CN111636268A - 一种装配式预应力高强混凝土路面 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式预应力高强混凝土路面，包括两块以上单板、预应力筋、预应力锚具和装配件；单板由高强混凝土形成，厚度为6～10cm，内设横纵交叉预应力筋孔道，交叉点处为弯曲孔道；两块以上单板沿横向和/或纵向相互插接，预应力筋沿单板板体中线布设，插入相应的预应力筋孔道，在空间内呈横纵交叉状态，横向或纵向相邻两个预应力筋间隔1～3m；所述预应力筋经端部单板伸出后由预应力锚具锚固固定构成装配拼接单元；一个以上装配拼接单元通过装配件连接形成路面。本发明减薄了路面板厚度且能实现现场快速拼装。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土路面结构的技术领域，具体涉及一种装配式预应力高强混凝土路面。
背景技术
混凝土路面指的是用水泥混凝土板作面层的路面。它是指以水泥混凝土板作为面层，下设基层、垫层所组成的路面结构，又称刚性路面。装配式混凝土路面，是一种在工厂形成预制板然后在施工地点进行铺装的路面，缺点是这种路面板一般较为厚重，连接困难，并不能得以广泛使用；斜向预应力混凝土路面的预应力筋斜向布设，编织效果不好，预应力损失大，施工工序较为复杂，施工周期长，且该路面的混凝土路面板也较为厚重，为现场铺装增加难度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种装配式预应力高强混凝土路面，减薄了路面板厚度且能实现现场快速拼装。
本发明采取的技术方案如下：
一种装配式预应力高强混凝土路面，包括两块以上单板、预应力筋、预应力锚具和装配件；
单板由高强混凝土形成，厚度为6～10cm，内设横纵交叉预应力筋孔道，交叉点处为弯曲孔道；两块以上单板沿横向和/或纵向相互插接，预应力筋沿单板板体中线布设，插入相应的预应力筋孔道，在空间内呈横纵交叉状态，横向或纵向相邻两个预应力筋间隔1～3m；所述预应力筋经端部单板伸出后由预应力锚具锚固固定构成装配拼接单元；一个以上装配拼接单元通过装配件连接形成路面。
进一步地，所述预应力筋采用无粘结预应力钢绞线。
进一步地，所述预应力锚具采用夹片锚具，外套防腐套。
进一步地，所述单板之间通过凹凸企口实现插接。
有益效果：
本发明将预应力、装配式和高强混凝土三者结合，可以使装配式预应力高强混凝土路面面层超薄化，使路面构件轻型化，不需要现场浇筑使现场装配作业更加快速、便捷。预应力混凝土路面预先在工作截面上施加预压应力，以提高混凝土结构的承载能力；装配式路面将工厂预制好的面板板块运输至施工现场进行装配，实现快速拼装修建、快速开放交通的目的，损坏也便于整修替换；高强混凝土抗压良好、具备抗弯折韧性；预应力既给路面板提供了压应力储备，减薄了面板厚度，又将装配在一起的路面板紧紧连接在一起，避免了板体之间的脱离，整体性强，同时也为路面板之间的企口接缝实现竖向剪力载荷传递提供必要的法向正压压应力。
附图说明
图1是本发明实施例20块单板平面布置图；
图2是企口立面布置图；
图3是预应力钢筋布设立面示意图；
其中，1-端板、2-中板、3-纵向预应力筋、4-横向预应力筋、5-预应力锚具。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种装配式预应力高强混凝土路面，包括两块以上单板、预应力筋、预应力锚具5和装配件。
单板由高强混凝土形成，高强混凝土是指抗压强度达到80MPa以上具有良好抗压、抗弯折韧性的活性粉末混凝土，单板为矩形，可以是长方形，也可以是正方形，单板厚度为6～10cm，内设横纵交叉预应力筋孔道，交叉点处为弯曲孔道；两块以上单板可沿道路横向插接装配，又可沿道路纵向板插接装配，预应力筋沿单板板体中线布设，插入相应的预应力筋孔道，在空间内呈横纵交叉状态，横向或纵向相邻两个预应力筋间隔1～3m；预应力筋经端部单板端面伸出后由预应力锚具5锚固固定，横纵预应力穿过的单板集合构成装配拼接单元，装配拼接单元整体为轴对称结构；一个以上装配拼接单元通过装配件连接形成路面，接缝通过浇灌聚氨酯填充。
本实施例单板体横向长度为3m，布置两道纵向预应力，间距1.5m；单板纵向长度为1m，布置一道横向预应力，厚度为0.1m。单板预制时精确预留预应力筋孔道，考虑到纵向预应力筋3、横向预应力筋4在平面内有交叉，可以在平面交叉点设置弯曲孔道，实现横、纵预应力筋的相互穿越而不对板中心线产生过大偏离。
单板分为端板1和中板2，端板1朝外一侧不设企口而提供预应力筋张拉锚固侧壁；中板2为端板1之间板块，接触面均设有企口接缝。如图1所示，纵向10块单板，横向两块单板，共计20块单板相互插接构成一个装配拼接单元，长10m，宽6m，面积为60m2。如图2所示，企口接缝分为凹企口和凸企口，凹凸咬合形成一对企口接缝。
预应力筋选用一根1860级直径15.24mm的无粘结预应力钢绞线。预应力筋沿单板板体中线布设，插入相应的预应力筋孔道，在空间内呈横纵交叉状态，相邻两个纵向预应力筋3间隔1.5m，相邻两个横向预应力筋4间隔1m。横、纵预应力筋重心与单板形心重合。预应力筋沿板体中心布设，这样设置的目的是为了让预应力筋对板体产生轴向正应力，避免产生垂直于板体的分布力、集中了或弯矩，因为这些力的作用可能会影响板体和其下基层之间结合。
如图3所示，预应力筋经单板伸出后由预应力锚具5固定构成装配拼接单元。预应力锚具5采用夹片锚具，外套防腐套。
采用abaqus软件仿真对装配式预应力高强混凝土路面结构进行受力分析。建立装配拼接单元模型，模型物理力学参数见表1所示。模型尺寸：单板3mx1m，厚0.1m，共计20块单板构成10mx6m拼装单元。基层尺寸12mx8m，高度0.6m。
表1物理力学指标表
计算装配拼接单元在施加重力场、预应力、轮载压力、上吸力载荷四种组合力作用下的力学变形行为，如表2所示。
表2四种工况作用下板体力学变形行为对比表
由此可见，装配式预应力高强混凝土路面结构受力变形满足要求，预应力给路面板提供了充足的压应力储备，在轮载作用下可以不出现拉应力；同时又将装配在一起的路面板紧紧连接在一起，避免了板体之间的脱离，增强了整体性；路面板之间的企口接缝在实现竖向剪力载荷传递上是有效的，轮载受压区会通过企口缝实现向临板的应力传递；装配拼接单元有很强的整体性，在对抗吸力载荷方面具有优势；板体厚度为100mm，在轮载作用下尚未出现拉应力且变形很小。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种装配式预应力高强混凝土路面，其特征在于，包括两块以上单板、预应力筋、预应力锚具和装配件；
单板由高强混凝土形成，厚度为6～10cm，内设横纵交叉预应力筋孔道，交叉点处为弯曲孔道；两块以上单板沿横向和/或纵向相互插接，预应力筋沿单板板体中线布设，插入相应的预应力筋孔道，在空间内呈横纵交叉状态，横向或纵向相邻两个预应力筋间隔1～3m；所述预应力筋经端部单板伸出后由预应力锚具锚固固定构成装配拼接单元；一个以上装配拼接单元通过装配件连接形成路面。
2.如权利要求1所述的装配式预应力高强混凝土路面，其特征在于，所述预应力筋采用无粘结预应力钢绞线。
3.如权利要求1所述的装配式预应力高强混凝土路面，其特征在于，所述预应力锚具采用夹片锚具，外套防腐套。
4.如权利要求1所述的装配式预应力高强混凝土路面，其特征在于，所述单板之间通过凹凸企口实现插接。
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