本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含有早強(qiáng)型超高性能混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

由于鋼筋混凝土具有就地取材、施工簡(jiǎn)便、可模性強(qiáng)、良好的耐久性和耐火性、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，其目前已廣泛應(yīng)用于建筑和橋梁結(jié)構(gòu)。超高性能混凝土具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其使建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨向于大跨化、輕型化，應(yīng)用此類混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可使混凝土層的厚度減少，提高建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。

超高性能混凝土與施工面板存在同步變形，若超高性能混凝土極限拉伸應(yīng)變小，將導(dǎo)致超高性能混凝土過早開裂，影響超高性能混凝土的使用壽命，裂縫會(huì)造成滲水從而使鋼結(jié)構(gòu)銹蝕，影響建筑結(jié)構(gòu)的安全；同時(shí)超高性能混凝土養(yǎng)護(hù)一般均采用高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)，其養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于48小時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，高溫蒸養(yǎng)施工繁瑣，蒸養(yǎng)時(shí)間久，費(fèi)用高，蒸養(yǎng)效果并不理想，因此質(zhì)量難以控制；而對(duì)于交通流量大、封交引起的社會(huì)影響差的橋面結(jié)構(gòu)路段，養(yǎng)護(hù)48小時(shí)將使交通組織難以實(shí)施，而這些路段通常要求在夜間7時(shí)內(nèi)完成維修工作，這給施工人員帶來極大的不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種含有早強(qiáng)型超高性能混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，澆注的混凝土3小時(shí)抗壓強(qiáng)度不低于30mpa，適用于橋面結(jié)構(gòu)的快速維修，施工后3～4小時(shí)即可開放交通，可將施工對(duì)交通的影響降到最低限度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種含有早強(qiáng)型超高性能混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括施工面板和鋼筋混凝體結(jié)構(gòu)本體，所述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體包括鋼筋骨架和澆注于所述鋼筋骨架中的早強(qiáng)型超高性能混凝土，所述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體的上方設(shè)置有磨耗層，所述早強(qiáng)型超高性能混凝土由水泥、細(xì)摻料、骨料、外加劑、纖維和水復(fù)配而成，其具有如下性能：3h抗壓強(qiáng)度不低于30mpa、28d極限抗拉應(yīng)變不低于3000με。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，本發(fā)明所采取的技術(shù)措施還包括：

優(yōu)選地，所述早強(qiáng)型超高性能混凝土還具有如下性能：28d抗彎拉強(qiáng)度不低于20mpa、28d抗折強(qiáng)度不低于30mpa、28d極限抗拉強(qiáng)度不低于8mpa。

優(yōu)選地，所述鋼筋骨架為多層疊加型鋼筋組合結(jié)構(gòu)，包括由縱筋組成的縱筋分布層和由橫筋組成的橫筋分布層，所述縱筋分布層和橫筋分布層交叉呈鋼筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述縱筋分布層位于所述橫筋分布層的下方，所述縱筋和橫筋的直徑相等。

優(yōu)選地，所述縱筋分布層和橫筋分布層的交叉角度為75°～90°。

優(yōu)選地，所述縱筋和橫筋中的一部分為加強(qiáng)筋。

優(yōu)選地，所述施工面板上設(shè)置剪力釘，所述鋼筋骨架與所述施工面板進(jìn)行固定連接，所述剪力釘與所述施工面板進(jìn)行固定連接。

優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體上方的加固區(qū)域表面設(shè)置鋁合金鋼板層，所述鋁合金鋼板層和所述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體之間設(shè)置粘結(jié)劑層。

優(yōu)選地，所述磨耗層的厚度為10～80mm，更優(yōu)選10～30mm；所述鋼筋混凝體結(jié)構(gòu)本體的厚度為80～120mm，更優(yōu)選80～100mm。

優(yōu)選地，所述早強(qiáng)型超高性能混凝土包括原料及其體積百分比為：

其中，所述細(xì)摻料為粉煤灰、磨細(xì)礦渣、沸石粉、硅粉中的至少一種；所述骨料為粗砂、碎石中的至少一種；所述外加劑為減水劑、消泡劑、增稠劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑和減縮劑中的至少一種；所述纖維為聚丙烯纖維、碳纖維、鋼纖維和玻璃纖維中的至少一種。

優(yōu)選地，所述纖維的長(zhǎng)徑比為為30～80。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所述的早強(qiáng)型超高性能混凝土解決了目前現(xiàn)有技術(shù)中的超高性能混凝土高溫蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)的問題,其3小時(shí)抗壓強(qiáng)度不低于30mpa，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，尤其適用于橋面結(jié)構(gòu)的快速維修，施工后3～4小時(shí)即可開放交通，可將施工對(duì)交通的影響降到最低限度；

本發(fā)明所述的早強(qiáng)型超高性能混凝土對(duì)極限拉伸應(yīng)變提出明確要求，28天極限抗拉應(yīng)變不低于3000με，此極限抗拉應(yīng)變大于鋼筋、鋼板的屈服應(yīng)變，因此早強(qiáng)型超高性能混凝土延展性能好，不易開裂，并且超高性能混凝土與施工面板能夠協(xié)調(diào)變形，改善結(jié)構(gòu)受力性能；

采用本發(fā)明所述的含有早強(qiáng)型超高性能混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來鋪裝橋面，解決了常規(guī)鋼橋面瀝青鋪裝易損壞的問題；同時(shí)本發(fā)明所述的鋼筋骨架為鋼筋網(wǎng)抗剪構(gòu)造，施工面板與早強(qiáng)型超高性能混凝土層的結(jié)合面具有可靠的抗剪連接，能夠大幅度降低車載作用下施工面板結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力幅，延長(zhǎng)其抗疲勞壽命，提高其耐久性；還設(shè)置鋼板層以用于加固，提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力性能和耐久性能，同時(shí)保證較好的延性，且其不需開槽、操作簡(jiǎn)單。

附圖說明

圖1為含有早強(qiáng)型超高性能混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的示意圖(橫截面圖)；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中含有早強(qiáng)型超高性能混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)俯視方向的局部透視圖；

圖3為28天早強(qiáng)型超高性能混凝土的軸拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖；

圖中的附圖標(biāo)記為：

1、施工面板；2、鋼筋混凝體結(jié)構(gòu)本體；3、磨耗層；4、橫筋；5、縱筋；6、剪力釘；7、鋼板層；8、粘結(jié)劑層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例為早強(qiáng)型超高性能混凝土的制備。

所述早強(qiáng)型超高性能混凝土包括原料及其體積百分比為：

其中，鋼纖維的長(zhǎng)徑比為50，將上述原料混合均勻即可得早強(qiáng)型超高性能混凝土。

實(shí)施例2

本實(shí)施例為實(shí)施1制備的早強(qiáng)型超高性能混凝土的性能檢測(cè)結(jié)果。

抗拉彎強(qiáng)度采用gb/t31387規(guī)定的測(cè)試方法，抗折強(qiáng)度采用gb/t17671規(guī)定的測(cè)試方法，抗壓強(qiáng)度分別采用gb/t17671和gb/t31387規(guī)定的測(cè)試方法，極限抗拉強(qiáng)度和極限抗拉應(yīng)變委托上海市建筑科學(xué)研究院進(jìn)行檢測(cè)，其試驗(yàn)方法均按照cecs13的規(guī)定。

如圖3所示，上海市建筑科學(xué)研究院的檢測(cè)結(jié)果顯示28d極限抗拉強(qiáng)度為11.9mpa，28d極限抗拉應(yīng)變?yōu)?.35％(即3500με)。

本發(fā)明所述的早強(qiáng)型超高性能混凝土的性能檢測(cè)結(jié)果如下表所示：

上述早強(qiáng)型超高性能混凝土的優(yōu)異性能使得其養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，尤其適用于橋面結(jié)構(gòu)的快速維修。

實(shí)施例3

本實(shí)施例為一種含有實(shí)施例1所述的早強(qiáng)型超高性能混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，其包括施工面板1和鋼筋混凝體結(jié)構(gòu)本體2，所述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體2包括鋼筋骨架和澆注于所述鋼筋骨架中的早強(qiáng)型超高性能混凝土，所述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體2的上方設(shè)置有磨耗層3；所述鋼筋骨架為多層疊加型鋼筋組合結(jié)構(gòu)，其包括由縱筋5組成的縱筋分布層和由橫筋4組成的橫筋分布層，所述縱筋分布層和橫筋分布層交叉呈鋼筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述縱筋分布層位于所述橫筋分布層的下方，所述縱筋5和橫筋4的直徑相等，上述多層疊加型鋼筋組合結(jié)構(gòu)，所述施工面板1上設(shè)置剪力釘6，所述鋼筋骨架與所述施工面板1進(jìn)行固定連接，所述剪力釘6與所述施工面板1進(jìn)行固定連接。

上述的多層疊加型鋼筋組合結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗剪性能，通過焊接鋼筋網(wǎng)抗剪構(gòu)造為早強(qiáng)型超高性能混凝土層與施工面板之間提供抗剪連接，其構(gòu)造高度小、抗剪強(qiáng)度大，是一種穩(wěn)定可靠的抗剪構(gòu)造方式。通過同時(shí)設(shè)置焊接鋼筋網(wǎng)和剪力釘，早強(qiáng)型超高性能混凝土與施工面板形成共同受力的整體式組合橋面結(jié)構(gòu)，這將顯著降低反復(fù)車載作用下施工面板結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力幅，提高其抗疲勞壽命。

實(shí)施例4

本實(shí)施例為在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上的設(shè)置鋼板加固層的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，所述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體2上方的加固區(qū)域表面設(shè)置鋼板層7，優(yōu)選在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體2上方的兩側(cè)設(shè)置鋼板層7，所述鋼板層7和所述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體2之間設(shè)置粘結(jié)劑層8，采用鋼板層作為進(jìn)一步的加固措施，能夠明顯提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂彎矩，增大結(jié)構(gòu)的負(fù)載能力和延性抗震能力，能夠抑制裂縫的發(fā)展速度，顯著減小裂縫寬度，有效提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

實(shí)施例5

本實(shí)施例為實(shí)施例3所述的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的橋面結(jié)構(gòu)的施工過程。

本實(shí)施例中施工面板為鋼橋面板層，其含有早強(qiáng)型超高性能混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的橋面結(jié)構(gòu)的施工步驟如下：

(1)架設(shè)鋼梁：按照常規(guī)鋼橋橋梁施工方法依次進(jìn)行鋼梁的預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼接工序，直至完成鋼梁架設(shè)得到鋼橋面板層；

(2)施工焊接鋼筋網(wǎng)：對(duì)已架設(shè)的鋼橋面板層進(jìn)行噴砂除銹，然后將剪力釘焊接在鋼橋面板層上，所述剪力釘采用矩陣式排列；接著將縱向鋼筋沿橋梁縱向焊接在鋼橋面板層上形成縱筋分布層；再將橫向鋼筋沿橋梁橫向焊接在縱向鋼筋上形成橫筋分布層；

(3)澆注早強(qiáng)型超高性能混凝土：在經(jīng)過步驟(2)施工后的鋼橋面板層上澆注早強(qiáng)型超高性能混凝土，并保證所述剪力釘、鋼筋網(wǎng)埋于超高性能混凝土中，早強(qiáng)型超高性能混凝土采用常溫養(yǎng)護(hù)，形成一定厚度的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體；

(4)鋪筑磨耗層：在所述的超高性能混凝土層頂面進(jìn)行糙化處理，并在其上方鋪筑一定厚度的磨耗層，完成早強(qiáng)型超高性能混凝土-鋼組合橋面結(jié)構(gòu)的施工。

如若需要增設(shè)鋼板增強(qiáng)層，需增設(shè)以下步驟：在步驟3之后,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體上方的加固區(qū)域表面打磨清理平整；將粘結(jié)劑涂抹在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體的加固區(qū)域表面及鋼板表面，將鋼板粘貼在所述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本體的加固區(qū)域表面，然后實(shí)施步驟4，使得鋼板層埋于磨耗層內(nèi)。

由上述實(shí)施例可知，本發(fā)明所述的早強(qiáng)型超高性能混凝土延展性能好，不易開裂，其與施工面板能夠協(xié)調(diào)變形，改善結(jié)構(gòu)受力性能；本發(fā)明所述的鋼筋骨架采用鋼筋網(wǎng)抗剪構(gòu)造，大幅度降低車載作用下施工面板結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力幅，延長(zhǎng)其抗疲勞壽命，提高其耐久性；含有早強(qiáng)型超高性能混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，適用于橋面結(jié)構(gòu)的快速維修，將施工對(duì)交通的影響降到最低限度。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。