CN220619772U - 一种基于ecc材料的预制桥面板纵向湿接缝构造 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于公路桥梁结构领域，尤其是一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造，针对现有的混凝土材料自身抗拉强度较低，变形性能较差问题，现提出如下方案，其包括沥青混凝土桥面铺装层、ECC桥面铺装层、混凝土桥面铺装层、主梁梁体、U型螺纹钢筋、无缝钢管、ECC纵向湿接缝、钢管内填充混凝土、沥青油毡层，所述ECC桥面铺装层设于沥青混凝土桥面铺装层的底部，混凝土桥面铺装层设于ECC桥面铺装层的底部，本实用新型通过在桥梁拓宽新旧主梁之间设置ECC材料纵向湿接缝，以及一体化的ECC材料桥面铺装，加以特别设置的钢筋形式和连接方式，大大改善了拼接部位的受力状况，避免了桥面出现开裂渗漏的现象。

Description

一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造

技术领域

本实用新型涉及公路桥梁结构技术领域，尤其涉及一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造。

背景技术

纵向拼接湿接缝是桥梁拓宽工程的关键部位，由于湿接缝施工在高空作业，工艺较复杂，现场施工条件较差，而且受到旧桥的约束效应、混凝土干燥收缩、温度荷载以及行车疲劳荷载的影响较大，湿接缝部位开裂问题凸显。在实际工程中发现拼接部位的桥面铺装极易损坏，拼接段翼缘板混凝土容易产生纵向裂缝，继而引起渗漏等耐久性问题。

桥梁横向拼接时的纵向湿接缝部位承受了较大的弯拉应力，并且要适应较大的弯曲变形。传统的混凝土材料自身抗拉强度较低，变形性能较差，应用于桥梁拼接部位时存在缺点和不足，因此我们提出了一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造，用来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在混凝土材料自身抗拉强度较低，变形性能较差缺点，而提出的一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造，包括沥青混凝土桥面铺装层、ECC桥面铺装层、混凝土桥面铺装层、主梁梁体、U型螺纹钢筋、无缝钢管、ECC纵向湿接缝、钢管内填充混凝土、沥青油毡层，所述ECC桥面铺装层设于沥青混凝土桥面铺装层的底部，混凝土桥面铺装层设于ECC桥面铺装层的底部，所述主梁梁体设于混凝土桥面铺装层的底部，所述U型螺纹钢筋设于主梁梁体上，无缝钢管设于U型螺纹钢筋内，ECC桥面铺装层与ECC纵向湿接缝一体化浇筑，所述钢管内填充混凝土设于无缝钢管内，沥青油毡层包裹于无缝钢管的外侧。

优选的，所述ECC桥面铺装层的厚度为6cm。

优选的，所述ECC纵向湿接缝的宽度为30cm，高度为18cm。

优选的，所述U型螺纹钢筋的直径为16mm。

优选的，所述无缝钢管的直径为12cm，壁厚为4mm。

本实用新型中，所述一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造的有益效果：

(1)ECC纵向湿接缝的设置降低了桥面板拼接部位的刚度，吸纳了新旧桥不均匀沉降和混凝土不均匀收缩徐变等因素引起的拼接部位的附加内力和变形，进而降低了旧桥边梁的应力值和变形量。由于ECC的抗拉强度远高于C50混凝土，且具有多缝开裂和应变硬化的特性，服役时ECC湿接缝不会开裂或者会产生少量细密的无害裂缝，最大裂缝宽度不超过60μm，不会引起湿接缝的渗漏问题。

(2)采用ECC替代了沥青混凝土铺装层的下层。这主要是考虑到新旧桥连接部位梁体上方的桥面铺装极易开裂，进而引起结构劣化。一方面，ECC铺装层的设置能够进一步吸收新旧桥边梁的变形，保护上方的沥青混凝土铺装。另一方面，ECC的弹性模量介于沥青混凝土和水泥混凝土之间，能够起到刚柔过渡的作用，改善沥青层和混凝土层之间的界面情况，提高行车舒适度。

(3)ECC纵向湿接缝内部设置U型螺纹钢筋，两侧的U型螺纹钢筋错缝连接，纵桥向的无缝钢管穿过U型螺纹钢筋的重叠部分。在无缝钢管内部注入C50混凝土，钢管与混凝土协同作用，具有更高的承载能力，增强了连接作用。对于无缝钢管外部进行了处理，其中涂抹的环氧酚醛漆具有防潮防腐的作用，而外侧的沥青油毡层能够隔离无缝钢管和ECC。在弯拉作用下，ECC纵向湿接缝部位形成了一个铰接区，在无缝钢管外侧能够产生微小的转动变形。这使得ECC纵向湿接缝主要传递拉力和剪力，而削弱了弯矩的传递效应。对于特殊的工程环境，尤其是新旧桥基础不均匀沉降差较大时，能够更好的发挥ECC材料本身弹性模量较低，弯拉能力适应性强，极限拉应变在3％以上的特点，具有更大的受力上的优势，吸收了大量的变形，保护了两侧主梁的桥面板与上方的桥面铺装，提高了改扩建桥梁的耐久性。

本实用新型通过在桥梁拓宽新旧主梁之间设置ECC材料纵向湿接缝，以及一体化的ECC材料桥面铺装，加以特别设置的钢筋形式和连接方式，大大改善了拼接部位的受力状况，避免了桥面出现开裂渗漏的现象。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造的U型螺纹钢筋与钢管内填充混凝土布置的俯视图。

图中：1、沥青混凝土桥面铺装层；2、ECC桥面铺装层；3、混凝土桥面铺装层；4、主梁梁体；5、U型螺纹钢筋；6、无缝钢管；7、ECC纵向湿接缝；8、钢管内填充混凝土；9、沥青油毡层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-图2，一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造，包括沥青混凝土桥面铺装层1、ECC桥面铺装层2、混凝土桥面铺装层3、主梁梁体4、U型螺纹钢筋5、无缝钢管6、ECC纵向湿接缝7、钢管内填充混凝土8、沥青油毡层9，ECC桥面铺装层2设于沥青混凝土桥面铺装层1的底部，混凝土桥面铺装层3设于ECC桥面铺装层2的底部，主梁梁体4设于混凝土桥面铺装层3的底部，U型螺纹钢筋5设于主梁梁体4上，无缝钢管6设于U型螺纹钢筋5内，ECC桥面铺装层2与ECC纵向湿接缝7一体化浇筑，钢管内填充混凝土8设于无缝钢管6内，沥青油毡层9包裹于无缝钢管6的外侧。

本实施例中，新旧桥主梁梁体采用C50混凝土，纵向湿接缝采用ECC材料填充，梁体与湿接缝接触界面经过凿毛处理。ECC桥面铺装层2的厚度为6cm，ECC纵向湿接缝的宽度为30cm，高度为18cm。新旧主梁两侧均设置U型螺纹钢筋，直径为16mm，两侧的钢筋错缝搭接，重叠部分设置纵桥向的无缝钢管，钢管的直径为12cm，壁厚为4mm。施工时在无缝钢管内部注入C50混凝土，在无缝钢管外侧，首先涂抹环氧酚醛漆一层，再包裹沥青油毡一层。无缝钢管外缘包裹沥青油毡后与U型钢筋内缘相接触。

本实施例中，超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite，简称ECC)具备高延性和高韧性，抗拉性能优异，在桥梁改造工程中具有良好的应用前景。常用的PVA-ECC在水泥基体中掺入聚乙烯醇(PVA)纤维，均匀分布的纤维的桥接能力使得ECC在拉伸荷载作用下实现了多缝开裂和应变硬化。在单轴拉伸荷载作用下，ECC的拉伸应变能力一般在3％-6％之间，是普通混凝土的300-600倍，裂缝宽度一般不超过60μm。将ECC材料应用于桥梁拼接部位，能有效改善结构的受力状态，提高结构耐久性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造，包括沥青混凝土桥面铺装层(1)、ECC桥面铺装层(2)、混凝土桥面铺装层(3)、主梁梁体(4)、U型螺纹钢筋(5)、无缝钢管(6)、ECC纵向湿接缝(7)、钢管内填充混凝土(8)、沥青油毡层(9)，其特征在于，所述ECC桥面铺装层(2)设于沥青混凝土桥面铺装层(1)的底部，混凝土桥面铺装层(3)设于ECC桥面铺装层(2)的底部，所述主梁梁体(4)设于混凝土桥面铺装层(3)的底部，所述U型螺纹钢筋(5)设于主梁梁体(4)上，无缝钢管(6)设于U型螺纹钢筋(5)内，ECC桥面铺装层(2)与ECC纵向湿接缝(7)一体化浇筑，所述钢管内填充混凝土(8)设于无缝钢管(6)内，沥青油毡层(9)包裹于无缝钢管(6)的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造，其特征在于，所述ECC桥面铺装层(2)的厚度为6cm。

3.根据权利要求2所述的一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造，其特征在于，所述ECC纵向湿接缝(7)的宽度为30cm，高度为18cm。

4.根据权利要求3所述的一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造，其特征在于，所述U型螺纹钢筋(5)的直径为16mm。

5.根据权利要求4所述的一种基于ECC材料的预制桥面板纵向湿接缝构造，其特征在于，所述无缝钢管(6)的直径为12cm，壁厚为4mm。