本技术公开了一种预制ECC底板‑后浇GRC叠合层的预应力大跨度叠合板及其施工方法。一种预制ECC底板‑后浇GRC叠合层的预应力大跨度叠合板,包括底板和后浇层,所述底板采用ECC材料和由横向绞线和纵向绞线组成的底板绞线网一体浇筑而成;且所述底板上一体设置有矩形肋,所述矩形肋通过桁架钢筋和底板一体浇筑而成;所述桁架钢筋与底板绞线网通过扎丝进行绑扎。本发明利用ECC‑高强不锈钢绞线/SMA绞线良好的裂缝控制和分散能力、较高的韧性和延性,使底板可以做得更薄,降低自重且减少了混凝土用量,增加了预制叠合板的跨度;桁架钢筋结构的矩形肋提高了底板刚度、抗剪能力、承载能力以及抗弯性能,使叠合板能够应对大跨度结构和较高的荷载需求。
背景技术
一直以来,预制叠合板作为一种重要的建筑结构构件,因其高效的施工方式、良好的力学性能及经济性,广泛应用于建筑工程中。而传统的预制叠合板多采用普通钢筋和常规混凝土结构,虽然可以满足一般建筑的承载要求,但在大跨度、高荷载的结构应用中,普通钢筋混凝土的承载能力、抗裂性能和耐久性有限,难以应对长时间荷载和恶劣环境的影响。此外,随着资源的短缺和环境保护需求的增加,建筑材料的可持续性和再生利用问题也愈发受到关注。
近年来,为了提高预制叠合板的性能,采用新型高强度材料和结构形式成为研究热点。例如,工程水泥基复合材料(ECC)因其优异的抗裂、抗拉和耐久性能,逐渐被应用于高性能预制构件中。同时,不锈钢绞线和形状记忆合金(SMA)绞线的应用为提高构件的耐久性、抗腐蚀性以及抗震性能提供了新的技术路径。这些高性能材料的引入,结合后浇再生混凝土的绿色环保特性,为预制叠合板的性能优化提供了新的解决方案。然而,目前常见的预制叠合板设计仍然存在诸多局限性,如板材自重大、整体刚度不足、抗弯和抗剪能力有限,尤其在大跨度和高荷载条件下容易出现裂缝和过度变形。此外,传统的钢筋布置形式在某些情况下难以充分发挥材料的力学性能,导致结构受力不均和材料浪费。
现在的预制叠合板中,出现问题的部位往往在于叠合板的接缝部位,预制叠合板与预制叠合梁之间的接缝容易处理,但是预制叠合板之间的接缝位置容易出现问题,如早期开裂、后浇带渗漏等问题,所以现在的实际工程中,宜优先使用大跨度预制叠合板;且实际工程中,某些工程实际具有大空间的实际需求,因此,需要采用大跨度叠合板。而为了实现大跨度的设计目标,采用预制预应力叠合板具有较大的优势。
公告号为CN215164532U的实用新型专利公开了一种基于UHPC的耐腐蚀密拼桥梁叠合板,包括预制底板和现浇混凝土层,预制底板由UHPC超高性能混凝土与加强体网格浇筑而成。预制底板的底面喷涂有ECC工程用水泥基复合材料层;预制底板的顶面为喷砂粗糙面或凹凸面。预制底板的纵向两端分别设有多个密拼凹槽,并在中部的密拼凹槽内分别设置有L形钢筋,L形钢筋的底端与对接的预制底板上的L形钢筋通过灌浆套筒以灌浆的方式连接在一起。该实用新型不仅能提高桥梁叠合板的耐腐蚀能力和抗弯能力,还能提高叠合板的抗裂能力,提高桥梁安全可靠性,减少桥梁日后维修成本,具有板间连接速度快、连接精度高等特点。
虽然上述文件提出采用密拼凹槽进行增强,但是,仅布置于预制底板的纵向两端,其设计目的是配合设计采用的L形钢筋,实现两块预制板之间的连接,这对预制叠合板自身并没有特殊的贡献和意义,难以以满足大跨度预制叠合板底板对刚度、挠曲变形与施工荷载等要求。
因此,需要设计一种预制叠合板,不仅能够有效增强板材的整体刚度和抗弯抗剪能力,还能通过高性能材料的使用提高结构的抗裂性、耐久性和自愈能力,在满足大跨度、高荷载结构的应用需求,同时兼顾资源循环利用和环境保护。
这将为预制建筑构件的设计和应用提供新的思路和技术支持。
实现思路