本发明涉及建筑施工技术领域，具体来说涉及一种超高性能混凝土钢桥面铺装结构及其施工方法。
背景技术：
近年来，超高性能混凝土因其优良的力学性能而被应用于钢桥面铺装结构中，其不仅能减小铺装厚度，降低桥面系重量，还能提高桥面系局部刚度，延长铺装与钢桥面板的疲劳寿命。
在现有钢桥面超高性能混凝土铺装中，为实现铺装结构与钢桥面板整体受力，在铺装层与钢桥面板之间采用密布剪力键的层间连接方式。密集排布的剪力键不仅会对超高性能混凝土铺装层的施工造成不便，且会大大增加后续使用期间的养护维修难度。
在现有钢桥面超高性能混凝土铺装中，由于存在较大的温度、收缩应力，往往在混凝土铺装层中配置大量的密集排布的受力钢筋网，钢筋间距不足100mm。由于超高性能混凝土可塑性一般不及普通混凝土，密布的钢筋网大大增加了超高性能混凝土层的施工难度，且可能造成浇筑不密实，严重影响超高性能混凝土层特别是薄型超高性能混凝土层的成型质量，对铺装结构的使用性能造成潜在威胁。
因此，对于超高性能混凝土应用于钢桥面铺装的情况，现有的层间连接方式和密布的钢筋网会造成超高性能混凝土的施工和维修难度增加，施工质量难以保证，对铺装结构的使用性能造成潜在威胁，不利于超高性能混凝土在钢桥面铺装中的大规模推广应用。
技术实现要素：
鉴于上述情况，本发明提供一种超高性能混凝土钢桥面铺装结构及其施工方法，对钢桥面板与超高性能混凝土层的层间连接采用局部剪力键与环氧粘结的复合方式，不仅连接可靠，而且因剪力键设置较少，能最大限度的降低对混凝土施工与后期养护的影响。同时，本发明通过设置变形缝等构造措施，取消了超高性能混凝土层中的受力钢筋网，不仅提高了整体经济性，还极大的便利了超高性能混凝土施工，保证了超高性能混凝土层特别是薄型超高性能混凝土层的成型质量，具有良好的长期使用性能。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种超高性能混凝土钢桥面铺装结构，铺设于钢桥面板上，所述超高性能混凝土钢桥面铺装结构包括：若干剪力键、环氧树脂层和超高性能混凝土层。各所述剪力键的下端固接于所述钢桥面板上；所述环氧树脂层铺设于所述钢桥面板上；所述超高性能混凝土层铺设于所述环氧树脂层上，所述超高性能混凝土层内部成形有沿所述钢桥面板的宽度方向延伸设置的若干变形缝；令各所述变形缝分别将所述超高性能混凝土层分隔成若干超高性能混凝土层分段，各所述剪力键分别沿各所述超高性能混凝土层分段周边缘对应的所述钢桥面板上设置。
本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的进一步改进在于，所述环氧树脂层包括粘结层和防水层，所述防水层铺设于所述钢桥面板上，所述粘结层设于所述防水层与所述超高性能混凝土层之间。
本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的进一步改进在于，所述变形缝内部设有弹性密封材料。
本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的进一步改进在于，所述超高性能混凝土层上方铺设有防裂布，所述防裂布盖设所述变形缝的顶部。
本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的更进一步改进在于，所述超高性能混凝土层上方还盖设有磨耗层，所述防裂布置于所述磨耗层和所述超高性能混凝土层之间。
本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的进一步改进在于，相邻二所述剪力键之间的间距范围为200mm～400mm。
本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的进一步改进在于，所述钢桥面板的下方设置有间隔设置的横隔板，所述变形缝与所述横隔板之间的间隔不小于相邻二所述横隔板的间距的四分之一，相邻二所述变形缝之间的间距范围为20m～120m。
本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的施工方法，包括：
处理钢桥面板，对钢桥面板的顶面进行抛丸除锈处理；
定位变形缝，于各所述变形缝的定位位置分别设置隔离板，并将所述隔离板固定在所述钢桥面板上；
施工剪力键，于所述钢桥面板的周边缘上设置所述剪力键，于各所述变形缝的定位位置的相对两侧分别设置所述剪力键；
施工环氧树脂层及超高性能混凝土层，于所述钢桥面板上设置所述环氧树脂层，并在所述环氧树脂层上设置所述超高性能混凝土层；
处理变形缝，待所述超高性能混凝土层全部成型后，将所述隔离板取出。
于所述施工方法的施工环氧树脂层及超高性能混凝土层中，所述环氧树脂层包括防水层和粘结层，首先在所述钢桥面板上设置所述防水层，待所述防水层固化成型后，再在所述防水层上根据所述变形缝的定位位置分段设置所述粘结层，并在所述粘结层上同步设置所述超高性能混凝土层。
所述施工方法还包括施工磨耗层，所述施工磨耗层的施工步骤为：首先于所述超高性能混凝土层的顶面进行糙化处理，然后在所述超高性能混凝土层上方铺设所述磨耗层。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
(1)对钢桥面板与超高性能混凝土层的层间连接采用局部剪力键与环氧粘结的复合方式，不仅连接可靠，而且因剪力键设置较少，能最大限度的降低对混凝土施工与后期养护的影响。
(2)本发明通过设置变形缝等构造措施，取消了在传统技术中超高性能混凝土层内设置的受力钢筋网，不仅提高了整体经济性，还极大的便利了混凝土施工，保证了超高性能混凝土层特别是薄型超高性能混凝土层的成型质量，具有良好的长期使用性能。
(3)环氧树脂层包括粘结层和防水层，防水层铺设于钢桥面板上，用于保护钢桥面板不受外界水侵蚀；粘结层设于防水层与超高性能混凝土层之间，将超高性能混凝土层与钢桥面板粘结成整体。
(4)变形缝中填充弹性密封材料，既能释放超高性能混凝土层中因温度、收缩等效应产生的附加力，又能保护钢桥面板不受外界水侵蚀。
(5)与传统技术相比，本发明的超高性能混凝土层中设置变形缝，而不配置钢筋，使得混凝土的设计厚度可根据实际需要减小，使超高性能混凝土钢桥面铺装结构的自重进一步降低，实现了超高性能混凝土钢桥面铺装结构的轻型化，并有利于改善整个桥梁结构的受力状况。
附图说明
图1是本发明中超高性能混凝土钢桥面铺装结构铺装时的局部俯视结构示意图。
图2是本发明图1中的a-a处剖视结构示意图。
图3是本发明图1中的b-b处剖视结构示意图。
附图标号说明：
环氧树脂层10；粘结层11；防水层12；超高性能混凝土层20；超高性能混凝土层分段21；剪力键30；变形缝40；弹性密封材料50；防裂布60；磨耗层70；横隔板80；钢桥面板90。
具体实施方式
为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
请参阅图1至图3，本发明提供一种超高性能混凝土钢桥面铺装结构，铺设于钢桥面板90上，所述超高性能混凝土钢桥面铺装结构包括：环氧树脂层10、超高性能混凝土层20和若干剪力键30。其中：
如图2和图3所示，各所述剪力键30的下端固接于钢桥面板90上；特别地，相邻二剪力键30之间的间距范围为200mm～400mm，剪力键30与钢桥面板90边缘及变形缝40的距离为100mm～300mm，这样的间隔设置，使剪力键30的设置数量较少，能最大限度的降低对混凝土施工与后期养护的影响。
于本发明的一个较佳实施例中，所述剪力键30可为但不限于抗剪栓钉、u形钢筋、pbl剪力键和短钢筋，优选地，剪力键30采用抗剪栓钉，但并不限于此，可根据实际施工情况进行调整。
如图2和图3所示，所述环氧树脂层10铺设于钢桥面板90上；具体地，环氧树脂层10包括粘结层11和防水层12，防水层12铺设于钢桥面板90上，粘结层11设于防水层12与超高性能混凝土层20之间。特别地，防水层12的层厚可为0.2mm～0.7mm，用于保护钢桥面板90不受外界水侵蚀；粘结层11的厚度可为0.5mm～1mm，将超高性能混凝土层20与钢桥面板90粘结成为整体。
于本发明的一个较佳实施例中，所述环氧树脂层10可由环氧树脂凝结而成，常温下该环氧树脂初凝时间不小于2h。
如图2和图3所示，所述超高性能混凝土层20铺设于环氧树脂层10上。如图1和图3所示，超高性能混凝土层20内部成形有沿钢桥面板90的宽度方向延伸设置的若干变形缝40，需要说明的是，本发明中钢桥面板90的宽度方向是图1中超高性能混凝土层20的宽度方向。通过设置变形缝40，取消了传统技术里在超高性能混凝土层20内设置的受力钢筋网，不仅提高了整体经济性，还极大的便利了混凝土施工，保证了超高性能混凝土层20的成型质量，具有良好的长期使用性能；优选地，如图1和图3所示，变形缝40内部设有弹性密封材料50，既能释放超高性能混凝土层20中因温度、收缩等效应产生的附加力，又能保护钢桥面板90不受外界水侵蚀；进一步地，如图1和图3所示，超高性能混凝土层20上方铺设有防裂布60，防裂布60盖设于变形缝40顶部相对两侧各1m范围内；更进一步地，如图2和图3所示，超高性能混凝土层20上方还盖设有磨耗层70，防裂布60置于磨耗层70和超高性能混凝土层20之间。
令各所述变形缝40分别将超高性能混凝土层20分隔成若干超高性能混凝土层分段21，各剪力键30分别沿各超高性能混凝土层分段21周边缘对应的钢桥面板90上分别设置2～3排。
于本发明的一个较佳实施例中，超高性能混凝土层20可由超高性能混凝土浇筑而成，所述超高性能混凝土是指组分中含有增强纤维且不含粗骨料的水泥混凝土，该超高性能混凝土的轴拉强度不低于7mpa，弹性模量不低于30gpa。
于本发明的一个较佳实施例中，弹性密封材料50可为但不限于硅酮类密封胶、聚氨酯类密封胶以及聚硫类密封胶，优选地，弹性密封材料50采用硅酮类密封胶，但并不限于此，可根据实际施工情况进行调整。
于本发明的一个较佳实施例中，防裂布60可为聚酯玻纤布，但并不限于此，可根据实际施工情况进行调整。
进一步地，所述钢桥面板90的下方设置有间隔设置的横隔板80，变形缝40与横隔板80之间的间隔不小于相邻二横隔板80的间距的四分之一。具体地，相邻二变形缝40的间距范围为20m～120m，变形缝40的缝长与钢桥面板90的宽度大小相同，变形缝40的缝高与超高性能混凝土层20的层高大小相同，变形缝40的缝宽范围为5mm～15mm。
本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的施工方法，包括：
处理钢桥面板90，对钢桥面板90的顶面进行抛丸除锈处理；
定位变形缝40，如图1所示，首先根据具体施工情况确定各变形缝40的位置，接着在各变形缝40的定位位置分别设置隔离板(未图示)，并将所述隔离板固定在钢桥面板90上；
施工剪力键30，于钢桥面板90的周边缘上分别设置2～3排剪力键30，于各变形缝40的定位位置的相对两侧分别设置2～3排剪力键30；
施工环氧树脂层10及超高性能混凝土层20，如图2和图3所示，环氧树脂层10包括防水层12和粘结层11，首先在钢桥面板90上涂刷环氧树脂以形成防水层12，待防水层12固化成型后，再在防水层12上根据变形缝40的定位位置涂刷环氧树脂以形成粘结层11，当一段粘结层11涂刷完成后，立即在该粘结层11上浇筑混凝土以形成超高性能混凝土层20，待该段超高性能混凝土层20浇筑完成后，再涂刷下一段粘结层11，依此推进，直至完成所有粘结层11和超高性能混凝土层20的施工；
处理变形缝40，如图3所示，待超高性能混凝土层20全部成型后，将所述隔离板取出，接着对变形缝40有效清理，填充弹性密封材料50，并在变形缝40的顶部铺设防裂布60；
施工磨耗层70，如图2和图3所示，于超高性能混凝土层20的顶面进行糙化处理，然后在超高性能混凝土层20上方铺设磨耗层70，完成本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的施工。
于本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的施工方法的处理钢桥面板中，待抛丸除锈处理结束后，还应立即检查钢桥面板90的清洁度和粗糙度，清洁度达到sa2.5级以上，粗糙度应在40μm～100μm内。
于本发明超高性能混凝土钢桥面铺装结构的施工方法的施工剪力键中，剪力键30与钢桥面板90拼接焊缝的距离不小于20mm。
与传统技术相比，本发明的超高性能混凝土层20中设置变形缝40，而不配置钢筋，使得混凝土的设计厚度可根据实际需要减小，使超高性能混凝土钢桥面铺装结构的自重进一步降低，实现了超高性能混凝土钢桥面铺装结构的轻型化，并有利于改善整个桥梁结构的受力状况。
以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。