CN111485471B - 适用于装配式路面的湿接缝结构及施工方法 - Google Patents

适用于装配式路面的湿接缝结构及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了适用于装配式路面的湿接缝的结构及施工方法,预制水泥路面板预留有预应力孔道,板面设有传力杆并进行凿毛;水泥板吊装就位于平整滑动层上,预留湿接缝位置并在其端部安装模板,波纹管连接相邻两板块预应力孔道并穿筋;相邻两块水泥路面板间搭接构造钢筋,浇筑微膨胀高性能混凝土进行连接;进行预应力筋张拉,从注浆口灌入水泥浆。本发明设置湿接缝并张拉预应力筋,增强路面整体性,提高抗剪切能力;解决装配式预应力路面拼装对接难的问题,加快施工进度;通过路面凿毛、设置传力杆,浇筑微膨胀高性能混凝土,解决装配式预应力路面板连接处易断裂、漏水的问题,提高结构稳定性,延长路面使用寿命。

Description

适用于装配式路面的湿接缝结构及施工方法
技术领域
本发明涉及水泥混凝土路面领域,尤其涉及适用于装配式路面的湿接缝结构及施工方法。
背景技术
水泥混凝土路面因其具有强度高、承载能力强、稳定性好和使用寿命长等特点而得到广泛应用。然而普通水泥混凝土路面由于温度和施工条件的影响,需要设置大量的接缝。接缝破坏了路面的连续性和平整度,影响了行车舒适性。同时,接缝是路面积水下渗的通道,在交通荷载的作用下容易引起唧泥、板底脱空、碎裂、错台等病害,影响了路面的耐久性。
装配式预应力混凝土路面通过预施加压应力,抵消了部分荷载和温度等因素在混凝土板内产生的拉应力,可以有效地避免裂缝的产生。同时,预应力混凝土路面板接缝数量少,所需的钢筋量少,路面板厚较同等承载能力的普通水泥混凝土路面厚度的小得多,养护维修次数少,可以提高行车平顺性和公路造价的经济性。
装配式预应力混凝土路面通常是由数块预制混凝土板拼接而成,接缝处平整程度会影响行车平顺性与路面整体受力性能。目前预制混凝土路面板块间连接方式多为涂抹接缝胶或设置剪切键等。涂抹接缝胶的路面板相连处剪应力传递效率低,路面抗剪能力差,在荷载长期作用及环境影响下,相邻两路面板可能出现竖向位移差,接缝中胶料易损失或崩出,接缝性能丧失;剪切键是在相邻板面上设置凹槽和凸起,通过嵌合形式连接,采用这种连接方式,需定制特殊的模板,施工工艺复杂,剪切键尺寸出现误差后路面板不能继续安装、使用,成本较高,且在长期承受重载交通后,剪切键可能直接被压碎或压断,失去连接作用。
设置剪切键与涂抹接缝胶技术均存在相邻路面板上预应力管道对接难的问题,路面板厚度有偏差时,两路面板预应力孔道竖直方向上无法对接,且路面板自重较大,需起重机械吊装拼接,加大了施工难度,延长了施工时间。
专利CN103255714A公开了一种用于钢筋混凝土板桥的装配整体式板,其采用湿接缝与构造钢筋等连接相邻混凝土板,使其具备现浇整体板桥的优点,增强整体性。但该发明适用于装配式桥面,结构形式与装配式路面不匹配,且其施工工艺较为复杂,施工工期较长,成本较高。
发明内容
为了解决背景技术中提出的问题,本发明提供了适用于装配式路面的湿接缝结构及施工方法,在确保装配式预应力混凝土路面正常发挥作用的同时,解决了装配式路面调平对接难的问题,且大大提高了路面的抗剪能力,延长使用寿命。
本发明为实现上述目的采用如下技术方案:
适用于装配式路面的湿接缝结构,包括水泥路面板、预应力孔道、预应力筋、传力杆、波纹管、构造钢筋网、模板、微膨胀高性能混凝土。
水泥面板端面设有注浆孔,内部设有预应力孔道,在预应力孔道内设有预应力筋;在水泥路面板下设有平整滑动层,相邻水泥路面板之间预留湿接缝的位置,湿接缝端部固定模板;湿接缝内搭接构造钢筋网;水泥路面板端部的预应力孔道通过波纹管连接;水泥路面板端面经过凿毛处理且设有传力杆;相邻两块水泥路面板通过浇筑微膨胀高性能混凝土连接;微膨胀高性能混凝土强度达到规范要求后逐根张拉预应力筋,配制水泥砂浆从注浆孔进行注浆、封锚。
预应力筋为单束直径为15.2mm的钢绞线,预留的预应力筋的长度应在穿进预应力孔道后能伸出水泥路面板外。采用二次张拉法对预应力筋进行逐根张拉,第一次张拉时混凝土平均抗压强度至少为设计强度的30%,张拉应力为张拉控制应力的0.3倍;第二次张拉时混凝土抗压强度至少为设计强度的75%,张拉应力宜为张拉控制应力的1.03倍。
所述的滑动层由1cm厚的细砂与聚乙烯薄膜构成,位于水泥路面板下方,以提高混凝土板板底的平整度,减少面层与基层的摩擦。
所述的两水泥路面板间预留湿接缝宽度为0.1-0.15m。
所述的钢筋网由架立钢筋和箍筋组成,在竖直方向设置两根架立钢筋。架立钢筋是直径为16mm且强度等级为HRB400的带肋钢筋,同水平面内架立钢筋间距为8cm,架立钢筋竖向位置应距水泥路面板表面至少3cm;箍筋为封闭矩形光圆箍筋,直径为12mm,强度等级为HPB300,箍筋间距为30cm。
所述的波纹管与预应力孔道相适配,恰能包裹预应力管道,通过密封胶带缠绕密封二者接口处。
本发明为实现上述目的提出了适用于装配式路面的湿接缝结构的施工方法,其施工步骤为:
1)预制水泥路面板,在板内预留预应力孔道,相邻两块板板面设置传力杆,传力杆在水平面内交错设置;
2)相邻两块水泥路面板的板面进行凿毛处理;
3)对路基和基层的工程质量进行检测与验收,铺设滑动层,保证水泥路面板板底平整;
4)将水泥路面板吊装至指定位置,对齐、就位,确保相邻两路面板间距为预留湿接缝的宽度;
5)在湿接缝端部设立模板,保证其紧贴水泥路面板,在其底部嵌入销钉固定;
6)使用波纹管及密封胶带对湿接缝间预应力孔道进行连接、密封;
7)清理预留预应力孔道中异物并穿入预应力筋;
8)放置、绑扎架立钢筋及箍筋,搭接成构造钢筋网;
9)制备微膨胀高性能混凝土并浇筑,浇筑、振捣微膨胀高性能混凝土时要防止波纹管变形或移位,浇筑完成后进行抹面;
10)拆模养护:微膨胀高性能混凝土浇筑后第二天进行拆除模板,并进行养生;
11)微膨胀高性能混凝土浇筑4-5天后在湿接缝表面刻槽;
12)微膨胀高性能混凝土强度达到规范要求后逐根张拉预应力筋,宜采用二次张拉方法;
13)配制水泥砂浆从注浆孔进行注浆、封锚。
本发明所开展的适用于装配式路面的湿接缝结构及施工方法,具有以下优点和效果:
通过相邻路面板面设置传力杆与凿毛面,浇筑微膨胀高性能混凝土并配置构造钢筋,保证路面的整体性能,大大提高了路面的抗剪能力。湿接缝浇筑养生结束后施加预压应力,增强了路面板连接处的密封性,减少水损害,提高了路面使用寿命。装配式预应力路面可通过湿接缝进行相邻路面板的对齐与预应力孔道的连接密封,保证预应力孔道不漏浆,接缝表面抹滑水泥进行调平,保证行车舒适平顺。湿接缝的施工方法简单快捷,造价成本相对较低,可提高工程经济性。
本发明提出适用于装配式路面的湿接缝结构及施工方法,采用该结构可维持路面整体受力性能,工艺简单,便于相邻路面板调平,保证预应力管道密封严实,提高接缝抗剪能力,进一步延长使用寿命。
附图说明
图1为湿接缝的立体结构示意图;
图2为本发明的湿接缝处钢筋结构示意图;
图3为本发明俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明,但本发明的保护范围不受具体的实施例限制,以权利要求书为准。另外,以不违背本发明技术方案的前提下,对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
适用于装配式路面的湿接缝结构的施工方法,施工步骤如下:
参阅图1、2,所示为适用于装配式路面的湿接缝结构。所述湿接缝结构包括水泥路面板、预留预应力孔道、传力杆、波纹管、构造钢筋网、模板、微膨胀高性能混凝土。所述水泥路面板内部设有预应力孔道,其板面设有传力杆,进行板面凿毛,按要求将水泥路面板放置在平整滑动层上,预留湿接缝并在其端部固定模板,使用销钉固定模板;用波纹管连接板端预应力孔道并用密封胶带密封,将预应力筋从预应力孔道中穿出;搭接构造钢筋网,浇筑微膨胀高性能混凝土;预应力筋张拉并从注浆孔灌入水泥浆。
在水泥路面板下方铺有细砂滑动层,层厚1cm。在基层施工完成后,需铺设细砂对基层顶面进行整平,然后铺一层聚乙烯薄膜,目的是减小路面板与基层的摩擦系数,从而减少预应力损失以及路面板温度应力。
工厂预制水泥路面板,按要求预留预应力孔道和传力杆,预应力孔道分布在水泥路面板的1/2板厚偏下3cm的范围内,预应力孔道间距为应根据预压力大小计算确定,预应力孔道应伸出板面;同一板面上传力杆间距80cm,在板外部分长度12cm,传力杆在水平方向需交错分布;对两板块需连接的面进行凿毛处理,板面凿毛深度大于10mm;保证注浆孔与预应力孔道相通。
将水泥路面板运送、放置在指定位置,预留湿接缝宽度,在湿接缝端部设立模板,使模板紧贴水泥路面板并保持两板块平齐,用销钉钉入模板底部使其固定。
使用波纹管连接预应力孔道,优选地,波纹管应恰能套住预应力孔道,采用密封胶带缠绕密封二者接口处;预应力筋为单束直径为15.2mm的钢绞线,预留的预应力筋长度应在穿进预应力孔道后能伸出水泥路面板外。
切割、制备好所需架立钢筋及箍筋,在波纹管上、下方均设置两根架立钢筋,架立钢筋是直径为16mm且强度等级为HRB400的带肋钢筋,同水平面内两架立钢筋间距为8cm,架立钢筋竖向位置应分别距水泥路面板的板顶、底表面至少3cm,架立钢筋端部应距水泥路面板板边至少3cm;箍筋为封闭矩形光圆箍筋,直径为12mm且强度等级为HPB300,其间距为30cm。将上述钢筋绑扎固定,组成构造钢筋网。
制备微膨胀高性能混凝土,其制备特点在于应根据不同季节、环境加入不同掺量的微膨胀剂,此举是为保证水泥路面板与湿接缝连接处不至出现裂缝,提高路面接缝的密封性;微膨胀高性能混凝土浇筑时应注意避免波纹管及构造钢筋网移位、变形,浇筑完成后进行抹面。
微膨胀高性能混凝土浇筑后第二天进行拆模,并覆盖土工布每天洒水养护,直到养护期满;浇筑4-5天后在湿接缝表面刻槽。
微膨胀高性能混凝土强度达到规范要求后逐根张拉预应力筋,宜采用二次张拉方法,第一次张拉即混凝土平均抗压强度达到设计强度的30%以上,张拉应力宜为张拉控制应力的0.3倍;第二次张拉时,抗压强度达到设计强度的75%,张拉应力宜为张拉控制应力的1.03倍。
配制水泥砂浆,从注浆孔进行注浆;同时切割掉多余长度的预应力筋,使用水泥砂浆封锚。
本发明可大幅提高路面抗剪能力、延长使用寿命,结构简单、施工难度小,实用性强,利于推广应用。
本发明设置湿接缝并张拉预应力筋,增强路面整体性,提高抗剪切能力;解决装配式路面拼装对接难的问题,加快施工进度;通过路面凿毛、设传力杆,浇筑微膨胀高性能混凝土,解决装配式预应力路面板连接处易断裂、漏水的问题,提高结构稳定性,延长路面使用寿命。

Claims (6)

1.适用于装配式路面的湿接缝结构,包括水泥路面板(1)、预应力孔道(8)、预应力筋(11)、传力杆(6)、波纹管(9)、构造钢筋网(4)、模板(3)、微膨胀高性能混凝土(5);
水泥路 面板(1)端面设有注浆孔(12),内部设有预应力孔道(8),在预应力孔道(8)内设有预应力筋(11);在水泥路面板(1)下设有平整滑动层(15),相邻水泥路面板(1)之间预留湿接缝(2)的位置,湿接缝(2)端部固定模板(3);湿接缝(2)内搭接构造钢筋网(4);水泥路面板(1)端部的预应力孔道(8)通过波纹管(9)连接;水泥路面板(1)端面经过凿毛(7)处理且设有传力杆(6);相邻两块水泥路面板(1)通过浇筑微膨胀高性能混凝土(5)连接;微膨胀高性能混凝土(5)强度达到规范要求后逐根张拉预应力筋(11),配制水泥砂浆(13)从注浆孔(12)进行注浆、封锚;
预应力筋(11)为单束直径为15.2mm的钢绞线,预留的预应力筋(11)的长度应在穿进预应力孔道(8)后能伸出水泥路面板(1)外; 采用二次张拉法对预应力筋(11)进行逐根张拉,第一次张拉时混凝土平均抗压强度至少为设计强度的30%,张拉应力为张拉控制应力的0.3倍;第二次张拉时混凝土抗压强度至少为设计强度的75%,张拉应力宜为张拉控制应力的1.03倍。
2.根据权利要求1所述的适用于装配式路面的湿接缝结构,其特征在于:所述的滑动层(15)由1cm厚的细砂与聚乙烯薄膜构成,位于水泥路面板(1)下方,以提高混凝土板板底的平整度,减少面层与基层的摩擦。
3.根据权利要求1所述的适用于装配式路面的湿接缝结构,其特征在于:所述的预留湿接缝(2)的宽度为0.1-0.15m。
4.根据权利要求1所述的适用于装配式路面的湿接缝结构,其特征在于:所述构造钢筋网(4)由架立钢筋(41)和箍筋(42)组成,在竖直方向设置两根架立钢筋(41); 架立钢筋(41)是直径为16mm且强度等级为HRB400的带肋钢筋,同水平面内架立钢筋(41)间距为8cm,架立钢筋(41)竖向位置应距水泥路面板(1)表面至少3cm;箍筋(42)为封闭矩形光圆箍筋,直径为12mm,强度等级为HPB300,箍筋间距为30cm。
5.根据权利要求1所述的适用于装配式路面的湿接缝结构,其特征在于:所述的波纹管(9)与预应力孔道(8)相适配,恰能包裹预应力孔 道(8),通过密封胶带(10)缠绕密封二者接口处。
6.一种适用于如权利要求1-5任一项所述的装配式路面的湿接缝结构的施工方法,其施工步骤为:
1)预制水泥路面板(1),在板内预留预应力孔道(8),相邻两块板板面设置传力杆(6),传力杆(6)在水平面内交错设置;
2)相邻两块水泥路面板(1)板面进行凿毛(7)处理;
3)对路基和基层的工程质量进行检测与验收,铺设滑动层(15),保证水泥路面板(1)板底平整;
4)将水泥路面板(1)吊装至指定位置,对齐、就位,确保相邻两路面板间距为预留湿接缝(2)的宽度;
5)在湿接缝(2)端部设立模板(3),保证其紧贴水泥路面板(1),在其底部嵌入销钉(14)固定;
6)使用波纹管(9)及密封胶带(10)对湿接缝(2)间预应力孔道(8)进行连接、密封;
7)清理预留预应力孔道(8)中异物并穿入预应力筋(11);
8)放置、绑扎架立钢筋(41)及箍筋(42),搭接成构造钢筋网(4);
9)制备微膨胀高性能混凝土(5)并浇筑,浇筑、振捣微膨胀高性能混凝土(5)时要防止波纹管(9)变形或移位,浇筑完成后进行抹面;
10)拆模养护:微膨胀高性能混凝土(5)浇筑后第二天进行拆除模板(3),并进行养生;
11)微膨胀高性能混凝土(5)浇筑4-5天后在湿接缝表面刻槽;
12)微膨胀高性能混凝土(5)强度达到规范要求后逐根张拉预应力筋(11),宜采用二次张拉方法;
13)配制水泥砂浆(13)从注浆孔(12)进行注浆、封锚。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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