CN101432486A - 用于铺面项目的伸缩接头及相关的制造和安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于铺面项目的伸缩接头及相关的制造和安装方法。用于连接铺面基础结构(20)的伸缩接头(10)包括：至少一个弹性件，其具有至少两个侧向连接件(111)；至少两个锚固件或加强件(12)，每一个均紧固于相应的连接件(111)，并成形为被锚固于基础结构(20)各自的锚固表面(21a，28)上。所述接头的特征在于：锚固件(12)由复合材料制成，并被紧固于所述连接件(111)上，以使有至少一个可见表面被设置成以与基础结构(20)的锚固表面(21a，28)直接接触的方式而被牢固锚固。本发明还涉及一种用于制造和安装接头(10)的方法。

Description

用于铺面项目的伸缩接头及相关的制造和安装方法

技术领域

本发明总的涉及一种伸缩接头，其用于连接道路、桥梁、高架铁路、飞机跑道、停车场及类似结构的铺面项目。特别地，本发明涉及形状便于连接例如一对由涂覆有沥青材料的混凝土板块组成的铺面项目的伸缩接头；这样的伸缩接头被设置用来补偿例如由于温度变化等原因引起的铺面项目的可能的应变。

背景技术

道路、桥梁、高架铁路、飞机跑道、停车场及类似结构的铺面项目在下文中将被简称为铺面件、铺面基础结构或基础结构，众所周知，铺面件、铺面基础结构或基础结构容易受到热应变影响，且典型的成对的铺面件之间的接合通过伸缩接头而获得，即通过具有弹性地适应于铺面件彼此间的应变的特性的接头而获得。

伸缩接头在例如出版物GB—1439157和GB—1510622中已经公开，其具有弹性地适应于铺面件彼此间的应变的特性。

已知的接头包括用于补偿铺面件应变的、各种形状的例如橡胶的弹性材料，以及由金属制成并设置于接头端部的加强件或锚固件；通常，每个加强件包括至少一道锚固槽，其通过与铺面和锚固件相关联的适当的螺栓而将伸缩接头锚固到铺面件的各自的混凝土板块中。

根据现有技术，加强件通常为“L”形横截面，并被完全裹入或嵌入到弹性材料中。

将加强件嵌入弹性材料中的优选方案被采用，一方面需要保护该加强件免遭由诸如湿气、空气或腐蚀性液体等外部介质引起的腐蚀，而另一方面是基于使加强件与铺面件接触并无技术优势的偏见。

事实上，申请人已经发现，已知的将加强件嵌入可变形的弹性材料中的方案存在一系列问题。

首先，锚固槽和螺栓(螺母、垫圈和锚杆)还是容易出现腐蚀现象，因为它们根本没有被保护。

此外，在由例如钢等金属所制造的加强件与混凝土板块之间插入橡胶使整个接头结构无法与同一铺面件的主体形成整体，由此造成了接头松动并因此导致接头破坏。

简言之，申请人已发现锚固区域的腐蚀现象以及接头和基础结构之间连接的刚性不足易造成将接头紧固在铺面件上的螺栓提早松动。由此容易理解，这种现象使得必须对伸缩接头进行频繁的特殊维护，因此要中断使用接头和相关的铺面件。

上述问题是非常值得注意的，因为在多数情况下，伸缩接头用于具有非常重要用途的基础结构中，例如道路、高速公路或铁路连接，其中任何导致基础结构使用中断的维护，哪怕是一部分，都将不仅带来维护的支出，而且带来不便或无法使用方面的代价。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种能够避免上述伸缩接头需要频繁特殊维护的问题的道路伸缩接头。

本发明的另一目的是提供一种利于大大增加被安装接头的时效可靠性的制造和安装方法。

所述目的通过如权利要求书所述的用于连接道路、桥梁、高架铁路、飞机跑道、停车场及类似结构的铺面件的伸缩接头而实现。

本发明还涉及一种制造和安装本发明的伸缩接头的方法。

权利要求书是本发明教导的整体的一部分。

按照一种优选的实施方式，本发明的伸缩接头包括至少一个弹性件和由耐腐蚀复合材料制成的且紧固在该弹性件外部的加强件或锚固件。

按照本发明的进一步的特征，所述锚固件包括一外部锚固表面，其设置为与位于待连接的基础结构上的相应的锚固表面能牢靠紧固。

按照本发明的又一特征，接头和基础结构之间的锚固由在锚固件和基础结构之间嵌入具有粘结作用的树脂而实现。

附图说明

通过下面所提供的作为非限制性例子的优选实施方式的详细说明，并参考附图，本发明的上述以及更多的特征和优点将更加清晰可见，附图中由相同或相似的附图标记标示的各部件表示具有相同或相似功能和结构的部件，并且其中：

图1a示出按照本发明的伸缩接头的第一种实施方式；

图1b示出使用中的图1的第一种实施方式的接头；

图2a示出在使用中的按照本发明的伸缩接头的第二种实施方式；以及

图2b示出使用中的第二种实施方式的另一形式。

具体实施方式

下面的说明将揭示伸缩接头的两种实施方式，其目的仅仅是举例说明这样的接头所可能的不同样式，所述样式取决于使用过程中接头所能承受的应变变化的实情。

显然，所描述的示例没有涵盖所有可能的实施方式。

参见图1a，按照第一种实施方式，一种用于铺面件(基础结构)20的伸缩接头(接头)10(图1a、1b)包括一弹性件11，并且优选地包括至少一对锚固件或加强件12，所述锚固件或加强件紧固在所述弹性件11上，且设置为允许通过适当的紧固件15，例如螺栓将所述接头10锚固到至少一对铺面件20上。

在接头10的第一种实施方式中，例如由橡胶制成的弹性件11在接头10端部的两个相对区域具有各自的连接件111，每个连接件均具有形状适于容纳紧固件(螺栓)15的一个或多个空腔112；螺栓15例如包括螺母151、垫圈153和螺杆155，适于以公知方式将接头10紧固在铺面件20上。所述弹性件11在其中间区域还包括一应变件114，其例如为一具有锯齿形横截面和自由时确定宽度为“1”的元件；所述应变件114的形状便于在使用中根据铺面件20在宽度“1”方向上的尺寸变化而改变其宽度“1”，并因而承受基础结构20的应变。

在所有不同的优选实施方式中，各锚固件12分别具有一“L”形的横截面，其被稳固地粘贴或紧固在两个连接件111的底部，且具有可见的外表面12a。

更优选地，正如后面将详细揭示的那样，锚固件12的外表面12a成形为便于在使用中与基础结构20紧密和牢固接触，以将接头10锚固或紧固在基础结构20上。每个锚固件12包括与腔体112对应的至少一个槽121，并且优选地以已知的方式通过挤压和硫化而被紧固于弹性件11上。

将每个锚固件12设置成与螺杆155相配合，例如以已知的方式紧固到各自的铺面件20上，以便允许通过螺母151和垫圈153将接头10锚固到铺面件20上。

按照第二种实施方式，所述接头10包括一弹性件110(图2a、2b)，其同样优选由橡胶制成，并且，除了包括具有与在第一种实施方式中已经说明的相同的那些形状和特征的一对锚固件或加强件12外，还包括另外的加强件120a、120b和120c，其设置为至少加强接头10，正如随后将详细揭示的那样。

按照该第二种实施方式，所述弹性件110包括两个连接件111，其与那些已经在第一种实施方式中说明的连接件相同，并且在第一面上，例如所述弹性件110的顶面上，有一个或多个彼此分开的中间件，例如在图2a和2b的实施方式中为三个顶部中间件(顶部件)115a、115b和115c，这些顶部中间件例如通过四个宽度为“1s”、形状例如为三角形的顶部槽115而彼此分开。弹性件110还包括位于第二面上，例如底面上的一个或多个底部中间件，例如在图2a和2b的实施方式中为一个底部中间件118c，该底部中间件通过两个宽度为“1i”、形状例如为三角形的底部槽118而与所述连接件111分开。

本领域技术人员容易理解，将顶部槽115和底部槽118设置为按照基础结构20在宽度“1s”和“1i”方向上的尺寸变化而相互配合来改变宽度“1s”和“1i”，并因而抵抗基础结构20的应变。

按照图2a和2b中的例子，位于接头10端部的顶部件115a和115b分别包括顶部加强件(顶部加强)120a和120b，而所述底部中间件118c包括底部加强件120c。

特别地，在图2a的例子中，顶部加强件120a和120b以及底部加强件120c设置成嵌入到所述弹性件110中，而在图2b的例子中，所述顶部加强件120a和120b以及所述底部加强件120c设置成紧固或更具体地说粘结到所述弹性件110上，以便加强件120a、120b和120c的表面在顶面，以及特别是底面都保持可见。

显然，加强件120a、120b和120c在这一实施方式中同样优选地以与前述相同的方式，即通过挤压和硫化而被紧固于所述弹性件110上。

本领域技术人员容易理解，上述两种构造形式的加强件120a、120b和120c适于赋予接头稳定性，以使其在受到作用在接头本身上的移动荷载而产生的机械应力时不会破坏或弯曲。

在所有实施方式中，每个加强件或至少每个锚固件12都由复合材料制成，例如可以通过诸如如下材料的组合而获得的材料，例如：

-增强热固性聚合物，和

-玻璃纤维或其他类型的纤维

或

-增强热塑性聚合物，与

-玻璃纤维或其他类型的纤维。

在优选的实施方式中，所述复合材料使用由上述物质制成的基础复合材料通过热模法成形。

有利的是，这样的复合材料具有特殊的特性，该特性确保加强件具有最高的机械强度，例如至少与金属材料相当的机械强度，以及例如对外部介质，如湿气、空气或腐蚀性液体等的高耐腐蚀性。

显然，按照其他实施方式，所述复合材料还可通过其他材料的组合而获得，但是，按照优选的实施方式，所述材料具有如下特征是有利的，即确保最高的机械强度，例如至少与金属材料相当的机械强度，以及对外部介质，如湿气、空气或腐蚀性液体等的高耐腐蚀性。

在以下说明中，所涉及的至少用于制造所述锚固件的复合材料将被理解为指的是具有以上推荐特性的复合材料。

接头10锚固到上面的基础结构20的每一个都可以在待连接的端部包括：例如一具有可见表面21a的混凝土板块(板块)21，其成形为使接头10锚固于此；以及一螺杆155，其紧固在板块21上并设置为便于将接头10紧固于所述板块上。

基础结构20在描述的实施方式中还包括：位于接头10就位的区域外部的多层沥青毡层，例如两层22a和22b，可以知晓，其在外观和质量方面具有不同的特性。

优选地，被连接的两个基础结构20之间还插入有一边条或防水板18，以公知的方式紧固在基础结构20上，其通常由橡胶制成，设置为允许水，例如雨水沿接头部位流走。

接头10以下面的方式被锚固或安装到例如一对基础结构20上。

第一步，优选地，将一种已知类型的树脂28，例如抗缩树脂，涂敷于板块21的表面21a上。这样的树脂优选具有作为接头10和基础结构20之间的粘结剂的用途，此外还有助于保持锚固件12与板块21之间的接触表面平整。

显然，在其他实施方式中，板块21的表面21a可通过使用例如新混凝土而获得足够的平整，以允许不用树脂而将接头直接锚固在板块上。

第二步，在将螺杆155插入到接头槽121中后，接头10就通过螺母151和垫圈153而被锚固到一对基础结构20上。在该步骤中，螺母151和垫圈153具有必要的紧固强度，以确保接头10和基础结构20紧紧相连。

最后，在第三步中，向与螺栓15对应的位置处的腔体112，以及位于沥青毡层22a、22b与接头10之间的可能的空隙区域113中填入密封材料，例如已知类型的双组分树脂。

由于上述的接头10的制造方法和安装方法，具有在接头10底部暴露于外的外表面12a的锚固件12与混凝土板块21的表面21a直接接触并紧紧固定于表面21a上；如果有树脂28，可帮助紧固，以使接头10和板块21获得十分牢固和稳定的连接并基本形成一个整体。

事实上，与现有技术相反，牢固的连接可在锚固件与板块的表面之间，或者换句话说，可在接头与基础结构之间不插入任何弹性材料的情况下而获得。此外，所述锚固件由复合材料制成，因此锚固件没有被腐蚀的风险。

显然，由于有了弹性件，接头10保持其适于抵抗基础结构应变的弹性特征不变。

在第二种实施方式中，或在大体与其相似的实施方式中，加强件120a、120b和120c(图2a、2b)优选由复合材料制成并在外部紧固于弹性件110上。

在这些实施方式中，单个加强件或多个加强件如果在外部紧固于接头的底部，则具有易与板块的可见表面21a接触的外表面，且有助于向基础结构与接头之间的连接赋予刚性；这样的构造易于便利操作接头的弹性件，并且在任何情况下其都没有被腐蚀的风险。

总之，申请人已发现：如第一和第二实施方式所描述的接头10一旦被安装，其将获得惊人的技术效果，因为通过使接头与基础结构之间的连接更牢固，其防止了螺栓松动，并因而显著地延长了维护的间隔。

所述伸缩接头已在两种实施方式中进行了说明。显然，存在设置用于补偿待连接基础结构的应变的各种接头以及各种形状的弹性件的各种可能的实施方式。

特别地，本领域技术人员容易理解，按照由接头抵抗应变的实际情况，在不超出如所说明和所要求的本发明的范围内，弹性件可具有不同的形状。

类似地，基础结构在其端部的形状以及将接头紧固到基础结构上的方法在不超出如所说明和所要求的本发明的范围内，可不同于上述的内容。

此外，接头中的加强件可设置成不同的形式。例如，用于与基础结构的板块接触的锚固件12和加强件120c可由复合材料制成，而仅用于直接加强接头的加强件120a、120b则可由金属材料制成，并优选嵌入弹性件内。

在不超出本发明随后的权利要求书所限定的范围内，对于上面揭示的内容进行明显的改变或变化是可能的，涉及尺寸、形状、材料、组分、连接，以及流程、所述结构和操作方法的细节等。

Claims (12)

1.一种用于连接铺面基础结构(20)的伸缩接头，包括：

至少一个弹性件(11，110)，其具有至少两个侧向连接件(111)，

至少两个锚固件或加强件(12)，每一个均紧固于相应的连接件(111)并成形为被锚固于所述基础结构(20)各自的锚固表面(21a，28)上，

其特征在于：

所述至少两个锚固件(12)

由复合材料制成，

被紧固于所述连接件(111)，以使至少一个可见表面(12a)被设置成以与所述基础结构(20)的所述锚固表面(21a，28)直接接触的方式而被牢固锚固。

2.按照权利要求1所述的伸缩接头，其特征在于：所述由复合材料制成的锚固件(12)确保与金属材料制成的锚固件具有相同的机械强度，并且可抵抗由于外部介质引起的腐蚀。

3.按照权利要求1或2所述的伸缩接头，其特征在于：所述由复合材料制成的锚固件(12)通过模制材料而获得，所述模制材料包括选自下面组的组合物：

至少由增强热固性聚合物与玻璃纤维或其他类型的纤维组成，或

至少由增强热塑性聚合物与玻璃纤维或其他类型的纤维组成。

4.按照前述任一项权利要求所述的伸缩接头，其特征在于：所述至少两个锚固件(12)的每一个均包括

至少一个槽(121)，其成形为允许所述接头(10)通过螺栓(15)紧固到所述基础结构(20)上。

5.按照前述任一项权利要求所述的伸缩接头，其特征在于：所述弹性件(11)包括至少一个应变件(114，115，118)，该至少一个应变件插入在所述两个侧向连接件(111)之间。

6.按照前述任一项权利要求所述的伸缩接头，其特征在于：其包括

由复合材料制成的一个或多个其他的加强件(120a，120b，120c)，该一个或多个其他的加强件被紧固在所述弹性件(11，110)上并设置为赋予所述接头(10)稳定性。

7.按照前述任一项权利要求所述的伸缩接头，其特征在于：所述基础结构(20)的所述锚固表面(21a，28)包括

混凝土板块(21)的至少一个表面(21a)。

8.按照权利要求1至6中任一项所述的伸缩接头，其特征在于：所述基础结构(20)的所述锚固表面(21a，28)包括

混凝土板块(21)的至少一个表面(21a)，并且其中所述锚固件的所述可见表面(12a)通过嵌入于所述可见表面(12a)和所述板块(21)的所述表面(21a)之间的树脂(28)而粘结于所述板块(21)的所述表面(21a)上。

9.一种用于制造被锚固于铺面基础结构(20)的锚固表面(21a，28)上的伸缩接头的方法，其特征在于包括如下步骤：：

提供至少一个弹性件，该至少一个弹性件成形为通过至少两个侧向连接件(111)紧固到所述基础结构(20)上，

提供由复合材料制成的至少两个锚固件或加强件(12)，

将所述锚固件(12)紧固于所述连接件上，使得所述锚固件具有可见表面(12a)，该可见表面被设置成以与所述基础结构(20)的所述锚固表面(21a，28)直接接触的方式而被牢固锚固。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：所述提供由复合材料制成的至少两个锚固件或加强件(12)的步骤包括以下步骤：

对包括选自下述组的组合物的材料进行模制，所述组至少由增强热固性聚合物与玻璃纤维或其他类型的纤维组成，或至少由增强热塑性聚合物与玻璃纤维或其他类型的纤维组成。

11.按照权利要求9或10所述的方法，其特征在于：还包括如下步骤

将所述接头锚固到所述基础结构上。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于：所述将所述接头锚固到所述基础结构上的步骤至少包括以下步骤：

将具有粘结作用的树脂涂敷于所述基础结构的所述锚固表面(21a)上，

用所述树脂(28)将所述锚固件(12)的所述可见表面(12a)锚固到所述基础结构(21)的所述锚固表面(21a)上。

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