基于高韌性輕集料混凝土鋼箱梁橋面鋪裝研究與應(yīng)用.pdf

1、鋼箱梁橋具有自重輕、經(jīng)濟(jì)、架設(shè)方便、跨越能力大等優(yōu)點(diǎn)，在城市立交橋、大型跨江海橋梁工程中應(yīng)用廣泛。橋面鋪裝層材料的設(shè)計(jì)是鋼箱梁橋建設(shè)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。鋼箱梁橋面在荷載作用下，彈性變形大、頻率高，要求鋪裝層材料具有高強(qiáng)、高韌性和抗疲勞性；同時(shí)，大跨徑鋼箱梁橋都為交通樞紐，具有交通流量大、坡度大、荷載密集和噪聲集中等特點(diǎn)，對橋面的抗滑、耐磨與降噪性能提出了較高的要求。 本文在深入分析了鋼橋面鋪裝特點(diǎn)、功能要求、破壞形態(tài)及原因，以

2、及鋼箱梁橋跨徑對鋪裝層的影響，提出了新型鋼橋面鋪裝材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案：a）以“剪力件+鋼筋網(wǎng)+高強(qiáng)高韌性輕集料混凝土”為下面層，以防滑、降噪多功能瀝青混凝土為上面層基于材料梯度設(shè)計(jì)的新型鋼箱梁橋面鋪裝技術(shù)；b）以“剪力件+鋼筋網(wǎng)+高強(qiáng)高韌性輕集料混凝土”為鋪裝層，以防滑、降噪、耐磨多功能玄武巖混凝土進(jìn)行表面粗糙化處理的防滑、降噪、耐磨新型鋼箱梁橋面鋪裝技術(shù)。研究了輕集料混凝土的破壞原理，在混凝土破壞過程中，由于輕集料表面有一層堅(jiān)硬、存在

3、微裂紋或缺陷的殼，而內(nèi)部多孔，相比普通巖石集料，輕集料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力低，是輕集料混凝土的薄弱環(huán)節(jié)。針對這一問題，開發(fā)出由集料增韌與混凝土復(fù)合增韌的混凝土改性技術(shù)。用具有能對輕集料孔縫滲透的聚合物乳液進(jìn)行增韌處理，聚合物在孔中破乳成膜，吸收應(yīng)力、阻止裂紋擴(kuò)展；同時(shí)采用聚合物與纖維對輕集料混凝土進(jìn)行復(fù)合增韌的方法，使混凝土韌性大幅度提高。研究了纖維種類、摻量、聚合物對輕質(zhì)混凝土工作性能、容重、強(qiáng)度、韌性、應(yīng)力應(yīng)變、抗?jié)B及干縮性能影響規(guī)律

4、，制備出與鋼箱梁橋面板協(xié)同變形的抗壓強(qiáng)度為50～70MPa，抗折強(qiáng)度大于7.0MPa，韌性指數(shù)η30大于28，90d干縮率小于2.8×10—4，抗?jié)B等級達(dá)大于P18，抗凍等級大于F300，疲勞荷載壽命大于300萬次的高強(qiáng)、高韌、高耐久輕集料混凝土，并在漢蔡高速公路鋼箱梁橋上首次實(shí)現(xiàn)了輕集料混凝土水平距離大于300M的超長泵送施工。研究了玄武巖裸石混凝土粗糙化鋪裝面層對鋼箱梁橋面抗滑、耐磨、降噪性能的影響規(guī)律，對比當(dāng)前通用的鋼箱梁橋面鋪裝

5、方法。通過試驗(yàn)確定具有高強(qiáng)、高韌、高耐久的玄武巖裸石混凝土配合比，該配合比綜合考慮玄武巖裸石混凝土抗壓抗折強(qiáng)度，流動(dòng)度，收縮率，耐磨性等因素。提出了一套具有抗滑、耐磨、降噪功能的橋面面層施工方案。該方案研究成果先后在中環(huán)線西環(huán)段立交橋、漢蔡高速公路鋼箱梁立交橋、青鄭高速公路鋼箱梁立交橋的橋面鋪裝工程中得到成功應(yīng)用。采用本方案的鋼橋面鋪裝有效解決了鋼箱梁橋面鋪裝層推移、擁包、開裂等技術(shù)難題，同時(shí)降低了工程造價(jià)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效