CN111945577A - 一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造及其制作方法 - Google Patents

一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造及其制作方法 Download PDF

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CN111945577A CN202010979645.XA CN202010979645A CN111945577A CN 111945577 A CN111945577 A CN 111945577A CN 202010979645 A CN202010979645 A CN 202010979645A CN 111945577 A CN111945577 A CN 111945577A
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Abstract

本发明公开一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造及其制作方法，包括桥墩上安装的永久支座，湿接头构造和免拆卸模板；免拆卸模板固定安装于永久支座上，湿接头构造设置于免拆卸模板上方；免拆卸模板为由底膜和两侧模组合形成的灌浆槽；灌浆槽的外形轮廓为U型；灌浆槽的槽壁均匀分布若干个栓钉；湿接头构造包括现浇段和预制段；预制段的预支简支梁通过现浇段连接；现浇段下层浇筑高强度微膨胀混凝土，上层浇筑超高韧性混凝土；现浇段上层内部预留有预应力孔道；预应力孔道两侧施加有垫板和锚具，并通过垫板和锚具张拉预应力钢筋。本发明抗拉和抗压强度高，耐久性好，免拆卸模板能有效解决模板的损耗，节约成本，避免了搭设拆除模板的安全隐患。

Description

一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造及其制作方法
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造及其制作方法。
背景技术
简支转连续梁桥具有受力明确、装配化程度高、施工速度快以及造价低等优点，广泛应用于我国普通公路中小跨径梁桥中。现有湿接头通常采用高强微膨胀混凝土实现结构的连续，虽然材料抗压强度较高，但抗拉和抗冲击能力较差，不太适应桥梁接头处频繁承受负弯矩和冲击作用的工作环境。在车辆荷载反复作用下，导致墩顶湿接头混凝土过早破坏而产生裂缝，进而影响整个桥梁结构的整体性与耐久性，严重威胁行车安全。
超高韧性纤维增强混凝土是一种新兴的功能型水泥基复合材料，相对于普通混凝土具有超高的韧性、延展性和裂缝控制能力，能有效解决湿接头结构因抗裂性和耐久性不足而导致的过早受损问题。当前，国内外对超高韧性纤维增强混凝土在湿接头中的研究还处于起步阶段，对这种新型混凝土材料在湿接头结构中的制备技术细节缺乏权威工程经验和规范的指导。此外，现有的湿接头施工模板安装及拆卸困难，且损坏较大、周转使用次数较少，同时施工工人需要高空作业，存在安全隐患。
因此，需要研究一种结合免拆卸模板的超高韧性混凝土简支转连续梁桥结构及其制作方法，以解决当前结构受力性能和施工工艺的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造及其制作方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现抗拉和抗压强度高，耐久性好，能有效解决湿接头抗拉和抗冲击能力差的问题，并且简化了模板搭设拆除的工作，节省了大量工期；而湿接头施工模板安装及拆卸困难，且损坏较大、周转使用次数较少，同时施工工人需要高空作业，存在安全隐患，免拆卸模板能有效解决模板的损耗，节约成本，避免了搭设拆除模板的安全隐患。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造，包括于桥墩上安装的永久支座，湿接头构造和免拆卸模板；所述免拆卸模板固定安装于所述永久支座上，所述湿接头构造设置于所述免拆卸模板上方；
所述免拆卸模板为由底膜和两侧模组合形成的灌浆槽；所述灌浆槽的外形轮廓为U型；所述灌浆槽的槽壁均匀分布若干个栓钉，栓钉的内端埋设在混凝土内，栓钉的头部裸露在所述灌浆槽内部；
所述湿接头构造包括现浇段和预制段；所述预制段的预支简支梁通过所述现浇段连接；所述现浇段下层浇筑高强度微膨胀混凝土，上层浇筑超高韧性混凝土；
所述现浇段上层内部预留有预应力孔道；所述预应力孔道两侧施加有垫板和锚具，并通过所述垫板和锚具张拉预应力钢筋。
优选的，所述预应力孔道两侧施加有垫板和锚具，并通过所述垫板和锚具张拉预应力钢筋；并以此完成简支专连续的体系转换。
优选的，针对超高韧性混凝土造价的问题，本发明提出一种湿接头构造，其特点在于：下层用高强微膨胀混凝土浇筑，上层用本发明所述的超高韧性混凝土浇筑。湿接头构造的受力特点是上部承受负弯矩，上部受拉，下部受压，为了充分发挥超高韧性混凝土抗拉抗弯性能好优势，上层采用超高韧性混凝土浇筑；考虑到超高韧性混凝土造价高，湿接头下部主要承受压力，那么采用高强度微膨胀混凝土浇筑即可。这样既发挥了超高韧性混凝土的优势，也节约了成本。
所述预制段采用普通混凝土；所述预制段还包括简支梁端钢筋，搭接钢筋和架立钢筋；所述简支梁端伸出有所述简支梁端钢筋，并与所述架立钢筋和搭接钢筋互相搭接，以增强所述湿接头构造的抗剪力。
所述预应力钢筋采取防锈处理或采用抗锈蚀能力强的FRP筋；所述预应力钢筋两侧通过所述垫板和锚具形成有锚固区；所述锚固区预留的空洞封锚后通过混凝土填补。
更进一步的，防止预应力钢筋生锈，增长使用寿命；封锚后用混凝土填补，保证路面的平整度；且预应力钢筋优选为曲线型。
所述高韧性混凝土的配比优选为普通硅酸盐水泥600-700kg/m3；粉煤灰150-350kg/m3；硅灰50-100kg/m3；细沙600-700kg/m3；水150-240kg/m3，减水剂2％(占水泥质量的百分比)，聚丙烯纤维1.5％-2％(固体体积率)。
更进一步的，所述普通硅酸盐水泥的强度等级为P.O52.5级，水泥性能测试结果满足《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)中对于P.O52.5级普通硅酸盐水泥的相关要求。
所述粉煤灰最大粒径为100μm，含固量大于92％，水泥净浆流动度大于等于200mm，减水率为12％-20％。
所述硅灰的平均粒径为0.1μm，二氧化硅含量为90％-97％。
所述细沙的细度模数小于3.7，粒径小于2.36mm。
所述减水剂聚羧酸系高效减水剂，含固量大于等于95％，减水率为16％-22％。
所述的聚丙烯纤维直径为30μm，长度为12mm，断裂强度为500MPa，断裂伸长率为20％。
更进一步的，本发明在现有的搅拌工艺的基础之上，通过反复调整和试配，改进了超高韧性纤维增强混凝土的搅拌工艺。考虑取材的因素，将原本粒径为0.6mm的细沙改为2.36mm的机制砂，这样方便取材，同时也降低了成本，便于大力推广，相应的为保证混凝土的工作性和力学性能，对原料的配合比和搅拌工艺做出进一步调整。
纤维采用国内处理技术成熟的特制聚丙烯PP纤维取代国产PVA纤维，纤维长度宜取12mm，纤维掺量宜取2％；粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料总质量的50％；水胶比不宜超过0.35，取0.3左右为宜。
原材料的参数和掺量改变对超高韧性纤维增强混凝土基本性能有着一定的影响。当配合比存在纤维过长、纤维掺量过高、砂粒过粗或过细、砂胶比过高、水胶比过低等情况时，不利于混凝土的搅拌工作性；适当增加粉煤灰掺量，有利于提高混凝土的流动性和韧性；随着砂胶比的提高，混凝土的强度和弹性模量都呈上升趋势；纤维过短或纤维掺量过低时，对混凝土的增韧效果显著下降；水胶比达到0.35作用时容易出现泌水现象，在保证流动性的前提下取较低的水胶比能使混凝土试件达到较好的韧性。
本发明配制的超高韧性纤维增强混凝土在强度上能达到C50混凝土的强度等级，且折压比能接近普通混凝土材料的2倍，抗压回弹模量也较普通水泥基材料更低，说明其韧性和变形能力更强。在抗折抗压强度试验、轴心抗压强度试验和弯曲试验中试件都不再是典型的脆性破坏形式，而是在达到破坏强度后仍保持很高的残留强度，并能在基体主裂缝附近观察到多缝开裂现象，表现出了优秀的阻裂能力和韧性。
优选的，针对湿接头易开裂，耐久性差，易损坏等缺陷，本发明利用水泥、粉煤灰、硅灰、细沙、高效减水剂和纤维制作出一种抗拉性能、韧性好，并具有优良的抗冲击、抗疲劳性能的超高韧性纤维加强混凝土，并对其工作性做了改进。
所述免拆卸模板应满足
Figure BDA0002687086770000051
△为模板底膜的预拱度；q为自重引起的均布荷载；l为模板长度；E为模板材料的弹性模量，I为惯性矩。
所述免拆卸模板采用的混凝土为抗压强度不小于60MPa，抗折强度不小于8MPa，抗弯强度不小于7MPa的聚丙烯超高韧性纤维加强混凝土。
一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥制作方法，包括以下步骤：
1)制备预制简支梁和免拆卸模板；
2)在桥墩上安装临时支座和永久支座，把预制好的免拆卸模板固定在永久支座上；
3)用架桥机吊装预制简支梁就位，简支梁外轮廓与免拆卸模板对齐并焊接固定；
4)拆除临时支座，将预应力钢筋穿过预留预应力孔道，先浇筑预留现浇段下部高强度微膨胀混凝土，然后再浇筑上层超高韧性混凝土，达到张拉强度后，进行锚固，最后灌浆封锚。
所述临时支座底部通过硫黄砂浆安装在所述桥墩上，便于后期拆除；所述永久支座通过钢板与所述免拆卸模板固定连接。
步骤一中所述预制简支梁的预制具体为先在所述预支简支梁的模板内搭设简支梁钢筋骨架；再在所述预制简支梁端部设计位置预留穿过预应力钢筋的预应力孔道；最后对所述预制简支梁进行混凝土浇筑。
优选的，步骤一为在工厂内完成预制；更进一步的，免拆卸模板可在工厂内预先制作好，然后再运送至施工现场；施工时，先将免拆卸模板固定于浇筑混凝土的湿接头处，然后把湿接头内部的钢筋骨架固定在模板内部，最后向灌浆槽浇筑混凝土，浇筑的混凝土硬化达到强度后，免拆卸模板就与所浇筑的钢筋混凝土一起形成了湿接头；均匀密集布置的栓钉作为剪力连接件，能够有效提高免拆卸模板与新浇筑混凝土的连接紧密性，提高免拆卸模板与新浇筑的钢筋混凝土的整体受力性。与背景技术中所述的现有方法相比，采用本发明时，不用现场搭设模板，可以节省大量的用工量和工期，而且在工厂内制作免拆卸模板，成本较低，湿接头制作完成后，免拆卸模板直接构成湿接头的一部分，不用再进行模板拆除操作，十分方便，同时也避免了搭设拆除模板的安全隐患和模板的损耗。
本发明公开了以下技术效果：上层用超高韧性纤维混凝土浇筑，下层用微膨胀混凝土浇筑，抗拉和抗压强度高，耐久性好，能有效解决湿接头抗拉和抗冲击能力差的问题，并且自带免拆卸模板，大大简化了模板搭设拆除的工作，节省了大量工期，而且湿接头施工模板安装及拆卸困难，且损坏较大、周转使用次数较少，同时施工工人需要高空作业，存在安全隐患，免拆卸模板能有效解决模板的损耗，节约成本，避免了搭设拆除模板的安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明免拆卸模板的结构立体图。
图3为本发明湿接头构造的俯视图。
图4为本发明免拆卸模板俯视图。
图5为本发明免拆卸模板正式图。
图6为本发明载荷分布图。
图7为本发明力示意图。
图8为本发明挠度示意图。
其中，1-桥墩；2-永久支座；3-预制简支梁；4-免拆卸模板；5-底膜；6-侧模；7-灌浆槽；8-栓钉；9-现浇段；10-高强微膨胀混凝土；11-超高韧性混凝土；12-预应力孔道；13-垫板；14-锚具；15-预应力钢筋；16-简支梁端钢筋；17-搭接钢筋和18-架立钢筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造，包括于桥墩1上安装的永久支座2，湿接头构造和免拆卸模板4；免拆卸模板4固定安装于永久支座2上，湿接头构造设置于免拆卸模板4上方；
免拆卸模板4为由底膜5和两侧模6组合形成的灌浆槽7；灌浆槽7的外形轮廓为U型；灌浆槽7的槽壁均匀分布若干个栓钉8，栓钉8的内端埋设在混凝土内，栓钉8的头部裸露在灌浆槽7内部；
湿接头构造包括现浇段9和预制段；预制段的预支简支梁3通过现浇段9连接；现浇段9下层浇筑高强度微膨胀混凝土10，上层浇筑超高韧性混凝土11；
现浇段9上层内部预留有预应力孔道12；预应力孔道12两侧施加有垫板13和锚具14，并通过垫板13和锚具14张拉预应力钢筋15。
预制段采用普通混凝土；预制段还包括简支梁端钢筋16，搭接钢筋17和架立钢筋18；简支梁端伸出有简支梁端钢筋16，并与架立钢筋18和搭接钢筋17互相搭接，以增强湿接头构造的抗剪力。
预应力钢筋15采取防锈处理或采用抗锈蚀能力强的FRP筋；预应力钢筋15两侧通过垫板13和锚具14形成有锚固区；锚固区预留的空洞封锚后通过混凝土填补。
高韧性混凝土11的配比优选为普通硅酸盐水泥600-700kg/m3；粉煤灰150-350kg/m3；硅灰50-100kg/m3；细沙600-700kg/m3；水150-240kg/m3，减水剂2％，聚丙烯纤维1.5％-2％。
免拆卸模板4应满足
Figure BDA0002687086770000091
△为模板底膜的预拱度；q为自重引起的均布荷载；l为模板长度；E为模板材料的弹性模量，I为惯性矩。
免拆卸模板4采用的混凝土为抗压强度不小于60MPa，抗折强度不小于8MPa，抗弯强度不小于7MPa的聚丙烯超高韧性纤维加强混凝土。
一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥制作方法，包括以下步骤：
1)制备预制简支梁和免拆卸模板；
2)在桥墩上安装临时支座和永久支座，把预制好的免拆卸模板固定在永久支座上；
3)用架桥机吊装预制简支梁就位，简支梁外轮廓与免拆卸模板对齐，并做好防漏措施，然后用搭接钢筋焊接预制简支梁端伸出来的钢筋；
4)拆除临时支座，将预应力钢筋穿过预留预应力孔道，先浇筑预留现浇段下部高强度微膨胀混凝土，然后再浇筑上层超高韧性混凝土，达到张拉强度后，进行锚固，最后灌浆封锚。
临时支座底部通过硫黄砂浆安装在桥墩上，便于后期拆除；永久支座通过钢板与免拆卸模板固定连接。
步骤一中预制简支梁的预制具体为先在预支简支梁的模板内搭设简支梁钢筋骨架；再在预制简支梁端部设计位置预留穿过预应力钢筋的预应力孔道；最后对预制简支梁进行混凝土浇筑。
超高韧性纤维加强混凝土的制备方法如下：
将水泥、粉煤灰、硅灰、细沙混合搅拌4分钟；
在所得的混合物中均匀分散的加入聚丙烯纤维，搅拌4分钟；
在所得的混合物中加入步骤2所得的水和减水剂的混合物的70％，搅拌半分钟，然后加入剩下的减水剂和水的混合物，继续搅拌4分钟，形成水泥浆体；
将减水剂与水混合均匀；
混凝土装模后振荡出气泡抹平表面，24h后脱模养护。
超高韧性纤维加强混凝土在标准养生室养护，养护室的温度为20±2℃，相对湿度>95％,试件放在试件放置架上，加湿方式为雾化加湿，养护龄期为28天。
为了使本发明的内容更便于理解，下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明，但是本发明不仅限于此。
实例1
一种超高韧性纤维加强混凝土，其原料配合比：普通硅酸盐水泥600kg/m3；粉煤灰350kg/m3；硅灰50kg/m3；河沙600kg/m3；水240kg/m3，减水剂2％(占水泥质量的百分比)，聚丙烯纤维2％(固体体积率)。
普通硅酸盐水泥的强度等级为P.O52.5级，水泥性能测试结果满足《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)中对于P.O52.5级普通硅酸盐水泥的相关要求。粉煤灰的最大粒径为100μm，球状颗粒含量大于92％，水泥净浆流动度大于等于200mm，减水率为12％-20％；硅灰的平均粒径为0.1μm，二氧化硅含量为90％-97％；机制砂的最大粒径为2.36mm；减水剂固体含量大于95％，减水率为16％-20％；聚丙烯纤维的长度为12mm，直径为30μm，断裂强度500MPa，断裂伸长率为20％。
将减水剂和水混合并搅拌均匀；将硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、细砂放入搅拌机中搅拌4分钟，搅拌均匀；将聚丙烯纤维分散加入到上述混合物中，搅拌4分钟，纤维均匀的分散在混合物中；然后在水泥搅拌过程中先加入一半质量的减水剂和水的混合物，搅拌4分钟，然后加入剩下的减水剂和水的混合物，继续搅拌4分钟，形成水泥纤维浆体。
采用如下方法测量所得到的超高韧性纤维加强混凝土的坍落度：
将坍落筒内壁和底板润湿，并且坍落筒内壁和底板上无明水，底板应放在坚实的水平面上，并把坍落筒放在底板中心，然后用脚踩住两边的踩踏板，将坍落筒固定在底板中心。
将拌制的混凝土分三层均匀装入坍落筒内，使捣实后每层混凝土的高度占筒高的1/3左右，每层用插捣棒插捣均匀。插捣底层时，插捣棒应贯穿底部，插捣第二层和顶层时，插捣棒应贯穿本层至下一层表面。浇灌混凝土应高出筒顶，若混凝土低于筒顶，应随时添加。顶层插捣完后，刮去多余的混凝土，并用抹刀抹平。
清除底板上筒边多余的混凝土，垂直平稳的拔起坍落筒。坍落筒的提离过程应该在5-10秒内完成；从开始装料到提坍落筒的整个过程应不断的进行，并应在150秒内完成。
按照上述方法测得的坍落度290mm。
将拌合物装入模具，振捣出拌合物中的气泡，让拌合物均匀密实，当拌合物表面泛浆且试件上比较平整时，结束振捣，抹平后将试模用保鲜膜密封后静置于材料实验室。
24小时后拆模，拆模后放入标准养生室养护，养护室的温度为20±2℃，相对湿度>95％,试件放在试件放置架上，加湿方式为雾化加湿，养护龄期为28天。
经检测，其28天抗压强度为68.2MPa，28天抗折强度为9.5MPa，28天抗弯强度为7.8MPa。
实例2
一种超高韧性纤维加强混凝土，其原料配合比：普通硅酸盐水泥650kg/m3；粉煤灰350kg/m3；硅灰50kg/m3；机制砂600kg/m3；水240kg/m3，减水剂2％(占水泥质量的百分比)，聚丙烯纤维2％(固体体积率)。
普通硅酸盐水泥的强度等级为P.O52.5级，水泥性能测试结果满足《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)中对于P.O52.5级普通硅酸盐水泥的相关要求。粉煤灰的最大粒径为100μm，球状颗粒含量大于92％，水泥净浆流动度大于200mm，减水率为12％-20％；硅灰的平均粒径为0.1μm，二氧化硅含量为90％-97％；机制砂的最大粒径为2.36mm；减水剂固体含量大于95％，减水率为16％-20％；聚丙烯纤维的长度为12mm，直径为30μm，断裂强度500MPa，断裂伸长率为20％。
超高韧性纤维加强混凝土的制备方法、坍落度的测试方法、成型方式及养生方法与实施例1相同。测量的坍落度为210mm，其28天抗压强度为72.5MPa，28天抗折强度为7.8MPa，28天抗弯强度为6.2MPa。
实例3
一种超高韧性纤维加强混凝土，其原料配合比：普通硅酸盐水泥700kg/m3；粉煤灰350kg/m3；硅灰50kg/m3；细沙600kg/m3；水240kg/m3，减水剂2％(占水泥质量的百分比)，聚丙烯纤维2％(固体体积率)。
普通硅酸盐水泥的强度等级为P.O52.5级，水泥性能测试结果满足《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)中对于P.O52.5级普通硅酸盐水泥的相关要求。粉煤灰的最大粒径为100μm，球状颗粒含量大于92％，水泥净浆流动度大于200mm，减水率为12％-20％；硅灰的平均粒径为0.1μm，二氧化硅含量为90％-97％；机制砂的最大粒径为2.36mm；减水剂固体含量大于95％，减水率为16％-20％；聚丙烯纤维的长度为12mm，直径为30μm，断裂强度500MPa，断裂伸长率为20％。
超高韧性纤维加强混凝土的制备方法、坍落度的测试方法、成型方式及养生方法与实施例1相同。测量的坍落度为160mm，其28天抗压强度为75.1MPa，28天抗折强度为6.9MPa，28天抗弯强度为5.9MPa。实例3中，粉煤灰掺量低，水胶比低，因此混凝土的坍落度低。
实例4
一种超高韧性纤维加强混凝土，其原料配合比：普通硅酸盐水泥600kg/m3；粉煤灰172kg/m3；硅灰85kg/m3；机制砂600kg/m3；水172kg/m3，减水剂2％(占水泥质量的百分比)，聚丙烯纤维2％(固体体积率)。
普通硅酸盐水泥的强度等级为P.O52.5级，水泥性能测试结果满足《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)中对于P.O52.5级普通硅酸盐水泥的相关要求。粉煤灰的最大粒径为100μm，球状颗粒含量大于92％，水泥净浆流动度大于200mm，减水率为12％-20％；硅灰的平均粒径为0.1μm，二氧化硅含量为90％-97％；机制砂的最大粒径为1.18mm；减水剂固体含量大于95％，减水率为16％-20％；聚丙烯纤维的长度为12mm，直径为30μm，断裂强度500MPa，断裂伸长率为20％。
超高韧性纤维加强混凝土的制备方法、坍落度的测试方法、成型方式及养生方法与实施例1相同。测量的坍落度为190mm，其28天抗压强度为65.8MPa，28天抗折强度为8.1MPa，28天抗弯强度为6.7MPa。
实例5
一种超高韧性纤维加强混凝土，其原料配合比：普通硅酸盐水泥650kg/m3；粉煤灰350kg/m3；硅灰50kg/m3；机制砂600kg/m3；水240kg/m3，减水剂2％(占水泥质量的百分比)，聚丙烯纤维2％(固体体积率)。
普通硅酸盐水泥的强度等级为P.O52.5级，水泥性能测试结果满足《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)中对于P.O52.5级普通硅酸盐水泥的相关要求。粉煤灰的最大粒径为100μm，球状颗粒含量大于92％，水泥净浆流动度大于200mm，减水率为12％-20％；硅灰的平均粒径为0.1μm，二氧化硅含量为90％-97％；机制砂的最大粒径为1.18mm；减水剂固体含量大于95％，减水率为16％-20％；聚丙烯纤维的长度为12mm，直径为30μm，断裂强度500MPa，断裂伸长率为20％。
超高韧性纤维加强混凝土的制备方法、坍落度的测试方法、成型方式及养生方法与实施例1相同。测量的坍落度为140mm，其28天抗压强度为67.9MPa，28天抗折强度为7.2MPa，28天抗弯强度为6.1MPa。
实例6
一种超高韧性纤维加强混凝土，其原料配合比：普通硅酸盐水泥700kg/m3；粉煤灰350kg/m3；硅灰50kg/m3；细沙600kg/m3；水240kg/m3，减水剂2％(占水泥质量的百分比)，聚丙烯纤维2％(固体体积率)。
普通硅酸盐水泥的强度等级为P.O52.5级，水泥性能测试结果满足《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)中对于P.O52.5级普通硅酸盐水泥的相关要求。粉煤灰的最大粒径为100μm，球状颗粒含量大于92％，水泥净浆流动度大于200mm，减水率为12％-20％；硅灰的平均粒径为0.1μm，二氧化硅含量为90％-97％；机制砂的最大粒径为1.18mm；减水剂固体含量大于95％，减水率为16％-20％；聚丙烯纤维的长度为12mm，直径为30μm，断裂强度500MPa，断裂伸长率为20％。
超高韧性纤维加强混凝土的制备方法、坍落度的测试方法、成型方式及养生方法与实施例1相同。测量的坍落度为150mm，其28天抗压强度为73.2MPa，28天抗折强度为6.2MPa，28天抗弯强度为5.4MPa。实例3中，粉煤灰掺量低，水胶比低，因此混凝土的坍落度低，强度指标能满足要求。
实例7
一种超高韧性纤维加强混凝土，其原料配合比：普通硅酸盐水泥600kg/m3；粉煤灰172kg/m3；硅灰85kg/m3；河沙600kg/m3；水172kg/m3，减水剂2％(占水泥质量的百分比)，聚丙烯纤维2％(固体体积率)。
普通硅酸盐水泥的强度等级为P.O52.5级，水泥性能测试结果满足《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)中对于P.O52.5级普通硅酸盐水泥的相关要求。粉煤灰的最大粒径为100μm，球状颗粒含量大于92％，水泥净浆流动度大于200mm，减水率为12％-20％；硅灰的平均粒径为0.1μm，二氧化硅含量为90％-97％；河沙的最大粒径为1.18mm；减水剂固体含量大于95％，减水率为16％-20％；聚丙烯纤维的长度为12mm，直径为30μm，断裂强度500MPa，断裂伸长率为20％。
超高韧性纤维加强混凝土的制备方法、坍落度的测试方法、成型方式及养生方法与实施例1相同。测量的坍落度为160mm，其28天抗压强度为50.9MPa，28天抗折强度为6.2MPa，28天抗弯强度为5.2MPa。实例7中采用粒径为1.18mm的河沙，含泥量比机制砂高，因此强度下降明显，并且粒径为1.18mm的河沙还需要再过筛，增加了成本，不利于超高韧性纤维混凝土的推广。
实例8
如图6-图8，免拆卸模板4是预制件，施工时再运输至现场。考虑到制作免拆卸模板4的超高韧性纤维加强混凝土变形能力强，韧性好，制作免拆卸模板4时需要考虑模板在自重作用下的挠度。以长度为l的模板件为例，图6中q为自重引起的均布荷载，图7中F为单位力，作用于A点，根据单位荷载法的原理将图7和图8中的弯矩图进行图乘，如图8所示，A点的挠度为：
Figure BDA0002687086770000171
Figure BDA0002687086770000172
则需要在底模上设置预拱度为
Figure BDA0002687086770000181
其中E为模板材料的弹性模量，I为惯性矩。
本发明公开了以下技术效果：上层用超高韧性纤维混凝土浇筑，下层用微膨胀混凝土浇筑，抗拉和抗压强度高，耐久性好，能有效解决湿接头抗拉和抗冲击能力差的问题，并且自带免拆卸模板，大大简化了模板搭设拆除的工作，节省了大量工期，而且湿接头施工模板安装及拆卸困难，且损坏较大、周转使用次数较少，同时施工工人需要高空作业，存在安全隐患，免拆卸模板能有效解决模板的损耗，节约成本，避免了搭设拆除模板的安全隐患。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造，其特征在于，包括：于桥墩(1)上安装的永久支座(2)，湿接头构造和免拆卸模板(4)；所述免拆卸模板(4)固定安装于所述永久支座(2)上，所述湿接头构造设置于所述免拆卸模板(4)上方；
所述免拆卸模板(4)为由底膜(5)和两侧模(6)组合形成的灌浆槽(7)；所述灌浆槽(7)的外形轮廓为U型；所述灌浆槽(7)的槽壁均匀分布若干个栓钉(8)，栓钉(8)的内端埋设在混凝土内，栓钉(8)的头部裸露在所述灌浆槽(7)内部；
所述湿接头构造包括现浇段(9)和预制段；所述预制段的预支简支梁(3)通过所述现浇段(9)连接；所述现浇段(9)下层浇筑高强度微膨胀混凝土(10)，上层浇筑超高韧性混凝土(11)；
所述现浇段(9)上层内部预留有预应力孔道(12)；所述预应力孔道(12)两侧施加有垫板(13)和锚具(14)，并通过所述垫板(13)和锚具(14)张拉预应力钢筋(15)。
2.根据权利要求1所述的超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造，其特征在于：所述预制段采用普通混凝土；所述预制段还包括简支梁端钢筋(16)，搭接钢筋(17)和架立钢筋(18)；简支梁端伸出有所述简支梁端钢筋(16)，并与所述架立钢筋(18)和搭接钢筋(17)互相搭接，以增强所述湿接头构造的抗剪力。
3.根据权利要求1所述的超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造，其特征在于：所述预应力钢筋(15)采取防锈处理或采用抗锈蚀能力强的FRP筋；所述预应力钢筋(15)两侧通过所述垫板(13)和锚具(14)形成有锚固区；所述锚固区预留的空洞封锚后通过混凝土填补。
4.根据权利要求1所述的超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造，其特征在于：所述高韧性混凝土(11)的配比优选为普通硅酸盐水泥600-700kg/m3；粉煤灰150-350kg/m3；硅灰50-100kg/m3；细沙600-700kg/m3；水150-240kg/m3，减水剂2％，聚丙烯纤维1.5％-2％。
5.根据权利要求1所述的超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造，其特征在于：所述免拆卸模板(4)应满足
Figure FDA0002687086760000021
△为模板底膜的预拱度；q为自重引起的均布荷载；l为模板长度；E为模板材料的弹性模量，I为惯性矩。
6.根据权利要求1所述的超高韧性混凝土简支转连续梁桥构造，其特征在于：所述免拆卸模板(4)采用的混凝土为抗压强度不小于60MPa，抗折强度不小于8MPa，抗弯强度不小于7MPa的聚丙烯超高韧性纤维加强混凝土。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述的超高韧性混凝土简支转连续梁桥制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备预制简支梁和免拆卸模板；
2)在桥墩上安装临时支座和永久支座，把预制好的免拆卸模板固定在永久支座上；
3)用架桥机吊装预制简支梁就位，简支梁外轮廓与免拆卸模板对齐并焊接固定；
4)拆除临时支座，将预应力钢筋穿过预留预应力孔道，先浇筑预留现浇段下部高强度微膨胀混凝土，然后再浇筑上层超高韧性混凝土，达到张拉强度后，进行锚固，最后灌浆封锚。
8.根据权利要求7所述的超高韧性混凝土简支转连续梁桥制作方法，其特征在于：所述临时支座底部通过硫黄砂浆安装在所述桥墩上，便于后期拆除；所述永久支座通过钢板与所述免拆卸模板固定连接。
9.根据权利要求7所述的超高韧性混凝土简支转连续梁桥制作方法，其特征在于：步骤一中所述预制简支梁的预制具体为先在所述预支简支梁的模板内搭设简支梁钢筋骨架；再在所述预制简支梁端部设计位置预留穿过预应力钢筋的预应力孔道；最后对所述预制简支梁进行混凝土浇筑。
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