，并喷洒粘结沥青，施作沥青混凝土路面铺装。

步骤5)中浇注高性能混凝土铺装成的高性能混凝土层2的厚度为80mm。

步骤1)中的钢桥箱梁面板1在工厂分节段预制，剪力钉5在工厂焊接于钢桥箱梁面板1顶面，且剪力钉5和钢桥箱梁面板1均在工厂喷涂防锈漆进行防锈处理。剪力钉5等间距按梅花形布置，且剪力钉5的标准间距为300mm×300mm。

工作原理：在铺装高性能混合组合钢桥铺装层结构的过程中，通过高性能混凝土层2，能够保证钢桥铺装层具备高耐久性、高工作性和高体积稳定性的效果。同时，通过高性能混凝土层2，减少了钢桥铺装层结构的成本，且铺装的施工工艺简单。通过钢筋网4，便于高性能混凝土层2的铺装。同时，通过钢筋网4，使得保障铺装于钢桥箱梁面板1顶面的高性能混凝土层2结构的稳定性。通过剪力钉5，便于钢桥箱梁面板1、钢筋网4及高性能混凝土之间的连接。通过钢桥箱梁面板1、高性能混凝土层2和铺装于高性能混凝土层2顶面的沥青混凝土路面层3，便于构成高性能混组合钢桥面铺装层结构，从而使得该高性能混组合钢桥面铺装层结构在具备高耐久性、高工作性和高体积稳定性的效果的同时，还降低了钢桥铺装层结构的成本，且该钢桥铺装层结构的铺装施工工艺简单，不需在钢桥面铺装层铺装现场就地蒸汽养生，施工经济成本低。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。