[發明專利]一種超高性能混凝土的預制拼裝式拱肋及其制作安裝方法

有效

• 申請號: 201410139716.X
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103898831A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 蔣田勇;田仲初;陳福煥
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D4/00;E01D21/00;C04B28/04
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及木工程行業中的結構工程技術領域,特別是一種超高性能混凝土的預制拼裝式拱肋及其制作與安裝方法。?

背景技術

拼裝式肋拱橋與現場澆筑施工工藝相比，具有可規模化預制、運輸和安裝方便、施工工期短，平均勞動力消耗量也少一些，且施工質量易于保證，對于高強度混凝土更是如此。對于橫跨水庫上的拱橋而言，河流水位長期處于高水位，河水控水不方便，不能長時間截斷河流，而現場澆筑施工工期長，在這種情況下采用現場澆筑進行施工對于工期不易控制，而且對于施工質量更無法保證。

高性能混凝土尤其是超高性能混凝土是一種具有超高強度、高韌性、高耐久性、高環保性的新型水泥基復合材料。一般地，超高性能混凝土也稱為活性粉末混凝土Reactive?Powder?Concrete（RPC），結構中使用活性粉末混凝土能減少構件尺寸，有效減輕結構和橋墩自重，節約材料用量。研究發現：活性粉末混凝土超低的孔隙率及致密的結構不僅大大提高了其強度和韌性，同時也可提高其抗滲透能力，從而有效地阻止環境介質的侵蝕，提高其耐久性，使其具有優異的抗凍性、抗碳化性、抗氯離子滲透性、耐水性、耐鹵水腐蝕能力、較強的抗液氮凍融能力、良好的耐磨性能等。這對于長期處于水面以下的肋拱拱腳的耐腐蝕性非常有利。

目前還沒有使用超高性能混凝土制作拼裝式肋拱橋的方法。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種超高性能混凝土的預制拼裝式拱肋及其制作與安裝方法，能在較短的時間內迅速預制拼裝拱肋，并確保拱肋的施工質量和全橋的耐久性。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種拱肋，該拱肋由多段拱肋預制構件依次連接而成，所述拱肋預制構件由鋼筋和超高性能混凝土材料制成，所述拱肋預制構件一端開設有多個預留孔，所述拱肋預制構件另一端固定有多個大小與所述預留孔大小匹配連接桿；相鄰的兩個拱肋預制構件中，其中一個拱肋預制構件一端的連接桿插入另一個拱肋預制構件一端的預留孔內；所述超高性能混凝土由水泥、硅灰、磨細粉煤灰、石英砂、高效減水劑、水和鋼纖維配制而成，水膠質量比取0.16～0.22，砂灰質量比取0.8～2.0，水泥：硅灰：磨細粉煤灰：石英砂：高效減水劑：水：鋼纖維的質量比為=1：0.25:0.25：1.2:0.04:0.3：0.02。

所述拱肋預制構件兩端均設有連接臺階。

本發明還提供了一種拱肋預制構件制作方法，其特征在于，該方法為：

1）將地表整平，在地表上鋪填20cm厚沙礫墊層，在砂礫墊層上均勻鋪設墊木并保持所述墊木上表面水平，在墊木上設置多個模架，所述模架包括底模和側模，所述底模固定在墊木上，所述底模長度、寬度、形狀均與拱肋長度、寬度、形狀匹配；所述底模的兩條較長側邊上均固定有豎直設置的側模；將綁扎好的鋼筋固定在模架中，在模架兩端安裝預埋件，其中一端的預埋件上設有預留孔，另外一端的預埋件上固定有與所述預留孔大小匹配的連接桿；

2）將水泥、硅粉、磨細粉煤灰、石英砂倒入攪拌機中，干拌，之后加入水，攪拌，加入高效減水劑，繼續攪拌，最后加入鋼纖維，再攪拌，然后將拌合物倒入模架內，經高頻振動器振搗密實后成型，得到多個拱肋預制構件，將所述多個拱肋預制構件放入水箱中，在80～100℃熱水環境下靜置養護4天；其中，水膠質量比取0.16～0.22，砂灰質量比取0.8～2.0，水泥：硅灰：磨細粉煤灰：石英砂：高效減水劑：水：鋼纖維的質量比為1：0.25:0.25：1.2:0.04:0.3：0.02。

本發明中，水泥采用525^#硅酸鹽水泥；硅灰選用級配范圍在0.1～1mm的灰白色細料硅粉；磨細粉煤灰平均粒徑為5.8???????????????????????????????????????????????；石英砂平均粒徑為250，粒徑范圍在150～600之間；高效減水劑使用減水率大于30%的高效減水劑；鋼纖維直徑為0.2mm、長度為12mm。

與現有技術相比，本發明所具有的有益效果為：本發明采用超高性能混凝土制作拱肋，極大地改善了長期處于水面以下的肋拱拱腳的耐腐蝕性；采用超高性能混凝土減小了拱橋上部結構的自重，上部結構產生的水平推力也變小，為抵消水平推力而設置的橋墩等下部結構工程量也相應減小，從而減小了由于采用超高性能混凝土而增加的工程造價。并且，由于采用本發明方法拼裝的肋拱橋上部結構較輕，故此種橋型對地質條件的要求也相應降低，擴大了拱橋的適用范圍；本發明的方法能保證在較短的時間內迅速拼裝拱肋，確保拱肋的施工質量和全橋的耐久性。

附圖說明