本發(fā)明涉及建筑結構，尤其是涉及一種uhpc組合梁結構及其施工方法。
背景技術：
1、在橋梁工程領域，鋼-混凝土組合梁作為一種結構構件憑借其高效的材料利用效率得到廣泛應用，但傳統(tǒng)組合梁面臨的技術瓶頸仍未得到根本解決?，F(xiàn)行《公路鋼結構橋梁制造規(guī)范》(jtg/t722-2022)規(guī)定普通混凝土橋面板最小厚度為250mm，導致跨徑超過60m時結構自重顯著增加，限制了大跨度橋梁的應用。
2、界面連接可靠性是另一關鍵問題。國內(nèi)外學者通過200組栓釘剪力鍵推出試驗發(fā)現(xiàn)，當混凝土強度等級低于c50時，栓釘根部混凝土壓潰破壞概率達68％。現(xiàn)有的uhpc薄層加固技術受限于界面粘結強度不足(僅5mpa)，無法滿足aashto規(guī)范對100年設計使用壽命的耐久性要求，現(xiàn)場澆筑質(zhì)量波動大。
3、此外，傳統(tǒng)濕接縫易開裂導致鋼筋銹蝕(裂縫寬度＞0.3mm)，現(xiàn)澆uhpc需7天以上養(yǎng)護，冬季施工效率低下，無法滿足現(xiàn)代裝配式建筑對快速施工的需求。
4、因此，亟需一種兼具高強度、高耐久性和施工便捷性的uhpc組合梁結構及施工方法。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種uhpc組合梁結構及其施工方法，以解決背景技術中的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種uhpc組合梁結構，包括工字型結構的鋼梁和設置在所述鋼梁上端的uhpc板，所述鋼梁的頂板上垂直焊接有開孔鋼板，所述開孔鋼板的孔洞內(nèi)設置有倒圓臺型混凝土銷釘，所述uhpc板通過所述混凝土銷釘與所述鋼梁連接，所述uhpc板內(nèi)預埋有波形鋼板，所述波形鋼板的底部與所述鋼梁的頂板焊接，所述uhpc板設置為三層梯度結構。
3、優(yōu)選的，所述開孔鋼板的厚度為8～10mm，所述開孔鋼板上的孔洞呈梅花形布置，孔徑為2～35mm，開孔率35％～45％，孔洞的橫向間距為70～90mm，縱向間距為90～110mm。
4、優(yōu)選的，所述波形鋼板的厚度為1.2～1.8mm，波高為40～60mm，波長為140～160mm，所述波形鋼板的腹板中部開設有直徑為4～6mm的排氣孔，排氣孔的間距為80～120mm。
5、優(yōu)選的，所述uhpc板由頂面層、核心層和底面層組成，所述頂面層中鋼纖維的體積率為2～3％，所述核心層中鋼纖維的體積率為3～4％、pe纖維的體積率為0.3～0.7％，所述底面層中鋼纖維的體積率≥5％。
6、本發(fā)明還提供了上述uhpc組合梁結構的施工方法，包括以下步驟：
7、s1、根據(jù)實際工況按設計要求進行工字型鋼梁、開孔鋼板和波形鋼板加工，對鋼梁頂板進行噴砂處理，將開孔鋼板垂直焊接于鋼梁頂板上，形成嵌入式剪力鍵基座，然后將波形鋼板的底部與鋼梁頂板熔焊，形成連續(xù)的焊接線；
8、s2、配置界面處理劑，采用高壓無氣噴涂設備對鋼梁頂板、剪力鍵基座及焊接線區(qū)域進行均勻噴涂，常溫后靜置24h固化，形成納米硅烷偶聯(lián)層；
9、s3、將鋼制組合模具安裝在經(jīng)s2處理的鋼梁上，進行uhpc板的分層澆筑，澆筑完成后將預制構件移入養(yǎng)護窯內(nèi)進行養(yǎng)護，脫模后自然養(yǎng)護7天；
10、s4、將預制構件運輸至施工位置，采用三維激光定位系統(tǒng)吊裝安裝，調(diào)整相鄰預制構件的間距至200±5mm，用鋼楔臨時固定；
11、s5、清除預制構件端面的浮漿，進行高壓水槍沖洗后涂刷水泥基界面劑，然后采用壓漿泵從接縫底部注漿孔向相鄰預制構件之間注入活性粉末砂漿，同步預埋sma筋，注漿完成后封堵，覆蓋塑料薄膜保濕，對sma筋通電加熱，使砂漿與兩側uhpc板形成自應力固結，斷電后覆蓋電熱毯養(yǎng)護24～48h，完成施工。
12、優(yōu)選的，所述s2中，界面處理劑為將50～60％γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、10～20％納米sio2、30～40％乙醇加入高速剪切分散機中分散形成的均勻乳白色溶液。
13、優(yōu)選的，納米硅烷偶聯(lián)層的厚度為180～220μm。
14、優(yōu)選的，所述s3中，uhpc層包括底面層、核心層和頂面層，所述底面層的澆筑料包括端鉤型鋼纖維、水泥、硅灰、石英砂和減水劑；
15、所述核心層的澆筑料包括鋼纖維、pe纖維、水泥、硅灰、石英砂和減水劑；
16、所述頂面層的澆筑料包括鋼纖維、納米al2o3、水泥、硅灰、石英砂和減水劑。
17、優(yōu)選的，所述s3中，uhpc板的分層澆筑步驟為：
18、1)將底面層澆筑料混合后倒入模具內(nèi)加壓振動成型，與開孔鋼板之間形成剪力鍵銷釘，并包裹剪力鍵銷釘及波形鋼板頂端，形成厚度為20～30mm的底面層；
19、2)將核心層澆筑料采用層布法分兩次澆注，每層20～25mm，間隔25～45min，通過人工錘搗形成5～6mm厚度的梯度過度區(qū)，與底面層形成材料性能漸變連接；
20、3)將頂面層澆筑料倒入模具內(nèi)，采用振動臺振搗30～45s后真空脫氣，表面進行收光處理，形成光滑承重面。
21、優(yōu)選的，所述s5中，sma筋預埋在相鄰uhpc板之間的位置，筋體兩端通過螺紋錨具固定于預制構件端面，通過引線連接中頻加熱電源。
22、因此，本發(fā)明一種uhpc組合梁結構及其施工方法，具有以下有益效果：
23、(1)本發(fā)明中采用倒圓臺式銷釘形成嵌入式鋼格鉤剪力鍵與波浪形抗剪鋼板、納米硅烷偶聯(lián)層構成三重抗剪連接體系，鋼梁頂板、uhpc底面層與倒圓臺型混凝土銷釘之間形成高效抗剪界面，提升極限抗剪切能力，波浪形抗剪鋼板與納米硅烷偶聯(lián)層協(xié)同作用，控制界面滑移，納米硅烷偶聯(lián)層形成si-o-c共價鍵，增強粘結強度，有效抵抗環(huán)境腐蝕。
24、(2)通過uhpc板的三層梯度設計，使得uhpc抗彎韌性提升，鋼纖維用量減少，核心層pe纖維與鋼纖維混雜，使uhpc斷裂能增加，有效抑制裂縫擴展，耐久性顯著提升，優(yōu)化材料性能與成本。
25、(3)本發(fā)明中關鍵工序在工廠完成，現(xiàn)場作業(yè)量減小，減少施工周期，且活性粉末砂漿可在5℃環(huán)境施工，sma筋自應力技術消除接縫收縮裂縫，縮小養(yǎng)護周期，減少人工與設備投入，具有廣闊的工程應用前景。
26、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
1.一種uhpc組合梁結構，其特征在于：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種uhpc組合梁結構，其特征在于：所述開孔鋼板的厚度為8～10mm，所述開孔鋼板上的孔洞呈梅花形布置，孔徑為2～35mm，開孔率35％～45％，孔洞的橫向間距為70～90mm，縱向間距為90～110mm。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種uhpc組合梁結構，其特征在于：所述波形鋼板的厚度為1.2～1.8mm，波高為40～60mm，波長為140～160mm，所述波形鋼板的腹板中部開設有直徑為4～6mm的排氣孔，排氣孔的間距為80～120mm。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種uhpc組合梁結構，其特征在于：所述uhpc板由頂面層、核心層和底面層組成，所述頂面層中鋼纖維的體積率為2～3％，所述核心層中鋼纖維的體積率為3～4％、pe纖維的體積率為0.3～0.7％，所述底面層中鋼纖維的體積率≥5％。
5.一種如權利要求1-4任一項所述的uhpc組合梁結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據(jù)權利要求5所述的一種uhpc組合梁結構的施工方法，其特征在于：所述s2中，界面處理劑為將50～60％γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、10～20％納米sio2、30～40％乙醇加入高速剪切分散機中分散形成的均勻乳白色溶液。
7.根據(jù)權利要求5所述的一種uhpc組合梁結構的施工方法，其特征在于：所述s2中，納米硅烷偶聯(lián)層的厚度為180～220μm。
8.根據(jù)權利要求5所述的一種uhpc組合梁結構的施工方法，其特征在于：所述s3中，uhpc層包括底面層、核心層和頂面層，所述底面層的澆筑料包括端鉤型鋼纖維、水泥、硅灰、石英砂和減水劑；
9.根據(jù)權利要求8所述的一種uhpc組合梁結構的施工方法，其特征在于：所述s3中，uhpc板的分層澆筑步驟為：
10.根據(jù)權利要求5所述的一種uhpc組合梁結構的施工方法，其特征在于：所述s5中，sma筋預埋在相鄰uhpc板之間的位置，筋體兩端通過螺紋錨具固定于預制構件端面，通過引線連接中頻加熱電源。