CN110184951A - 具有横桥向加固条的组合桥面结构及加固施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有横桥向加固条的组合桥面结构及加固施工方法，该桥面结构，包括已有大量疲劳裂纹的钢桥面板和铺设于所述钢桥面板上方的超高性能混凝土层，在钢桥面板的顶面并列间隔粘接有多根沿横桥向的加固条，所述加固条由碳纤维增强复合材料制成。采用本申请的组合桥面结构及加固施工方法，无需对钢桥面顶板的已有裂缝进行修补，可有效避免超高性能混凝土层底面横桥向拉应力过大的问题，解决了现有钢桥面出现大量疲劳裂纹难以修复、铺装层频繁破坏屡修屡坏的顽疾，再者，加固条具有自重轻、强度高、耐疲劳性能优异以及耐疲劳寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁结构技术领域，具体涉及一种具有横桥向加固条的组合桥面结构及加固的施工方法。
背景技术
正交异性钢桥面系疲劳开裂及桥面铺装层易损是桥梁工程界两大难题，国内外研究人员做了大量的研究，如文献(正交异性钢板-薄层RPC组合桥面基本性能研究，中国公路学报，邵旭东，曹君辉，易笃韬等)以及公告号为CN106638306A的中国专利均公开了一种钢-UHPC(超高性能混凝土)轻型组合桥面板结构，如图1所示，能够提高钢桥面局部刚度40倍以上、降低钢桥面应力水平30-80％，可一定程度解决桥面系疲劳开裂难题。再有，武汉君山大桥采用了一种无需修补已有裂纹的钢-超高韧性混凝土轻型组合桥面结构加固技术，即采用沿钢桥面横桥向间隔布设钢条板的方法强化超高性能混凝土层底面横向抗拉，提高其抗裂强度。该技术可让钢桥面处于带裂缝工作状态，超高性能混凝土底面加钢板条可大幅提高超高性能混凝土的静力和疲劳抗裂强度，甚至超过“等强度原理”的要求。但是，布置的大量钢板条会增加主梁的自重，钢板条厚度达8mm，且在钢板条上进一步种植栓钉连接件，会导致混凝土层厚度的增加，焊接钢板条也会引入残余应力，导致应力集中等。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有横桥向加固条的组合桥面结构及加固施工方法，一方面，使加固条具有自重轻、强度高、耐疲劳性能优异以及耐疲劳寿命长的优点，以便确保桥梁的使用寿命，同时，可以降低超高性能混凝土层底面横桥向拉应力，有效避免由于超高性能混凝土层底面横桥向拉应力过大而导致的超高性能混凝土层开裂；另一方面，可以实现在不修复钢桥面裂纹的情况下对桥梁进行加固。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种具有横桥向加固条的组合桥面结构，包括开裂的钢桥面板和铺设于所述钢桥面板上方的超高性能混凝土层，在钢桥面板的顶面并列间隔粘接有多根沿横桥向的加固条，所述加固条由碳纤维增强复合材料制成。
进一步，所述加固条的厚度为1-3.5mm，宽度为20-80mm。
进一步，所述钢桥面板与超高性能混凝土层之间通过栓钉或胶粘层稳固连接。
进一步，所述超高性能混凝土层和胶粘层中加有环氧树脂自修复微胶囊，在后期运营过程中，环氧树脂自修复微胶囊可对UHPC层及胶粘层中的损伤及微裂纹进行自修复。
进一步，所述超高性能混凝土层中配置有钢筋网抗拉结构，所述钢筋网抗拉构造包括配置于所述超高性能混凝土层中的纵筋分布层和绑扎或点焊于所述纵筋分布层上方的横筋分布层，所述纵筋分布层和所述横筋分布层交叉呈钢筋网状结构，所述纵筋分布层由多根沿顺桥向平行设置的抗拉纵筋组成，所述横筋分布层由多根沿横桥向平行设置的抗拉横筋组成。
进一步，所述超高性能混凝土层由超高性能混凝土浇筑而成，所述超高性能混凝土是指扩展度大于560mm，可自流平，抗压强度大于150MPa，轴向抗拉强度大于8MPa，具有超高强度，高韧性，耐久性好且适用于钢桥面铺装的水泥基复合材料。
进一步，所述钢桥面板为正交异性板，钢桥面板包括顶板、纵肋和横隔板，顶板厚度为12-16mm，纵肋厚度为8-10mm，横隔板厚度为8-12mm；所述胶粘层厚度为1.5-5mm；所述超高性能混凝土层厚度为30-50mm。
一种桥面结构的加固施工方法，包括如下步骤：
S1、去除沥青铺装层：按照常规方法铲除旧的沥青铺装层，对原钢桥面系的顶板进行喷砂除锈，以保证顶板的清洁、干净；
S2、种植栓钉：在钢桥面板上种植栓钉，严格控制好栓钉间距与种植质量；
S3、制备胶粘剂、粘贴加固条：所述胶粘剂按重量份计包括如下组分：基体树脂95-105份、固化剂29-38份、增韧剂18-42份、偶联剂2.5-3.5份、促进剂为4-8份、触变剂为0.5-1.5份以及纳米填料0.04-0.08份；将各组分混合搅拌后采用常规制胶方法制备得到胶粘剂；在钢桥面板上定位好加固条，可对裂纹数量较多的重车道进行加密布设加固条，对裂纹较少部位则可增大布设间距，定好位置之后涂刷胶粘剂，胶粘剂厚度控制在1mm左右，在胶粘剂凝胶前粘好加固条，常温固化24小时；
S4、绑扎钢筋网抗拉结构：待胶粘剂固化后，将抗拉纵筋沿桥梁纵向配置在钢桥面板上形成纵筋分布层；将抗拉横筋沿桥梁横向绑扎或点焊在抗剪纵筋上形成横筋分布层；清除焊渣，纵筋分布层和横筋分布层组成钢筋网抗拉结构；在绑扎钢筋网的过程中，通过放置垫块控制钢筋网与刚桥面板之间的间距；
S5、浇注超高性能混凝土层：钢筋绑扎完后即可浇筑自流平超高性能混凝土，并保证钢筋网包埋于超高性能混凝土中，形成超高性能混凝土层，采用80摄氏度以上蒸汽养护，高温养护超高性能混凝土层的同时，粘接加固条的胶粘剂也可进一步固化；
S6、铺筑磨耗层：在超高性能混凝土层顶面进行糙化处理，并在其上方铺筑磨耗层，完成钢-超高性能混凝土组合桥面结构的施工。
一种桥面结构的加固施工方法，包括如下步骤：
S1、去除沥青铺装层：按照常规方法铲除旧的沥青铺装层，对原钢桥面系的顶板进行喷砂除锈，以保证顶板的清洁、干净；
S2、制备胶粘剂、粘贴加固条：所述胶粘剂按重量份计包括如下组分：基体树脂95-105份、固化剂29-38份、增韧剂18-42份、偶联剂2.5-3.5份、促进剂为4-8份、触变剂为0.5-1.5份以及纳米填料0.04-0.08份；将各组分混合搅拌后采用常规制胶方法制备得到胶粘剂；在钢桥面板上定位好加固条，可对裂纹数量较多的重车道进行加密布设加固条，对裂纹较少部位则可增大布设间距，定好位置之后涂刷胶粘剂，胶粘剂厚度控制在1mm左右，在胶粘剂凝胶前粘好加固条，常温固化24小时；
S3、在钢桥面板上铺设胶粘层：将制备好的胶粘剂涂刷在钢桥面顶板上，厚度控制在2.5mm，在胶粘剂凝胶前，将铝矾石微粒均匀撒布在胶粘层上，常温固化一天；
S4、绑扎钢筋网抗拉结构：待胶粘剂固化后，将抗拉纵筋沿桥梁纵向配置在钢桥面板上形成纵筋分布层；将抗拉横筋沿桥梁横向绑扎或点焊在抗剪纵筋上形成横筋分布层；清除焊渣，纵筋分布层和横筋分布层组成钢筋网抗拉结构；在绑扎钢筋网的过程中，通过放置垫块控制钢筋网与刚桥面板之间的间距；
S5、浇注超高性能混凝土层：钢筋绑扎完后即可浇筑自流平超高性能混凝土，并保证钢筋网包埋于超高性能混凝土中，形成超高性能混凝土层，采用80摄氏度以上蒸汽养护，高温养护超高性能混凝土层的同时，粘接加固条的胶粘剂也可进一步固化；
S6、铺筑磨耗层：在超高性能混凝土层顶面进行糙化处理，并在其上方铺筑磨耗层，完成钢-超高性能混凝土组合桥面结构的施工。
进一步，所述基体树脂按重量份计包括双酚A型环氧树脂59-82份和耐热性树脂19-42份，所述耐热性树脂包括海因环氧树脂、酚醛树脂、多官能度耐热性环氧树脂、脂环族缩水甘油酯型三官能度环氧树脂TDE-85和多官能度耐热性环氧树脂AG-80的一种或多种；所述固化剂按重量份计包括耐热性固化剂17.5-23.5份和柔性固化剂11.5-23.5份，所述耐热性固化剂包括缩胺105、酚醛改性胺和二乙基-四甲基咪唑的一种或多种，所述柔性固化剂包括改进芳香胺、聚醚胺D230和聚酰胺的一种或多种；所述增韧剂按重量份计包括刚性纳米粒子增韧剂9-42份以及柔性橡胶粒子或聚氨酯互穿网络增韧剂9-42份，所述刚性纳米粒子增韧剂包括纳米二氧化硅和纳米橡胶的一种或多种，所述柔性橡胶粒子或聚氨酯互穿网络增韧剂包括丁晴橡胶和聚氨酯的一种或多种；所述纳米填料包括活性氧化铝、碳纳米管和氧化石墨烯的一种或多种。
本发明的有益效果：
1、该组合桥面结构采用钢桥面板横向间隔粘接碳纤维增强复合材料加固条的方法，可有效降低超高性能混凝土底面横桥向拉应力，与焊接钢板条相比，具有自重轻、不引入焊接残余应力、对桥面板无二次损伤、且施工方便的优点。同时首次提出在桥面加固结构中，胶粘剂与超高性能混凝土中加入可自修复环氧树脂微胶囊，实现对疲劳损伤与微裂纹的自行修复，进一步提升加固结构的使用寿命与耐久。
2、加固条具有自重轻、强度高、耐疲劳性能优异以及耐疲劳寿命长的优点，确保了桥梁的使用寿命。
3、可在不修复钢桥面裂纹的情况下，铲除钢桥面原有沥青铺装层，在钢桥面顶板上种植栓钉或铺设胶粘层，再沿钢桥面横桥向间隔布设碳纤维增强复合材料加固条，然后绑扎钢筋网浇筑超高性能混凝土层，形成具有横桥向加固条的组合桥面结构。采用该组合桥面结构可以无需修复钢桥面已有的大量疲劳裂纹，且间隔布设的碳纤维增强复合材料加固条可以降低超高性能混凝土层底面横桥向拉应力，有效避免了由于超高性能混凝土层底面横桥向拉应力过大而导致的超高性能混凝土层开裂的情况。
综上所述，采用本申请的组合桥面结构及加固施工方法，无需对钢桥面顶板的已有裂缝进行修补，可有效避免超高性能混凝土层底面横桥向拉应力过大的问题，解决了现有钢桥面出现大量疲劳裂纹难以修复、铺装层频繁破坏屡修屡坏的顽疾，再者，加固条具有自重轻、强度高、耐疲劳的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为现有技术中带栓钉连接件的钢-超高性能混凝土组合桥面结构示意图；
图2为本发明的一种结构示意图；
图3为本发明的另一种结构示意图；
图4为本发明的采用环氧树脂微胶囊自修复裂纹示意图。
图中标号：1--钢桥面系；2--顶板；3--横隔板；4--纵肋；5--栓钉；6--加固条；7--超高性能混凝土层；8--纵筋；9--横筋；10--磨耗层。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图2-4所示：一种具有横桥向加固条的组合桥面结构，包括钢桥面板和铺设于所述钢桥面板上方的超高性能混凝土层7，在钢桥面板的顶面并列间隔粘接有多根沿横桥向的加固条6，所述加固条由碳纤维增强复合材料制成。具体来说，所述加固条的厚度为1-3.5mm，宽度为20-80mm；所述钢桥面板与超高性能混凝土层之间通过栓钉5或胶粘层稳固连接；所述超高性能混凝土层和胶粘层中加有环氧树脂自修复微胶囊，在后期运营过程中，环氧树脂自修复微胶囊可对UHPC层及胶粘层中的损伤及微裂纹进行自修复；所述超高性能混凝土层中配置有钢筋网抗拉结构，所述钢筋网抗拉构造包括配置于所述超高性能混凝土层中的纵筋分布层和绑扎或点焊于所述纵筋分布层上方的横筋分布层，所述纵筋分布层和所述横筋分布层交叉呈钢筋网状结构，所述纵筋分布层由多根沿顺桥向平行设置的抗拉纵筋8组成，所述横筋分布层由多根沿横桥向平行设置的抗拉横筋9组成；所述超高性能混凝土层由超高性能混凝土浇筑而成，所述超高性能混凝土是指扩展度大于560mm，可自流平，抗压强度大于150MPa，轴向抗拉强度大于8MPa，具有超高强度，高韧性，耐久性好且适用于钢桥面铺装的水泥基复合材料；所述钢桥面板为正交异性板，钢桥面板包括顶板2、纵肋4和横隔板3，顶板厚度为12-16mm，纵肋厚度为8-10mm，横隔板厚度为8-12mm；所述胶粘层厚度为1.5-5mm；所述超高性能混凝土层厚度为30-50mm。
本发明还公开了一种上述桥面结构的加固施工方法，下面以多个实施例具体描述。
实施例1
一种上述桥面结构的施工方法，包括如下步骤：
S1、去除沥青铺装层：按照常规方法铲除旧的沥青铺装层，对原钢桥面系1的顶板2进行喷砂除锈，以保证顶板的清洁、干净；
S2、种植栓钉：在钢桥面板上种植栓钉，严格控制好栓钉间距与种植质量；
S3、制备胶粘剂、粘贴加固条：所述胶粘剂按重量份计包括如下组分：基体树脂95份、固化剂29份、增韧剂18份、偶联剂2.5份、促进剂为4份、触变剂为0.5份以及纳米填料0.04份；所述基体树脂按重量份计包括双酚A型环氧树脂59份和耐热性树脂36份，所述耐热性树脂包括海因环氧树脂、酚醛树脂、多官能度耐热性环氧树脂、脂环族缩水甘油酯型三官能度环氧树脂TDE-85和多官能度耐热性环氧树脂AG-80的一种或多种；所述固化剂按重量份计包括耐热性固化剂17.5份和柔性固化剂11.5份，所述耐热性固化剂包括缩胺105、酚醛改性胺和二乙基-四甲基咪唑的一种或多种，所述柔性固化剂包括改进芳香胺、聚醚胺D230和聚酰胺的一种或多种；所述增韧剂按重量份计包括刚性纳米粒子增韧剂9份以及柔性橡胶粒子或聚氨酯互穿网络增韧剂9份，所述刚性纳米粒子增韧剂包括纳米二氧化硅和纳米橡胶的一种或多种，所述柔性橡胶粒子或聚氨酯互穿网络增韧剂包括丁晴橡胶和聚氨酯的一种或多种；所述纳米填料包括活性氧化铝、碳纳米管和氧化石墨烯的一种或多种。将各组分混合搅拌后采用常规制胶方法制备得到胶粘剂；在钢桥面板上定位好加固条，可对裂纹数量较多的重车道进行加密布设加固条，对裂纹较少部位则可增大布设间距，定好位置之后涂刷胶粘剂，胶粘剂厚度控制在1mm左右，在胶粘剂凝胶前粘好加固条，常温固化24小时；
S4、绑扎钢筋网抗拉结构：待胶粘剂固化后，将抗拉纵筋沿桥梁纵向配置在钢桥面板上形成纵筋分布层；将抗拉横筋沿桥梁横向绑扎或点焊在抗剪纵筋上形成横筋分布层；清除焊渣，纵筋分布层和横筋分布层组成钢筋网抗拉结构；在绑扎钢筋网的过程中，通过放置垫块控制钢筋网与刚桥面板之间的间距；
S5、浇注超高性能混凝土层：钢筋绑扎完后即可浇筑自流平超高性能混凝土，并保证钢筋网包埋于超高性能混凝土中，形成超高性能混凝土层，采用80摄氏度以上蒸汽养护，高温养护超高性能混凝土层的同时，粘接加固条的胶粘剂也可进一步固化；
S6、铺筑磨耗层10：在超高性能混凝土层顶面进行糙化处理，并在其上方铺筑磨耗层，完成钢-超高性能混凝土组合桥面结构的施工。
实施例2
一种上述桥面结构的施工方法，包括如下步骤：
S1、去除沥青铺装层：按照常规方法铲除旧的沥青铺装层，对原钢桥面系1的顶板2进行喷砂除锈，以保证顶板的清洁、干净；
S2、种植栓钉：在钢桥面板上种植栓钉，严格控制好栓钉间距与种植质量；
S3、制备胶粘剂、粘贴加固条：所述胶粘剂按重量份计包括如下组分：基体树脂100份、固化剂35份、增韧剂30份、偶联剂3份、促进剂为6份、触变剂为1份以及纳米填料0.06份；所述基体树脂按重量份计包括双酚A型环氧树脂70份和耐热性树脂30份，所述耐热性树脂包括海因环氧树脂、酚醛树脂、多官能度耐热性环氧树脂、脂环族缩水甘油酯型三官能度环氧树脂TDE-85和多官能度耐热性环氧树脂AG-80的一种或多种；所述固化剂按重量份计包括耐热性固化剂20份和柔性固化剂15份，所述耐热性固化剂包括缩胺105、酚醛改性胺和二乙基-四甲基咪唑的一种或多种，所述柔性固化剂包括改进芳香胺、聚醚胺D230和聚酰胺的一种或多种；所述增韧剂按重量份计包括刚性纳米粒子增韧剂15份以及柔性橡胶粒子或聚氨酯互穿网络增韧剂15份，所述刚性纳米粒子增韧剂包括纳米二氧化硅和纳米橡胶的一种或多种，所述柔性橡胶粒子或聚氨酯互穿网络增韧剂包括丁晴橡胶和聚氨酯的一种或多种；所述纳米填料包括活性氧化铝、碳纳米管和氧化石墨烯的一种或多种。将各组分混合搅拌后采用常规制胶方法制备得到胶粘剂；在钢桥面板上定位好加固条，可对裂纹数量较多的重车道进行加密布设加固条，对裂纹较少部位则可增大布设间距，定好位置之后涂刷胶粘剂，胶粘剂厚度控制在1mm左右，在胶粘剂凝胶前粘好加固条，常温固化24小时；
S4、绑扎钢筋网抗拉结构：待胶粘剂固化后，将抗拉纵筋沿桥梁纵向配置在钢桥面板上形成纵筋分布层；将抗拉横筋沿桥梁横向绑扎或点焊在抗剪纵筋上形成横筋分布层；清除焊渣，纵筋分布层和横筋分布层组成钢筋网抗拉结构；在绑扎钢筋网的过程中，通过放置垫块控制钢筋网与刚桥面板之间的间距；
S5、浇注超高性能混凝土层：钢筋绑扎完后即可浇筑自流平超高性能混凝土，并保证钢筋网包埋于超高性能混凝土中，形成超高性能混凝土层，采用80摄氏度以上蒸汽养护，高温养护超高性能混凝土层的同时，粘接加固条的胶粘剂也可进一步固化；
S6、铺筑磨耗层：在超高性能混凝土层顶面进行糙化处理，并在其上方铺筑磨耗层，完成钢-超高性能混凝土组合桥面结构的施工。
实施例3
一种上述桥面结构的施工方法，包括如下步骤：
S1、去除沥青铺装层：按照常规方法铲除旧的沥青铺装层，对原钢桥面系1的顶板进行喷砂除锈，以保证顶板的清洁、干净；
S2、制备胶粘剂、粘贴加固条：所述胶粘剂按重量份计包括如下组分：基体树脂105份、固化剂38份、增韧剂42份、偶联剂3.5份、促进剂为8份、触变剂为1.5份以及纳米填料0.08份；所述基体树脂按重量份计包括双酚A型环氧树脂74份和耐热性树脂31份，所述耐热性树脂包括海因环氧树脂、酚醛树脂、多官能度耐热性环氧树脂、脂环族缩水甘油酯型三官能度环氧树脂TDE-85和多官能度耐热性环氧树脂AG-80的一种或多种；所述固化剂按重量份计包括耐热性固化剂23.5份和柔性固化剂14.5份，所述耐热性固化剂包括缩胺105、酚醛改性胺和二乙基-四甲基咪唑的一种或多种，所述柔性固化剂包括改进芳香胺、聚醚胺D230和聚酰胺的一种或多种；所述增韧剂按重量份计包括刚性纳米粒子增韧剂30份以及柔性橡胶粒子或聚氨酯互穿网络增韧剂12份，所述刚性纳米粒子增韧剂包括纳米二氧化硅和纳米橡胶的一种或多种，所述柔性橡胶粒子或聚氨酯互穿网络增韧剂包括丁晴橡胶和聚氨酯的一种或多种；所述纳米填料包括活性氧化铝、碳纳米管和氧化石墨烯的一种或多种。将各组分混合搅拌后采用常规制胶方法制备得到胶粘剂；在钢桥面板上定位好加固条，可对裂纹数量较多的重车道进行加密布设加固条，对裂纹较少部位则可增大布设间距，定好位置之后涂刷胶粘剂，胶粘剂厚度控制在1mm左右，在胶粘剂凝胶前粘好加固条，常温固化24小时；
S3、在钢桥面板上铺设胶粘层：将制备好的胶粘剂涂刷在钢桥面顶板上，厚度控制在2.5mm，在胶粘剂凝胶前，将铝矾石微粒均匀撒布在胶粘层上，常温固化一天；
S4、绑扎钢筋网抗拉结构：待胶粘剂固化后，将抗拉纵筋沿桥梁纵向配置在钢桥面板上形成纵筋分布层；将抗拉横筋沿桥梁横向绑扎或点焊在抗剪纵筋上形成横筋分布层；清除焊渣，纵筋分布层和横筋分布层组成钢筋网抗拉结构；在绑扎钢筋网的过程中，通过放置垫块控制钢筋网与刚桥面板之间的间距；
S5、浇注超高性能混凝土层：钢筋绑扎完后即可浇筑自流平超高性能混凝土，并保证钢筋网包埋于超高性能混凝土中，形成超高性能混凝土层，采用80摄氏度以上蒸汽养护，高温养护超高性能混凝土层的同时，粘接加固条的胶粘剂也可进一步固化；
S6、铺筑磨耗层：在超高性能混凝土层顶面进行糙化处理，并在其上方铺筑磨耗层，完成钢-超高性能混凝土组合桥面结构的施工。
上述实施例各组分的单位“份”根据具体使用状态而来，可以kg或t等重量单位。
采用上述施工方法得到的桥面结构，解决了现有钢桥面出现大量疲劳裂纹难以修复、铺装层频繁破坏屡修屡坏的问题，再者，加固结构具有自重轻、强度高、耐疲劳性能优异以及耐疲劳寿命长的优点。
下面通过试验验证胶粘剂的性能。
胶粘剂配比方案如表1：
表1
正交实验表如表2：
| 编号 | 环氧树脂A | 固化剂种类B | 增韧剂C | 偶联剂D | 固化剂用量E |
| F1 | 100(A1)+0(A2) | B1 | 5(C1) | 1(D1) | 20 |
| F2 | 100(A1)+0(A2) | (2/3)B1+(1/3)B2 | 10(C1) | 3(D1) | 25 |
| F3 | 100(A1)+0(A2) | (2/3)B1+(1/3)B3 | 15(C1) | 5(D1) | 30 |
| F4 | 100(A1)+0(A2) | (2/3)B1+(1/3)B4 | 20(C1) | 7(D1) | 35 |
| F5 | 90(A1)+10(A2) | B1 | 10(C1) | 5(D1) | 35 |
| F6 | 90(A1)+10(A2) | (2/3)B1+(1/3)B2 | 5(C1) | 7(D1) | 30 |
| F7 | 90(A1)+10(A2) | (2/3)B1+(1/3)B3 | 20(C1) | 1(D1) | 25 |
| F8 | 90(A1)+10(A2) | (2/3)B1+(1/3)B4 | 15(C1) | 3(D1) | 20 |
| F9 | 80(A1)+20(A2) | B1 | 15(C1) | 7(D1) | 25 |
| F10 | 80(A1)+20(A2) | (2/3)B1+(1/3)B2 | 5(C1) | 5(D1) | 20 |
| F11 | 80(A1)+20(A2) | (2/3)B1+(1/3)B3 | 20(C1) | 3(D1) | 35 |
| F12 | 80(A1)+20(A2) | (2/3)B1+(1/3)B4 | 10(C1) | 1(D1) | 30 |
| F13 | 70(A1)+30(A2) | B1 | 20(C1) | 3(D1) | 30 |
| F14 | 70(A1)+30(A2) | (2/3)B1+(1/3)B2 | 15(C1) | 1(D1) | 35 |
| F15 | 70(A1)+30(A2) | (2/3)B1+(1/3)B3 | 10(C1) | 7(D1) | 20 |
| F16 | 70(A1)+30(A2) | (2/3)B1+(1/3)B4 | 5(C1) | 5(D1) | 25 |
表2
25℃固化7天测试基本性能如表3：
表3
综合考虑各指标性能，从上述16组配比中选取F11作为基础配方进行优化，优化配方如表4：
表4
优化方案基本性能如表5：
表5
上述各表格中：A1为双酚A环氧树脂；A2为海因环氧树脂；A3为酚醛树脂；A4为多官能度耐热性环氧树脂JD-919；A5为脂环族缩水甘油酯型三官能度环氧树脂TDE-85；A6为多官能度耐热性环氧树脂AG-80；B1为脂环族固化剂；B2为复合胺130A固化剂；B3为缩胺105固化剂；B4为酚醛改性胺固化剂；B5为改进芳香胺固化剂；B6为聚醚胺D230固化剂；B7为二乙基-四甲基咪唑固化剂；C1为纳米二氧化硅增韧剂；C2为纳米橡胶增韧剂；C3为聚氨酯；D1为硅烷偶联剂KH560；F1为DMP-30促进剂。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种具有横桥向加固条的组合桥面结构，包括开裂的钢桥面板和铺设于所述钢桥面板上方的超高性能混凝土层，其特征在于：在钢桥面板的顶面并列间隔粘接有多根沿横桥向的加固条，所述加固条由碳纤维增强复合材料制成。
2.根据权利要求1所述的具有横桥向加固条的组合桥面结构，其特征在于：所述加固条的厚度为1-3.5mm，宽度为20-80mm。
3.根据权利要求2所述的具有横桥向加固条的组合桥面结构，其特征在于：所述钢桥面板与超高性能混凝土层之间通过栓钉或胶粘层稳固连接。
4.根据权利要求3所述的具有横桥向加固条的组合桥面结构，其特征在于：所述超高性能混凝土层和胶粘层中加有环氧树脂自修复微胶囊。
5.根据权利要求4所述的具有横桥向加固条的组合桥面结构，其特征在于：所述超高性能混凝土层中配置有钢筋网抗拉结构，所述钢筋网抗拉构造包括配置于所述超高性能混凝土层中的纵筋分布层和绑扎或点焊于所述纵筋分布层上方的横筋分布层，所述纵筋分布层和所述横筋分布层交叉呈钢筋网状结构，所述纵筋分布层由多根沿顺桥向平行设置的抗拉纵筋组成，所述横筋分布层由多根沿横桥向平行设置的抗拉横筋组成。
6.根据权利要求5所述的具有横桥向加固条的组合桥面结构，其特征在于：所述超高性能混凝土层由超高性能混凝土浇筑而成，所述超高性能混凝土是指扩展度大于560mm，可自流平，抗压强度大于150MPa，轴向抗拉强度大于8MPa，具有超高强度，高韧性，耐久性好且适用于钢桥面铺装的水泥基复合材料。
7.根据权利要求3所述的具有横桥向加固条的组合桥面结构，其特征在于：所述钢桥面板为正交异性板，钢桥面板包括顶板、纵肋和横隔板，顶板厚度为12-16mm，纵肋厚度为8-10mm，横隔板厚度为8-12mm；所述胶粘层厚度为2-4mm；所述超高性能混凝土层厚度为30-50mm。
8.一种如权利要求5所述的桥面结构的加固施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、去除沥青铺装层：按照常规方法铲除旧的沥青铺装层，对原钢桥面系的顶板进行喷砂除锈，以保证顶板的清洁、干净；
S2、种植栓钉：在钢桥面板上种植栓钉，严格控制好栓钉间距与种植质量；
S3、制备胶粘剂、粘贴加固条：所述胶粘剂按重量份计包括如下组分：基体树脂95-105份、固化剂29-38份、增韧剂18-42份、偶联剂2.5-3.5份、促进剂为4-8份、触变剂为0.5-1.5份以及纳米填料0.04-0.08份；将各组分混合搅拌后采用常规制胶方法制备得到胶粘剂；在钢桥面板上定位好加固条，可对裂纹数量较多的重车道进行加密布设加固条，对裂纹较少部位则可增大布设间距，定好位置之后涂刷胶粘剂，胶粘剂厚度控制在1mm左右，在胶粘剂凝胶前粘好加固条，常温固化24小时；
S4、绑扎钢筋网抗拉结构：待胶粘剂固化后，将抗拉纵筋沿桥梁纵向配置在钢桥面板上形成纵筋分布层；将抗拉横筋沿桥梁横向绑扎或点焊在抗剪纵筋上形成横筋分布层；清除焊渣，纵筋分布层和横筋分布层组成钢筋网抗拉结构；在绑扎钢筋网的过程中，通过放置垫块控制钢筋网与钢桥面板之间的间距；
S5、浇注超高性能混凝土层：钢筋绑扎完后即可浇筑自流平超高性能混凝土，并保证钢筋网包埋于超高性能混凝土中，形成超高性能混凝土层，采用80摄氏度以上蒸汽养护，高温养护超高性能混凝土层的同时，粘接加固条的胶粘剂也可进一步固化；
S6、铺筑磨耗层：在超高性能混凝土层顶面进行糙化处理，并在其上方铺筑磨耗层，完成钢-超高性能混凝土组合桥面结构的施工。
9.一种如权利要求5所述的桥面结构的加固施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、去除沥青铺装层：按照常规方法铲除旧的沥青铺装层，对原钢桥面系的顶板进行喷砂除锈，以保证顶板的清洁、干净；
S2、制备胶粘剂、粘贴加固条：所述胶粘剂按重量份计包括如下组分：基体树脂95-105份、固化剂29-38份、增韧剂18-42份、偶联剂2.5-3.5份、促进剂为4-8份、触变剂为0.5-1.5份以及纳米填料0.04-0.08份；将各组分混合搅拌后采用常规制胶方法制备得到胶粘剂；在钢桥面板上定位好加固条，可对裂纹数量较多的重车道进行加密布设加固条，对裂纹较少部位则可增大布设间距，定好位置之后涂刷胶粘剂，胶粘剂厚度控制在1mm左右，在胶粘剂凝胶前粘好加固条，常温固化24小时；
S3、在钢桥面板上铺设胶粘层：将制备好的胶粘剂涂刷在钢桥面顶板上，厚度控制在2.5mm左右，在胶粘剂凝胶前，将铝矾石微粒均匀撒布在胶粘层上，常温固化一天；
S4、绑扎钢筋网抗拉结构：待胶粘剂固化后，将抗拉纵筋沿桥梁纵向配置在钢桥面板上形成纵筋分布层；将抗拉横筋沿桥梁横向绑扎或点焊在抗剪纵筋上形成横筋分布层；清除焊渣，纵筋分布层和横筋分布层组成钢筋网抗拉结构；在绑扎钢筋网的过程中，通过放置垫块控制钢筋网与刚桥面板之间的间距；
S5、浇注超高性能混凝土层：当超高性能混凝土层为现浇时，钢筋绑扎完后即可浇筑自流平超高性能混凝土，并保证钢筋网包埋于超高性能混凝土中，形成超高性能混凝土层，采用80摄氏度以上蒸汽养护，高温养护超高性能混凝土层的同时，粘接加固条的胶粘剂也可进一步固化；
S6、铺筑磨耗层：在超高性能混凝土层顶面进行糙化处理，并在其上方铺筑磨耗层，完成钢-超高性能混凝土组合桥面结构的施工。
10.根据权利要求8或9所述的加固施工方法，其特征在于，所述基体树脂按重量份计包括双酚A型环氧树脂59-82份和耐热性树脂19-42份，所述耐热性树脂包括海因环氧树脂、酚醛树脂、多官能度耐热性环氧树脂、脂环族缩水甘油酯型三官能度环氧树脂TDE-85和多官能度耐热性环氧树脂AG-80的一种或多种；所述固化剂按重量份计包括耐热性固化剂17.5-23.5份和柔性固化剂11.5-23.5份，所述耐热性固化剂包括缩胺105、酚醛改性胺和二乙基-四甲基咪唑的一种或多种，所述柔性固化剂包括改进芳香胺、聚醚胺D230和聚酰胺的一种或多种；所述增韧剂按重量份计包括刚性纳米粒子增韧剂9-42份以及柔性橡胶粒子或聚氨酯互穿网络增韧剂9-42份，所述刚性纳米粒子增韧剂包括纳米二氧化硅和纳米橡胶的一种或多种，所述柔性橡胶粒子或聚氨酯互穿网络增韧剂包括丁晴橡胶和聚氨酯的一种或多种；所述纳米填料包括活性氧化铝、碳纳米管和氧化石墨烯的一种或多种。
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