基于高韌性輕集料混凝土鋼箱梁橋面鋪裝研究與應用.pdf

1、鋼箱梁橋具有自重輕、經(jīng)濟、架設方便、跨越能力大等優(yōu)點，在城市立交橋、大型跨江海橋梁工程中應用廣泛。橋面鋪裝層材料的設計是鋼箱梁橋建設中的一項關鍵技術。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、高韌性和抗疲勞性；同時，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，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、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構設計方案：a）以“剪力件+鋼筋網(wǎng)+高強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計的新型鋼箱梁橋面鋪裝技術；b）以“剪力件+鋼筋網(wǎng)+高強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。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硬、存在

3、微裂紋或缺陷的殼，而內部多孔，相比普通巖石集料，輕集料抵抗裂紋擴展的能力低，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合增韌的混凝土改性技術。用具有能對輕集料孔縫滲透的聚合物乳液進行增韌處理，聚合物在孔中破乳成膜，吸收應力、阻止裂紋擴展；同時采用聚合物與纖維對輕集料混凝土進行復合增韌的方法，使混凝土韌性大幅度提高。研究了纖維種類、摻量、聚合物對輕質混凝土工作性能、容重、強度、韌性、應力應變、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)同變形的抗壓強度為50～70MPa，抗折強度大于7.0MPa，韌性指數(shù)η30大于28，90d干縮率小于2.8×10—4，抗?jié)B等級達大于P18，抗凍等級大于F300，疲勞荷載壽命大于300萬次的高強、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，對比當前通用的鋼箱梁橋面鋪裝

5、方法。通過試驗確定具有高強、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度，流動度，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、開裂等技術難題，同時降低了工程造價，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效