CN116479997A - 一种高抗力连筋法装配式遮弹层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高抗力连筋法装配式遮弹层及其制备方法，所述遮弹层承受钻地弹直接打击，为单层或多层结构，每层结构由多个预制件拼装而成，所述预制件可为平整预制件或者凸凹榫卯预制件，其中相邻的凸凹榫卯预制件通过榫卯让位交错嵌合装配，这样可以增加块体之间的抗剪切力和整体约束性能。所述预制件中预留波纹管，在孔中穿入连接筋（螺纹钢、预应力钢绞线或者FRP筋），使得各个预制件连接。预制件拼接缝处灌入高流动性砂浆或者超高性能混凝土（UHPC）将各预制件体连接成整体，层与层之间的预制件可以采用齐缝或者错缝布置。高强遮弹层的预制件采用工厂预制，材料的力学性能得到可靠保证。

Description

一种高抗力连筋法装配式遮弹层及其制备方法

技术领域

本发明属于军事设施防护技术领域，具体涉及一种高抗力连筋法装配式遮弹层及其制备方法。

背景技术

第二次世界大战后，各国为在国际竞争中取得主导地位，新型高能炸药、钻地武器迅速发展。与常规钻地弹相比，近年来出现的新型钻地弹具有打击速度高（可达2000m/s）、侵彻能力强（如5000磅“地堡克星”GBU-28钻地弹侵彻普通混凝土可达7m）、爆炸威力大（如MOP巨型炸弹内装载2.7吨高爆炸药）等特点，对防护任务提出了极其严峻的挑战。

为抵抗钻地弹的侵彻和爆炸作用，用于爆炸和弹道防护的防护材料也取得了重大进展。从单片材料向由杂化聚合物、混凝土和金属材料等组成的多层夹层式结构转变。主要包括遮弹层、分配层和主体结构层。新型钻地弹侵彻能力强，遮弹层通常采用现浇的普通混凝土或高强混凝土（如抗压强度为100MPa的C100混凝土）。高强混凝土遮弹层浇筑体量大，涉及到大体积浇筑，现场力学性能难以得到有效保证，导致现场浇筑与标准养护试件的力学性能差距较大。同时，难以再次承受武器的打击，造成二次损伤。

综上所述，亟待提出一种可快速施工、质量有保证的新型装配式高抗力遮弹层，以有效抗衡新型钻地弹的打击，免受弹道冲击和不同类型的爆炸事件带来的损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高抗力连筋法装配式遮弹层及其制备方法，解决现有高抗力遮弹层施工速度慢、质量管控难的问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种高抗力连筋法装配式遮弹层，包括至少一个层结构，所述层结构包括多个可拼装的预制件；

所述预制件中预埋有波纹管，在所述波纹管中可穿设有连接筋，所述预制件之间通过连接筋连接为一体。

进一步的，预制件预埋的波纹管采用让位设置，实现对向交替相间布置；

所述连接筋包括螺纹钢、预应力钢绞线和FRP筋的任意一种或者多种。

进一步的，高抗力连筋法装配式遮弹层，其特征在于，所述遮弹层包括多个层结构；

所述预制件中预留有纵向的波纹管，在纵向的波纹管中穿设有纵向的连接筋，多个层结构的预制件之间通过纵向的连接筋连接为一体；

多个层结构之间的预制件采用齐缝或者错缝布置。

进一步的，所述预制件内预埋有三向波纹管；

和/或，所述预制件内还布设有钢筋笼；

和/或，所述连接筋采用螺栓锚固预紧；

和/或，预制件的拼接缝处灌入高流动性砂浆或者超高性能混凝土，从而将各预制件体连接成整体。

进一步的，所述预制件为正四棱柱型；

预制件的设计体积为1~8m³，对边距为0.5~3m，厚度为0.4~2m。

进一步的，所述预制件为齐缝榫卯预制件，所述齐缝榫卯预制件的相邻两块侧面板以及上面板设置有梯形凹槽，其他两块侧面板以及下底板设置有梯形凸齿；相邻的凸凹榫卯预制件通过榫卯让位交错嵌合装配；

和/或，所述预制件为错缝榫卯预制件，所述错缝榫卯预制件至少包括第一预制件和第二预制件；所述第一预制件的四个侧面为梯形凹槽，上表面为十字形凸齿，下表面为梯形凹槽，所述第二预制件的四个侧面为梯形凸齿，上表面为梯形凸齿，下表面为十字形凸齿组成；预制件为层间错位布置，每个预制件的凸齿或者凹槽分别与四个同层相邻的预制件拼装成凹槽或者凸齿咬合；

和/或，所述预制件为齐缝湿接榫卯预制件，所述齐缝湿接榫卯预制件的六个面均为梯形凹槽面板；

和/或，所述预制件为错缝湿接榫卯预制件，所述错缝湿接榫卯预制件至少包括第三预制件和第四预制件；所述第一预制件的四个侧面为梯形凹槽，上表面为十字形凸齿，下表面为梯形凹槽，所述第二预制件的四个侧面为梯形凸齿，上表面为梯形凸齿，下表面为十字形凸齿组成；预制件为层间错位布置，每个预制件的凸齿或者凹槽分别与四个同层相邻的预制件拼装成凹槽或者凸齿咬合；

和/或，所述预制件为六棱柱型。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的遮弹层的制备方法，包括单层平整装配预制件法，所述单层平整装配预制件法包括以下步骤：

制备预制件；

拼装；采用水平连筋单层预制件平整装配，按照侧边对齐的方式拼装成层；

穿筋；根据所需遮弹层的尺寸大小将连接筋依次穿入所有波纹管中，使得各个预制件连接；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到遮弹层。

进一步的，制备预制件的方法包括：

立模：根据设计的预制件的形状设置组合式模板，根据设计的预埋波纹管位置在四块组合式侧面模板上打孔，然后将侧面板安装在底面模板上，在模板的内表面涂刷脱模剂；

布置预埋波纹管：在各模板安装波纹管，各预埋波纹管相互平行，波纹管两端口用塞子塞住，防止浇筑时的浆体进入波纹管；

浇筑混凝土：配置混凝土，浇筑混凝土并振捣；

拆模养护：1~2天后拆除模板，进行工厂化养护；

所述混凝土为强度不低于120MPa的高强纤维混凝土，该混凝土1m3所需材料配比为：高强水泥532kg/m3，活性粉末230kg/m3，砂子623kg/m3，石子1018kg/m3，水122kg/m3，减水剂21kg/m3，钢纤维25kg/m3。

进一步的，所述预制件中预留有纵向的波纹管；

所述方法还包括多层平整装配预制件法，所述多层平整装配预制件法包括以下步骤：

齐缝拼装遮弹层的第一层面，出入水平筋，同理拼装第二层面；

穿筋，在对齐的预留孔中穿入横向连接筋和纵向连接筋；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到整个遮弹层。

进一步的，所述预制件的相邻两块侧面板以及上面板设置有梯形凹槽，其他两块侧面板以及下底板设置有梯形凸齿；相邻的凸凹榫卯预制件通过榫卯让位交错嵌合装配；

所述方法还包括齐缝榫卯装配预制件法，所述齐缝榫卯装配预制件法包括以下步骤：

拼装遮弹层的第一层面；采用三向连筋预制件平整装配，首先在预制件侧面凹槽处挂浆，依次将预制件按照工程尺寸大小进行齐缝堆砌，预制件侧面的齿可以无缝咬合，在接缝处挤出浆体，按照侧边对齐的方式拼装成面层；

拼装遮弹层的第二层面；在第一层遮弹层拼装完成后，在预制件的第一层上部及侧面凹槽处挂涂环氧树脂或者砂浆，注意避开波纹管预留孔，将预制件进行齐缝拼装粘结，保证连接筋可以顺利穿过；

拼装遮弹层的第三层面；在第二层遮弹层拼装完成后，在预制件的第二层上部及侧面凹槽处挂涂环氧树脂或者砂浆，注意避开波纹管预留孔，将预制件进行齐缝拼装粘结，保证连接筋可以顺利穿过；

穿筋，在对齐的预留孔中穿入横向连接筋和纵向连接筋；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到整个齐缝榫卯接装配遮弹层；

和/或，

所述预制件至少包括第一预制件和第二预制件；所述第一预制件的四个侧面为梯形凹槽，上表面为十字形凸齿，下表面为梯形凹槽，所述第二预制件的四个侧面为梯形凸齿，上表面为梯形凸齿，下表面为十字形凸齿组成；预制件为层间错位布置，每个预制件的凸齿或者凹槽分别与四个同层相邻的预制件拼装成凹槽或者凸齿咬合；

所述方法还包括错缝榫卯装配预制件法，所述错缝榫卯装配预制件法，包括以下步骤：

拼装遮弹层的第一层面；采用三向连筋预制件平整装配，首先在预制件侧面凹槽处挂浆，依次将第一预制件和第二预制件按照工程尺寸大小进行齐缝堆砌，第一预制件和第二预制件侧面的齿可以无缝咬合，在接缝处挤出浆体，按照侧边对齐的方式拼装成面层；

拼装遮弹层的第二层面；在第一层遮弹层拼装完成后，在预制件的第一层拼接成的上部凹槽处及侧面凹槽处挂涂环氧树脂或者砂浆，避开波纹管预留孔，将预制件进行错缝拼装粘结，即沿遮弹层第一层面对角线方向以1/2预制件边长错缝拼装第二层面，在第二层面的最外排补装半宽遮弹层预制件，使上下面层的外周侧面上下对齐；保证连接筋可以顺利穿过；

拼装遮弹层的第三层面；在第二层遮弹层拼装完成后，在预制件的第二层拼接成的上部凹槽处及侧面凹槽处挂涂环氧树脂或者砂浆，注意避开波纹管预留孔，将预制件进行错缝拼装粘结，即沿遮弹层第二层面对角线方向以1/2预制件边长错缝拼装第三层面，由于错缝原因，在第三层面的最外排补装半宽遮弹层预制件，使上下面层的外周侧面上下对齐；保证连接筋可以顺利穿过；

穿筋，在对齐的预留孔中穿入横向连接筋和纵向连接筋；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到整个齐缝榫卯接装配遮弹层；

和/或，

所述预制件的六个面均为梯形凹槽面板；

所述方法还包括齐缝湿接榫卯预制件法，所述齐缝湿接榫卯预制件法，包括以下步骤：

拼装遮弹层；采用预制件平整装配，按照侧边对齐的方式拼装成工程所需尺寸大小的面层；

穿筋，在对齐的预留孔中穿入横向连接筋和纵向连接筋；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到整个齐缝榫卯接装配遮弹层；

和/或，

所述预制件至少包括第三预制件和第四预制件；所述第一预制件的四个侧面为梯形凹槽，上表面为十字形凸齿，下表面为梯形凹槽，所述第二预制件的四个侧面为梯形凸齿，上表面为梯形凸齿，下表面为十字形凸齿组成；预制件为层间错位布置，每个预制件的凸齿或者凹槽分别与四个同层相邻的预制件拼装成凹槽或者凸齿咬合；

所述方法还包括错缝湿接榫卯预制件法，所述错缝湿接榫卯预制件法，包括以下步骤：

拼装遮弹层的第一层面；采用预制件平整装配，按照侧边对齐的方式拼装成工程所需尺寸大小的面层；

拼装遮弹层的第二层面；在第一层遮弹层拼装完成后，在预制件的第一层上部将第三预制件和第四预制件进行错缝拼装，即沿遮弹层第一层面对角线方向以1/2预制件边长错缝拼装第二层面，由于错缝原因，在第二层面的最外排补装半宽遮弹层预制件，使上下面层的外周侧面上下对齐；

穿筋，在对齐的预留孔中穿入横向连接筋和纵向连接筋；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到整个齐缝榫卯接装配遮弹层。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明通过工厂制作遮弹层预制件，现场连筋拼装的方式构筑高强遮弹层，与现有抗新型钻地弹的现场大体积浇筑的高强混凝土遮弹层相比，具有施工速度快、材料力学性能可靠保证等优势，同时减小模板用量，施工综合成本与整体现浇式相当。

与现有方法相比，本发明中的预制件可以将螺纹钢、预应力钢绞线或者FRP筋穿入预制件中的预留波纹管对预制件施加预应力，提高了遮弹层的抗裂度、刚度，使块体之间更加紧凑，整体性更好，约束作用更强，有利于提高抗侵彻性能。连接的各面设置凸凹榫卯结构，相邻的预制件通过榫卯的嵌合装配，这样可以增加块体之间的抗剪切力和整体约束性能。对装配体通过预应力筋施加预应力，并在接缝中浇筑强度不低于120MPa的超高性能混凝土，可使预制件之间粘结性能得到可靠保证，抗新型钻地弹的侵彻能力与其整体现浇式遮弹层相当。

本发明中遮弹层预制件可采用预应力约束高强混凝土，通过高强度的韧性材料对混凝土施加预应力围压作用，可有效提高单个预制件的抗侵彻性能，降低遮弹层厚度。

本发明在指挥通信、武器装备等地下军事实施的防护领域具有广阔的应用前景。

高强遮弹层的预制件采用工厂预制，材料的力学性能得到可靠保证；（2）便于快速施工，首先排列布置遮弹层预制件，穿入连接筋并压浆，将预制件连接成整体，施工工期短。

本发明的制备方法，可大幅降低施工时间，大幅度减少模板使用量，综合造价与整体浇筑式相当，但可有效克服超高性能混凝土现场普通工艺施工的难题。

当遮弹层受到打击发生破坏时，由于该结构为装配式结构可以快速将破坏的预制件拆卸和修复。

附图说明

图1为预埋水平波纹管预制件示意图。

图2为预埋三向波纹管预制件示意图。

图3为配置钢筋笼预制件示意图。

图4为配置齐缝榫卯预制件示意图。

图5为配置错缝榫卯预制件示意图。

图6为配置齐缝湿接榫卯预制件示意图。

图7为配置错缝湿接榫卯预制件示意图。

图8为水平连筋单层遮弹层装配示意图。

图9为水平连筋单层遮弹层遮弹层示意图。

图10为水平连筋多层齐缝装配遮弹层示意图。

图11为水平连筋多层错缝装配遮弹层示意图。

图12为三向连筋多层齐缝装配遮弹层示意图。

图13为齐缝榫卯接装配遮弹层施工流程。

图14为齐缝榫卯接装配遮弹层示意图。

图15为错缝榫卯接装配遮弹层示意图。

图16为齐缝湿接装配遮弹层施工流程。

图17为齐缝湿接装配遮弹层示意图。

图18为错缝湿接装配遮弹层示意图。

图19为六边形预制件遮弹层示意图。

图中：1、模板；2、波纹管；3、钢筋笼；4、预制件；41、榫卯接预制件；42、预留湿接腔；43、六棱柱型预制件；5、压浆管；6、泌水管；7、结构筋；71、水平筋；72、纵向筋；8、波纹管预留孔；9、拼接缝；10、梯形凸块；11、梯形凹槽；12、波纹孔道；13、压浆孔；14、螺母；15、锚垫板；16、注浆管道；17、浆体；18、封锚块；19、剪力连接键；20、纵向连接筋；22、锚具。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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实施例和简化描述，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实施例的限制。

实施例一：

如图1所示，本实施例中，装配式遮弹层的基本构成单元为一种预埋水平波纹管2的正四棱柱型混凝土预制件4，预制件4上的预埋波纹管2采用让位设置，实现对向交替相间布置，便于后续螺纹钢、预应力钢绞线或者FRP筋的垂直插入，不受对面螺纹钢、预应力钢绞线或者FRP筋占位影响。

为了便于运输和吊装装配，本实施例的预制件4的设计体积为0.1~12m³，优选1~8m³，对边距为0.5~3m，厚度为0.4~2m。具体制备步骤为：

（1）立模：首先根据设计的预埋波纹管2位置在四块组合式侧面模板1上打孔，然后将侧面板安装在底面模板1上，在模板1的内表面涂刷脱模剂。

（2）布置预埋波纹管2：在各模板1安装波纹管2，各预埋波纹管2相互平行，波纹管2两端口用塞子塞住，防止浇筑时的浆体17进入波纹管2。

（3）浇筑混凝土：配置混凝土，浇筑混凝土并振捣。

拆模养护：1~2天后拆除模板1，进行工厂化养护。

步骤4所述的混凝土为强度不低于120MPa的高强纤维混凝土，该混凝土1m3所需材料配比为：高强水泥532kg/m3，活性粉末230kg/m3，砂子623kg/m3，石子1018kg/m3，水122kg/m3，减水剂21kg/m3，钢纤维25kg/m3。

实施例二：

如图2所示，本实施例与实施例一不同之处在于，本实施例中的装配式遮弹层的基本构成单元为一种预埋三向波纹管2的正四棱柱型混凝土预制件4，即在实施例二的步骤2的模板1中安装竖向波纹管2，用于穿入竖向连接筋。

实施例三：

如图3所示，本实施例与实施例二不同之处在于，本实施例中的装配式遮弹层的基本构成单元为一种三向预埋波纹管2和钢筋笼3的正四棱柱型混凝土预制件4，即在实施例二的基础上进一步布设钢筋笼3，增加预制件4的抗弹性能。

具体制备步骤为：

（1）立模：该步骤同实施例二的步骤1。

（2）制备、放置钢筋笼3：根据工程计算的钢筋规格焊接钢筋制备钢筋笼3，随后将其放置在模具中，并且避开预留的波纹管2。

（3）布置预埋波纹管2：在各模板1安装横向和纵向的波纹管2，各预埋波纹管2相互平行，波纹管2两端口用塞子塞住，防止浇筑时的浆体17进入波纹管2。

（4）浇筑混凝土：该步骤同实施例一的步骤3。

（5）拆模养护：该步骤同实施例一的步骤4。

步骤4所述的混凝土配方同实施例一。

实施例四：

如图4所示，本实施例与实施例一不同之处在于，本实施例中的装配式遮弹层的基本构成单元为一种预埋波纹管2齐缝榫卯混凝土预制件4。上述实施例的预制件4侧面为平整面，因此在拼装时，预制件4之间通过挂涂环氧树脂或者砂浆进行粘结，但粘结可靠度不高，在强动载作用下，很难有效的传递剪切力，整体性效果稍差。因此本实施例将预制件4的表面设置成凸凹榫卯结构，相邻的预制件4通过榫卯的嵌合装配，这样可以增加块体之间的抗剪切力和整体约束性能。对装配体通过预应力筋施加预应力，使块体之间更加紧凑，整体性更好，约束作用更强，有利于提高抗侵彻性能。模具由两块相邻的梯形凹槽11侧面板及上面板(如图4左侧)和两块相邻的梯形凸齿侧面板和下底板(如图4右侧)组成。

具体制备步骤为：

（1）立模： 根据图4设计的齐缝榫卯预制件4模具拼装组合各个面板，根据预埋波纹管2的位置在六块组合式侧面模板1上打孔，然后将其安装在底面模板1上，在模板1的内表面涂刷脱模剂。

（2）布置预埋波纹管2：该步骤同实施例一的步骤2。

（3）浇筑混凝土：该步骤同实施例一的步骤3。

（4）拆模养护：该步骤同实施例一的步骤4。

步骤4所述的混凝土配方同实施例一。

实施例五：

如图5所示，本实施例与实施例四不同之处在于，由于本实施例预制件4为层间错位布置，每个预制件4的凸齿或者凹槽分别与四个同层相邻的预制件4拼装成凹槽或者凸齿咬合，因此一种预制件4的四个侧面为梯形凹槽11，上表面为十字形凸齿，下表面为梯形凹槽11(如图5左侧)，另一种预制件4的四个侧面为梯形凸齿，上表面为梯形凸齿，下表面为十字形凸齿(如图5右侧)组成。

具体制备步骤为：

（1）立模： 根据图5设计的齐缝榫卯预制件4模具拼装组合各个面板，将预埋波纹管2安装在六块组合式模板1内，在模板1的内表面涂刷脱模剂。

（2）布置预埋波纹管2： 该步骤同实施例一的步骤2。

（3）浇筑混凝土：该步骤同实施例一的步骤3。

（4）拆模养护：该步骤同实施例一的步骤4。

步骤4所述的混凝土配方同实施例一。

实施例六：

如图6所示，本实施例与实施例四不同之处在于，模具由六块相同的梯形凹槽11面板（如图6）组成，制备方法同实施例四。

实施例七：

如图7所示，本实施例与实施例五不同之处在于，本实施例的侧面为梯形凹槽11，上下表面的形状同实施例五（如图7）。

实施例八：水平连筋（预应力），单层平整装配预制件。

水平连筋单层遮弹层装配示意图如图8所示，本实施例在结构层表面的调平层上装配遮弹层预制件4，形成单层构造的遮弹层结构。本实施例的遮弹层预制件4采用实施例一或实施例三所述的预制件4作为基本拼装单元。所述遮弹层预制件4的长宽高分别为1m×1m×0.6m，重量在1.44吨，运输和吊装方便。

具体制备步骤为：

（1）拼装。本层采用水平连筋单层预制件4平整装配，按照侧边对齐的方式拼装成层。

（2）穿筋。根据所需遮弹层的尺寸大小将连接筋依次穿入所有波纹管2预留孔中，使得各个预制件4连接。

（3）螺栓锚固预紧。采用螺栓将螺纹钢、预应力钢绞线或者FRP筋进行锚固预紧。通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件4水平方向的预应力，预制件4仅在水平方向有预应力。

（4）孔洞压浆。向预留的压浆管5道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管6中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管2。

（5）封锚。在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到单层遮弹层（如图9）。

螺栓紧固预紧时，采用锚垫板15和螺母14对孔洞外部进行封控，锚垫板15上设有压浆孔13，用于通过注浆管道16输入砂浆进入孔洞。

实施例九：水平连筋（预应力），多层平整装配预制件。

如图10所示，本实施例与实施例八不同之处在于，本实施例在结构层表面的调平层上装配遮弹层预制件4，形成多层构造的遮弹层结构，且上下层齐缝排布。

实施例十：水平连筋（预应力），多层错缝平整装配预制件。

如图11，本实施例与实施例九不同之处在于，本实施例在结构层表面的调平层上装配遮弹层预制件4，形成多层构造的遮弹层结构，且相邻层采用错缝布置，以减少遮弹层的薄弱点。

实施例十一：三向连筋（预应力），多层平整装配预制件。

如图12所示，本实施例与实施例九不同之处在于，本实施例的遮弹层预制件4采用实施例二或实施例三所述的预制件4作为基本拼装单元。连接筋穿入水平方向及垂直方向预留的预制件4波纹管2，预制件4受到三向约束或者三向预应力。

具体制备步骤为：

（1）齐缝拼装遮弹层的第一层面，出入水平筋。同理拼装第二层面。

（2）穿筋，在对齐的预留孔中穿入连接筋。

（3）螺栓锚固预紧。该步骤同实施例八的步骤3。

（4）孔洞压浆。该步骤同实施例八的步骤4。

（5）封锚。该步骤同实施例八的步骤5。

实施例十二：三向连筋（预应力），齐缝榫卯装配预制件。

如图13所示，本实施例与实施例十一不同之处在于，本实施例的遮弹层预制件4采用实施例四所述的预制件4作为基本拼装单元。预制件4表面设置成凸凹榫卯结构，使得相邻层间预制件4之间凸榫连接，增加预制件4块体之间的抗剪切力和整体约束性能。具体制备步骤为：

（1）拼装遮弹层的第一层面。本层采用三向连筋预制件4平整装配，首先在预制件4侧面凹槽处挂浆，依次将预制件4按照工程尺寸大小进行齐缝堆砌，预制件4侧面的齿可以无缝咬合，在接缝处挤出浆体17，按照侧边对齐的方式拼装成面层。

（2）拼装遮弹层的第二层面。在第一层遮弹层拼装完成后，在预制件4的第一层上部及侧面凹槽处挂涂环氧树脂或者砂浆，注意避开波纹管2预留孔，将预制件4进行齐缝拼装粘结，保证连接筋可以顺利穿过。

（3）拼装遮弹层的第三层面。该步骤同该实施例的步骤2。

（4）穿筋。该步骤同实施例八的步骤2。

（5）螺栓锚固预紧。该步骤同实施例八的步骤3。向预留的压浆管5道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管6中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管2。同时，向预制件4的表面留置凹槽形成的湿接腔中灌注混凝土以填充接缝，预制件4之间的预留湿接腔42中混凝土凝固后形成剪力连接键19。

（6）孔洞压浆。该步骤同实施例八的步骤4。

（7）封锚。该步骤同实施例八的步骤5，制得齐缝榫卯接装配遮弹层（如图14），封锚结束后，最边缘的预制块的外部压浆孔13处灌注混凝土形成封锚块18。

实施例十三：三向连筋（预应力），错缝榫卯装配预制件。

如图15所示，本实施例与实施例十二不同之处在于，本实施例的遮弹层预制件4采用实施例五所述的预制件4作为基本拼装单元。相邻层采用错缝布置减少遮弹层的薄弱点。

具体制备步骤为：

（1）拼装遮弹层的第一层面。该步骤同实施例十二的步骤1。

（2）拼装遮弹层的第二层面。在第一层遮弹层拼装完成后，在预制件4的第一层拼接成的上部凹槽处及侧面凹槽处挂涂环氧树脂或者砂浆，注意避开波纹管2预留孔，将预制件4进行错缝拼装粘结，即沿遮弹层第一层面对角线方向以1/2预制件4边长错缝拼装第二层面，由于错缝原因，在第二层面的最外排补装半宽遮弹层预制件4，使上下面层的外周侧面上下对齐。保证连接筋可以顺利穿过。

（3）拼装遮弹层的第三层面。该步骤同该实施例的步骤2。

（4）穿筋。该步骤同实施例八的步骤2。

（5）螺栓锚固预紧。该步骤同实施例八的步骤3。

（6）孔洞压浆。该步骤同实施例八的步骤4，向预留的压浆管5道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管6中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管2。

（7）封锚。该步骤同实施例八的步骤5，制得错缝榫卯接装配遮弹层（如图15）。

实施例十四：三向连筋（预应力），齐缝留置空腔湿接法装配预制件。

该方法是鉴于实施例十二挂浆粘结，施工速度可能受限。如图16所示，本实施例与实施例十二不同之处在于本实施例的遮弹层预制件4采用实施例六所述的预制件4作为基本拼装单元。预制件4的表面都留置凹槽，拼装时形成湿接腔，此实施例不需要像实施例十二一样，每块的侧面需要挂浆挤压粘结，所以施工速度可能更快，可视为部分湿接法。

具体制备步骤为：

（1）拼装遮弹层。采用三向连筋多层预制件4平整装配，按照侧边对齐的方式拼装成工程所需尺寸大小的面层。

（2）穿筋。该步骤同实施例八的步骤2。

（3）螺栓锚固预紧。该步骤同实施例八的步骤3。

（4）孔洞压浆。该步骤同实施例八的步骤4，向预留的压浆管5道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管6中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管2。同时，向预制件4的表面留置凹槽形成的湿接腔中灌注混凝土以填充接缝，预制件4之间的预留湿接腔42中混凝土凝固后形成剪力连接键19。

（5）封锚。该步骤同实施例八的步骤5。制得齐缝湿接装配遮弹层如图17所示。

步骤4所述的填充接缝混凝土采用超高性能混凝土，配合比同实施例一所述的CF120混凝土配方。

实施例十五：三向连筋（预应力），错缝留置空腔湿接法装配预制件。

如图18所示，本实施例与实施例十四不同之处在于本实施例的遮弹层预制件4采用实施例七所述的预制件4作为基本拼装单元。相邻层采用错缝布置减少遮弹层的薄弱点。

具体制备步骤为：

（1）拼装遮弹层的第一层面。该步骤同实施例十一的步骤1。

（2）拼装遮弹层的第二层面。在第一层遮弹层拼装完成后，在预制件4的第一层上部将预制件4进行错缝拼装，即沿遮弹层第一层面对角线方向以1/2预制件4边长错缝拼装第二层面，由于错缝原因，在第二层面的最外排补装半宽遮弹层预制件4，使上下面层的外周侧面上下对齐（如图18）。保证螺纹钢或预应力钢绞线可以顺利穿过。

（3）穿筋。该步骤同实施例八的步骤2。

（4）螺栓锚固预紧。该步骤同实施例八的步骤3。

（5）孔洞压浆。该步骤同实施例八的步骤4，向预留的压浆管5道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管6中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管2。同时，向预制件4的表面留置凹槽形成的湿接腔（预留湿接腔42）中灌注混凝土以填充接缝，其凝结后形成剪力连接键19。

（6）封锚。该步骤同实施例八的步骤5。

实施例十六：四向连筋（预应力），六边形多层平整装配预制件。

如图19所示，本实施例与实施例十一不同之处在于，本实施例的遮弹层预制件4采用六棱柱作为基本拼装单元。

六棱柱，既正六边形预制块更接近圆形，受到冲击后，六个钝角应力集中现象没有那么明显，而四边形的角部为90度，则尖角处的应力比较集中，因此六边形柱或六棱柱的抗冲击性能一般会更佳。

如图19所述，六边形多层平整装配预制件中波纹管2设置有3个方向，对应波纹管2的六个面，每个面上开设有波纹管2预留孔，与邻近的其他六边形多层平整装配预制件相适配。

六棱柱，既正六边形预制块更接近圆形，受到冲击后，六个钝角应力集中现象没有那么明显，而四边形的角部为90度，则尖角处的应力比较集中，因此六边形柱或六棱柱的抗冲击性能一般会更佳。

实施例七：湿接吊装多个六棱柱预制件41装配。

如图18所示，本实施例与实施例四不同之处在于，本实施例采用的预制件41为多层六棱柱，在钢筋笼33的单孔内叠装多层六棱柱预制件41，制成更厚的遮弹层，具体制作步骤与实施例六相同。

具体制备步骤与实施例十一相同。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种高抗力连筋法装配式遮弹层，其特征在于，包括至少一个层结构，所述层结构包括多个可拼装的预制件；

所述预制件中预埋有波纹管，在所述波纹管中可穿设有连接筋，所述预制件之间通过连接筋连接为一体。

2.根据权利要求1所述的高抗力连筋法装配式遮弹层，其特征在于，预制件预埋的波纹管采用让位设置，实现对向交替相间布置；

所述连接筋包括螺纹钢、预应力钢绞线和FRP筋的任意一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的高抗力连筋法装配式遮弹层，其特征在于，高抗力连筋法装配式遮弹层，其特征在于，所述遮弹层包括多个层结构；

所述预制件中预留有纵向的波纹管，在纵向的波纹管中穿设有纵向的连接筋，多个层结构的预制件之间通过纵向的连接筋连接为一体；

多个层结构之间的预制件采用齐缝或者错缝布置。

4.根据权利要求1所述的高抗力连筋法装配式遮弹层，其特征在于，所述预制件内预埋有三向波纹管；

和/或，所述预制件内还布设有钢筋笼；

和/或，所述连接筋采用螺栓锚固预紧；

和/或，预制件的拼接缝处灌入高流动性砂浆或者超高性能混凝土，从而将各预制件体连接成整体。

5.根据权利要求1所述的高抗力连筋法装配式遮弹层，其特征在于，预制件的设计体积为1~8m³，对边距为0.5~3m，厚度为0.4~2m。

6.根据权利要求1所述的高抗力连筋法装配式遮弹层，其特征在于，所述预制件为齐缝榫卯预制件，所述齐缝榫卯预制件的相邻两块侧面板以及上面板设置有梯形凹槽，其他两块侧面板以及下底板设置有梯形凸齿；相邻的凸凹榫卯预制件通过榫卯让位交错嵌合装配；

和/或，所述预制件为错缝榫卯预制件，所述错缝榫卯预制件至少包括第一预制件和第二预制件；所述第一预制件的四个侧面为梯形凹槽，上表面为十字形凸齿，下表面为梯形凹槽，所述第二预制件的四个侧面为梯形凸齿，上表面为梯形凸齿，下表面为十字形凸齿组成；预制件为层间错位布置，每个预制件的凸齿或者凹槽分别与四个同层相邻的预制件拼装成凹槽或者凸齿咬合；

和/或，所述预制件为齐缝湿接榫卯预制件，所述齐缝湿接榫卯预制件的六个面均为梯形凹槽面板；

和/或，所述预制件为错缝湿接榫卯预制件，所述错缝湿接榫卯预制件至少包括第三预制件和第四预制件；所述第一预制件的四个侧面为梯形凹槽，上表面为十字形凸齿，下表面为梯形凹槽，所述第二预制件的四个侧面为梯形凸齿，上表面为梯形凸齿，下表面为十字形凸齿组成；预制件为层间错位布置，每个预制件的凸齿或者凹槽分别与四个同层相邻的预制件拼装成凹槽或者凸齿咬合；

和/或，所述预制件为六棱柱型；

和/或，所述预制件为正四棱柱型。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的遮弹层的制备方法，其特征在于，包括单层平整装配预制件法，所述单层平整装配预制件法包括以下步骤：

制备预制件；

拼装；采用水平连筋单层预制件平整装配，按照侧边对齐的方式拼装成层；

穿筋；根据所需遮弹层的尺寸大小将连接筋依次穿入所有波纹管中，使得各个预制件连接；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到遮弹层。

8.根据权利要求7所述的遮弹层的制备方法，其特征在于，制备预制件的方法包括：

立模：根据设计的预制件的形状设置组合式模板，根据设计的预埋波纹管位置在四块组合式侧面模板上打孔，然后将侧面板安装在底面模板上，在模板的内表面涂刷脱模剂；

布置预埋波纹管：在各模板安装波纹管，各预埋波纹管相互平行，波纹管两端口用塞子塞住，防止浇筑时的浆体进入波纹管；

浇筑混凝土：配置混凝土，浇筑混凝土并振捣；

拆模养护：1~2天后拆除模板，进行工厂化养护；

所述混凝土为强度不低于120MPa的高强纤维混凝土，该混凝土1m3所需材料配比为：高强水泥532kg/m3，活性粉末230kg/m3，砂子623kg/m3，石子1018kg/m3，水122kg/m3，减水剂21kg/m3，钢纤维25kg/m3。

9.根据权利要求7所述的遮弹层的制备方法，其特征在于，所述预制件中预留有纵向的波纹管；

所述方法还包括多层平整装配预制件法，所述多层平整装配预制件法包括以下步骤：

齐缝拼装遮弹层的第一层面，出入水平筋，同理拼装第二层面；

穿筋，在对齐的预留孔中穿入横向连接筋和纵向连接筋；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到整个遮弹层。

10.根据权利要求7所述的遮弹层的制备方法，其特征在于，所述预制件的相邻两块侧面板以及上面板设置有梯形凹槽，其他两块侧面板以及下底板设置有梯形凸齿；相邻的凸凹榫卯预制件通过榫卯让位交错嵌合装配；

所述方法还包括齐缝榫卯装配预制件法，所述齐缝榫卯装配预制件法包括以下步骤：

拼装遮弹层的第一层面；采用三向连筋预制件平整装配，首先在预制件侧面凹槽处挂浆，依次将预制件按照工程尺寸大小进行齐缝堆砌，预制件侧面的齿可以无缝咬合，在接缝处挤出浆体，按照侧边对齐的方式拼装成面层；

拼装遮弹层的第二层面；在第一层遮弹层拼装完成后，在预制件的第一层上部及侧面凹槽处挂涂环氧树脂或者砂浆，注意避开波纹管预留孔，将预制件进行齐缝拼装粘结，保证连接筋可以顺利穿过；

拼装遮弹层的第三层面；在第二层遮弹层拼装完成后，在预制件的第二层上部及侧面凹槽处挂涂环氧树脂或者砂浆，注意避开波纹管预留孔，将预制件进行齐缝拼装粘结，保证连接筋可以顺利穿过；

穿筋，在对齐的预留孔中穿入横向连接筋和纵向连接筋；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到整个齐缝榫卯接装配遮弹层；

和/或，

所述预制件至少包括第一预制件和第二预制件；所述第一预制件的四个侧面为梯形凹槽，上表面为十字形凸齿，下表面为梯形凹槽，所述第二预制件的四个侧面为梯形凸齿，上表面为梯形凸齿，下表面为十字形凸齿组成；预制件为层间错位布置，每个预制件的凸齿或者凹槽分别与四个同层相邻的预制件拼装成凹槽或者凸齿咬合；

所述方法还包括错缝榫卯装配预制件法，所述错缝榫卯装配预制件法，包括以下步骤：

拼装遮弹层的第一层面；采用三向连筋预制件平整装配，首先在预制件侧面凹槽处挂浆，依次将第一预制件和第二预制件按照工程尺寸大小进行齐缝堆砌，第一预制件和第二预制件侧面的齿可以无缝咬合，在接缝处挤出浆体，按照侧边对齐的方式拼装成面层；

拼装遮弹层的第二层面；在第一层遮弹层拼装完成后，在预制件的第一层拼接成的上部凹槽处及侧面凹槽处挂涂环氧树脂或者砂浆，避开波纹管预留孔，将预制件进行错缝拼装粘结，即沿遮弹层第一层面对角线方向以1/2预制件边长错缝拼装第二层面，在第二层面的最外排补装半宽遮弹层预制件，使上下面层的外周侧面上下对齐；保证连接筋可以顺利穿过；

拼装遮弹层的第三层面；在第二层遮弹层拼装完成后，在预制件的第二层拼接成的上部凹槽处及侧面凹槽处挂涂环氧树脂或者砂浆，注意避开波纹管预留孔，将预制件进行错缝拼装粘结，即沿遮弹层第二层面对角线方向以1/2预制件边长错缝拼装第三层面，由于错缝原因，在第三层面的最外排补装半宽遮弹层预制件，使上下面层的外周侧面上下对齐；保证连接筋可以顺利穿过；

穿筋，在对齐的预留孔中穿入横向连接筋和纵向连接筋；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到整个齐缝榫卯接装配遮弹层；

和/或，

所述预制件的六个面均为梯形凹槽面板；

所述方法还包括齐缝湿接榫卯预制件法，所述齐缝湿接榫卯预制件法，包括以下步骤：

拼装遮弹层；采用预制件平整装配，按照侧边对齐的方式拼装成工程所需尺寸大小的面层；

穿筋，在对齐的预留孔中穿入横向连接筋和纵向连接筋；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到整个齐缝榫卯接装配遮弹层；

和/或，

所述预制件至少包括第三预制件和第四预制件；所述第一预制件的四个侧面为梯形凹槽，上表面为十字形凸齿，下表面为梯形凹槽，所述第二预制件的四个侧面为梯形凸齿，上表面为梯形凸齿，下表面为十字形凸齿组成；预制件为层间错位布置，每个预制件的凸齿或者凹槽分别与四个同层相邻的预制件拼装成凹槽或者凸齿咬合；

所述方法还包括错缝湿接榫卯预制件法，所述错缝湿接榫卯预制件法，包括以下步骤：

拼装遮弹层的第一层面；采用预制件平整装配，按照侧边对齐的方式拼装成工程所需尺寸大小的面层；

拼装遮弹层的第二层面；在第一层遮弹层拼装完成后，在预制件的第一层上部将第三预制件和第四预制件进行错缝拼装，即沿遮弹层第一层面对角线方向以1/2预制件边长错缝拼装第二层面，由于错缝原因，在第二层面的最外排补装半宽遮弹层预制件，使上下面层的外周侧面上下对齐；

穿筋，在对齐的预留孔中穿入横向连接筋和纵向连接筋；

螺栓锚固预紧；采用螺栓将连接筋进行锚固预紧；通过调节螺栓的松紧，可以调节预制件水平方向的预应力；

孔洞压浆；向预留的压浆管道内注入高强度砂浆，直至预留的泌水管中排出多余的水与空气，灌满整个波纹管；

封锚；在水平连筋的两侧浇筑混凝土封住两端口，得到整个齐缝榫卯接装配遮弹层。