CN110792035B - 一种加强型无缝式弹性体伸缩装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了加强型无缝式弹性体伸缩装置及其施工方法，伸缩装置设置在带缝体的梁体基础和混凝土找平层上并且包括盖缝组件、侧面加强组件、伸缩组件和弹性体组件。施工方法包括以下步骤：清理带缝体的梁体基础的两个梁端并露出预埋钢筋，将侧面加强组件的固定端和活动端以预定间距分别放置在两个梁端；将侧面加强组件的固定端和活动端的锚筋与梁体基础的预埋钢筋连接定位，浇注路面和带缝体的混凝土找平层；安装锚固组件，放置盖缝组件；组装成伸缩组件，将加强杆的自由端伸入活动容纳箱中；现场浇注至与路面齐平形成弹性体组件，固化后完成施工。本发明有效增大与弹性体的粘接面积，提高了粘接强度，保护了路面沥青混凝土，提高产品的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁伸缩装置的技术领域，更具体地讲，涉及一种能够适应结构三维运动的加强型无缝式弹性体伸缩装置及其施工方法。
背景技术
桥梁伸缩缝是桥梁结构设计的重要组成部分之一，是为了满足因温度变化、混凝土的收缩徐变以及各种荷载作用下引起的梁体和桥面伸缩变形的需求，更能使汽车平顺地驶过桥面的一种装置。它是桥梁结构中最薄弱的组成部分，直接承受车辆荷载的冲击且长期暴露于空气中，因而容易被损坏且维护成本较高，损坏后而没有及时维护更加会影响正常交通的运行和安全。
传统无缝式伸缩装置与梁体结合处采用沥青基材料填充，由于沥青材料本身性质所限，在低温下，沥青材料硬化，脆性增加容易开裂造成泄漏，且会对结构产生较大的反力；在高温下，沥青材料变软且塑性增加，容易产生不可恢复的变形。
现有技术中提出新型的聚氨酯基无缝式伸缩装置，具有结构简单、施工维护和修补方便快捷且可有效降低工程成本的优点。由于其使用的高分子弹性体填充材料的优良特性和有针对性的结构设计，不仅具有传统伸缩缝适应结构运动、减震降噪的功能，而且克服了传统伸缩缝易渗漏、在较恶劣使用条件下寿命短的缺点。但是该方案仍存在一些问题：在各种荷载作用下，其中部出现因抗弯刚度不足而下挠的问题，进而影响行车舒适性；聚氨酯材料直接与两侧路面混凝土粘接，而两侧混凝土在反复车载下易被压溃，导致粘接面失效等问题发生。
发明内容
针对现有产品在应用中的不足，本发明提出一种更优且能够适应结构三维运动的加强型无缝式弹性体伸缩装置及其施工方法。
本发明的一方面提供了加强型无缝式弹性体伸缩装置，所述伸缩装置设置在带缝体的梁体基础和混凝土找平层上并且包括盖缝组件、侧面加强组件、伸缩组件和弹性体组件，其中，
所述盖缝组件覆盖密贴在混凝土找平层的缝体上，混凝土找平层的缝体两侧设置有若干个锚固组件；
所述侧面加强组件设置在缝体的两侧并与路面齐平，侧面加强组件包括间隔预定间距设置的固定端和活动端，所述固定端和活动端均包括竖向加强板和连接在竖向加强板下部的若干根锚筋，所述竖向加强板设置在梁端，所述锚筋与梁体基础的预埋钢筋相连，所述竖向加强板的下部浇筑在混凝土找平层中与其形成整体；所述活动端的竖向加强板上间隔设置有若干组由活动孔与活动容纳箱组成的活动容纳单元；
所述伸缩组件包括若干根加强杆、柔性波纹管和两个相对设置的L型支撑板；所述L型支撑板包括底板和侧板，L型支撑板通过底板和所述锚固组件固定在混凝土找平层上，L型支撑板的侧板上间隔设置有若干个通孔；所述加强杆设置为穿过两个L型支撑板上同一位置处的通孔，加强杆的一端作为固定端位于所述侧面加强组件的固定端一侧，加强杆的另一端作为自由端穿过所述侧面加强组件的活动端的活动孔并伸入活动容纳箱中；所述柔性波纹管套装在加强杆上；
所述弹性体组件浇注填充在混凝土找平层上方并与路面齐平。
根据本发明加强型无缝式弹性体伸缩装置的一个实施例，所述锚固组件与梁体基础的预埋钢筋焊接在一起或者通过化学植筋的方式锚固在混凝土找平层中，所述锚固组件的设置位置和间距与所连接的L型支撑板中底板上设置的固定孔的设置位置和间距一致。
根据本发明加强型无缝式弹性体伸缩装置的一个实施例，所述L型支撑板的侧板上间隔设置的若干个通孔为圆孔或条形孔，所述通孔的设置位置和间距与侧面加强组件的活动端中活动孔的设置位置和间距一致，所述通孔上套装有泡沫胶套。
根据本发明加强型无缝式弹性体伸缩装置的一个实施例，所述加强杆为表面光滑的圆钢，加强杆的固定端焊接有尺寸大于L型支撑板的通孔尺寸的阻挡件且加强杆的活动端能够伸入活动容纳箱内；所述加强杆的直径为10～40mm，所述L型支撑板的通孔尺寸和侧面加强组件的活动端的活动孔尺寸略大于所述加强杆的直径。
根据本发明加强型无缝式弹性体伸缩装置的一个实施例，所述侧面加强组件的活动端中活动容纳箱的截面形状为长方形、正方形、椭圆形或圆形，所述侧面加强组件的活动端中活动孔的形状与所述活动容纳箱的截面形状相同或不同且活动孔的尺寸与活动容纳箱的截面尺寸相等或略小。
根据本发明加强型无缝式弹性体伸缩装置的一个实施例，所述弹性体组件由双组份室温固化型聚氨酯或改性聚氨酯材料配合有机颗粒或纤维和/或无机颗粒或纤维形成的弹性体浇注料现场浇注施工而成，弹性体浇注料拌合后的黏度在1万尼斯以上。
本发明的另一方面提供了加强型无缝式弹性体伸缩装置的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：
A、清理带缝体的梁体基础的两个梁端并露出预埋钢筋，将侧面加强组件的固定端和活动端以预定间距分别放置在两个梁端；
B、将侧面加强组件的固定端和活动端的锚筋与梁体基础的预埋钢筋连接定位，浇注路面和带缝体的混凝土找平层；
C、在混凝土找平层的两侧预定位置处钻孔并安装锚固组件，在混凝土找平层的缝体上放置盖缝组件；
D、将若干根加强杆、柔性波纹管和两个相对设置的L型支撑板组装成伸缩组件，将加强杆的加强端穿过侧面加强组件的活动端的活动孔并伸入活动容纳箱中，再将L型支撑板的底板与锚固组件固定在一起；
E、在弹性体组件与盖缝组件、侧面加强组件、伸缩组件之间的粘接面上涂刷胶粘剂，现场浇注弹性体浇注料至与路面齐平形成弹性体组件，固化后完成施工。
根据本发明加强型无缝式弹性体伸缩装置的施工方法的一个实施例，在步骤C中，确保盖缝组件与混凝土找平层密贴，在盖缝组件两侧放置泡沫条以预留出盖缝组件的伸缩空间。
根据本发明加强型无缝式弹性体伸缩装置的施工方法的一个实施例，在步骤D中，将加强杆套入柔性波纹管中，将泡沫胶套安装在L型支撑板的通孔上，再将已套好柔性波纹管的加强杆穿过两个L型支撑板上同一位置处的通孔组成伸缩组件。
本发明制得的加强型无缝式弹性体伸缩装置具有结构简单、施工方便的优点；采用侧面加强组件有效地增大了与弹性体的粘接面积，提高了粘接强度，同时保护了侧面路面沥青混凝土，避免沥青混凝土在车辆反复碾压下溃烂，提高了产品的使用寿命；采用更优的弹性体材料配方，能有效减小现场施工时，材料沿横坡向下流淌的问题，提高施工效率。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施例的加强型无缝式弹性体伸缩装置的主视剖视结构示意图。
图2示出了根据本发明示例性实施例的加强型无缝式弹性体伸缩装置中侧面加强组件的活动端的立体结构示意图。
图3示出了根据本发明示例性实施例的加强型无缝式弹性体伸缩装置中伸缩组件的立体结构示意图。
附图标记说明：
1-路面、2-侧面加强组件、2a-活动容纳箱、2b-竖向加强板、2c-活动孔、2d-锚筋、3-伸缩组件、3a-柔性波纹管、3b-L型支撑板、3c-加强杆、3d-泡沫胶套、4-混凝土找平层、5-弹性体组件、6-盖缝组件、7-梁体基础、8-锚固组件。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
图1示出了根据本发明示例性实施例的加强型无缝式弹性体伸缩装置的主视剖视结构示意图。
根据本发明的示例性实施例，所述加强型无缝式弹性体伸缩装置设置在带缝体的梁体基础7和混凝土找平层4上并且包括盖缝组件6、侧面加强组件2、伸缩组件3和弹性体组件5。其中，盖缝组件6用于盖住梁体基础7和混凝土找平层4的缝体，侧面加强组件2设置在梁体基础7的两个梁端来增大粘接面积，伸缩组件3辅助实现梁体和桥面伸缩变形的需求，弹性体组件5用于填充和覆盖加强型无缝式弹性体伸缩装置与梁体的结合处。
具体地，本发明的盖缝组件6覆盖密贴在混凝土找平层4的缝体上，盖缝组件6可以为平整的盖缝板。混凝土找平层4的缝体两侧设置有若干个锚固组件8，锚固组件8优选地在缝体两侧设置为两列并且每列间隔设置有若干个锚固组件。锚固组件8用于固定伸缩组件3，优选为锚固螺栓。其中，锚固组件8可以通过与梁体基础7的预埋钢筋焊接在一起或者通过化学植筋的方式锚固在混凝土找平层4中进行固定。
图2示出了根据本发明示例性实施例的加强型无缝式弹性体伸缩装置中侧面加强组件的活动端的立体结构示意图。
如图1和图2所示，本发明的侧面加强组件2设置在缝体的两侧并与路面1齐平，侧面加强组件2包括间隔预定间距设置的固定端和活动端。其中，固定端和活动端均包括竖向加强板2b和连接在竖向加强板2b下部的若干根锚筋2d，竖向加强板2b设置在梁端，锚筋2d与梁体基础7的预埋钢筋相连，竖向加强板2b的下部浇筑在混凝土找平层4中与其形成整体，起保护路面混凝土和增加高分子弹性体粘接强度的作用，能够避免车辆压溃路面，造成弹性体粘接界面破坏而影响伸缩装置防水功能和使用寿命。
根据本发明，活动端的竖向加强板2b上间隔设置有若干组由活动孔2c与活动容纳箱2b组成的活动容纳单元，该活动容纳单元为伸缩组件中可伸缩的部分提供伸缩空间。优选地，活动容纳箱2b焊接在活动端的竖向加强板2b上部的活动孔2c上，其截面形状可以为长方形、正方形、椭圆形或圆形，对应的活动孔的形状可以与活动容纳箱的截面形状相同或不同，对应的活动孔的尺寸可以与活动容纳箱的截面尺寸相等或略小。
图3示出了根据本发明示例性实施例的加强型无缝式弹性体伸缩装置中伸缩组件的立体结构示意图。
如图3所示，本发明的伸缩组件3包括若干根加强杆3c、柔性波纹管3a和两个相对设置的L型支撑板3b。其中，L型支撑板3b包括底板和侧板，L型支撑板3b通过底板和锚固组件8固定在混凝土找平层4上，L型支撑板3b的侧板上间隔设置有若干个通孔。优选地，L型支撑板3b的底板上也设置有固定孔，则锚固组件8的设置位置和间距与所连接的L型支撑板3b中底板上设置的固定孔的设置位置和间距一致，以实现准确的安装和固定。
加强杆3c设置为穿过两个L型支撑板3b上同一位置处的通孔，加强杆3c的一端作为固定端位于侧面加强组件2的固定端一侧，加强杆3c的另一端作为自由端穿过侧面加强组件2的活动端的活动孔2c并伸入活动容纳箱2a中以实现伸缩，柔性波纹管3a套装在加强杆3c上以隔离加强杆3c和弹性体组件5。
加强杆3c优选为表面光滑的圆钢，加强杆3c的固定端焊接有尺寸大于L型支撑板3b的通孔尺寸的阻挡件且加强杆3c的活动端能够伸入活动容纳箱2a内，加强杆的直径可以为10～40mm。例如，在加强杆3c的固定端焊接有大于通孔直径的圆盘。
根据本发明，L型支撑板3b的通孔尺寸和侧面加强组件2的活动端的活动孔尺寸略大于加强杆3c的直径；L型支撑板3b的侧板上间隔设置的若干个通孔可以为圆孔或条形孔，通孔的设置位置和间距与侧面加强组件2的活动端中活动孔2c的设置位置和间距一致，方便加强杆3c的穿入。另外，通孔上优选地套装有泡沫胶套3d以便于加强杆3c伸缩时的滑动。
本发明的弹性体组件5浇注填充在混凝土找平层4上方并与路面齐平。具体地，本发明的弹性体组件5由双组份室温固化型聚氨酯或改性聚氨酯材料配合有机颗粒或纤维和/或无机颗粒或纤维形成的弹性体浇注料现场浇注施工而成，其中，弹性体浇注料拌合后的黏度在1万尼斯以上。本发明所选性能的弹性体能够在保证填充密实的基础上具有较小的流动性，确保材料在桥梁横坡施工时不至于向低处流淌严重。
本发明同时提供了上述加强型无缝式弹性体伸缩装置的施工方法。
根据本发明的示例性实施例，加强型无缝式弹性体伸缩装置的施工方法包括以下步骤。
步骤A：
清理带缝体的梁体基础7的两个梁端并露出预埋钢筋，将侧面加强组件2的固定端和活动端以预定间距分别放置在两个梁端。
步骤B：
将侧面加强组件2的固定端和活动端的锚筋与梁体基础7的预埋钢筋连接定位，浇注路面1和带缝体的混凝土找平层4。
步骤C：
在混凝土找平层4的两侧预定位置处钻孔并安装锚固组件8，在混凝土找平层4的缝体上放置盖缝组件6。其中，需尽量确保盖缝组件6与混凝土找平层4密贴，在盖缝组件6两侧放置泡沫条以预留出盖缝组件6的伸缩空间。
步骤D：
将若干根加强杆3c、柔性波纹管3a和两个相对设置的L型支撑板3b组装成伸缩组件3，将加强杆3c的加强端穿过侧面加强组件2的活动端的活动孔2c并伸入活动容纳箱2a中，再将L型支撑板3b的底板与锚固组件8固定在一起。
组装过程中，事先将加强杆3c套入柔性波纹管3a中，将泡沫胶套3d安装在L型支撑板3b的通孔上，再将已套好柔性波纹管3a的加强杆3c穿过两个L型支撑板3b上同一位置处的通孔组成伸缩组件3即可进行之后的施工。
步骤E：
在弹性体组件5与盖缝组件6、侧面加强组件2、伸缩组件3之间的粘接面上涂刷胶粘剂，现场浇注弹性体浇注料至与路面1齐平形成弹性体组件5，固化后完成施工。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
清理梁体基础7两端露出梁体预埋钢筋，将在车间焊接好的侧面加强组件2按预定间距分别置于两侧梁端，将锚筋2d与梁体预埋钢筋焊连，焊接定位后浇筑混凝土找平层4和路面1，待混凝土强度达到要求后在两侧表面预定位置处钻孔，清理后注入植筋胶并植入锚固螺栓作为锚固组件。
在缝体处放置盖缝板作为盖缝组件6，确保盖缝板与混凝土找平层密贴，在盖缝板两侧放置泡沫条以预留出盖缝板伸缩空间。
将加强杆3c套入柔性波纹管3a，将泡沫胶套3d安装在L型支撑板3b的通孔上，然后将已套好柔性波纹管的加强杆穿过两个L型支撑板3b同一位置处的通孔，组成伸缩组件3。然后将加强杆3c的自由端伸入侧面加强组件的活动端中加强钢板2的活动容纳箱2a中，再将L型支撑板3b与锚固螺栓连接在一起固定。
在弹性体组件5与侧面加强组件2、盖缝组件6和伸缩组件3的粘接面上涂刷胶粘剂，然后拌合好由双组份室温固化型聚氨酯配合有机颗粒和无机颗粒形成的弹性体浇注料，现场浇注至与路面1齐平，待弹性体组件5固化后完成施工。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (9)
1.一种加强型无缝式弹性体伸缩装置，其特征在于，所述伸缩装置设置在带缝体的梁体基础和混凝土找平层上并且包括盖缝组件、侧面加强组件、伸缩组件和弹性体组件，其中，
所述盖缝组件覆盖密贴在混凝土找平层的缝体上，混凝土找平层的缝体两侧设置有若干个锚固组件；
所述侧面加强组件设置在缝体的两侧并与路面齐平，侧面加强组件包括间隔预定间距设置的固定端和活动端，所述固定端和活动端均包括竖向加强板和连接在竖向加强板下部的若干根锚筋，所述竖向加强板设置在梁端，所述锚筋与梁体基础的预埋钢筋相连，所述竖向加强板的下部浇筑在混凝土找平层中与其形成整体；所述活动端的竖向加强板上间隔设置有若干组由活动孔与活动容纳箱组成的活动容纳单元；
所述伸缩组件包括若干根加强杆、柔性波纹管和两个相对设置的L型支撑板；所述L型支撑板包括底板和侧板，L型支撑板通过底板和所述锚固组件固定在混凝土找平层上，L型支撑板的侧板上间隔设置有若干个通孔；所述加强杆设置为穿过两个L型支撑板上同一位置处的通孔，加强杆的一端作为固定端位于所述侧面加强组件的固定端一侧，加强杆的另一端作为自由端穿过所述侧面加强组件的活动端的活动孔并伸入活动容纳箱中；所述柔性波纹管套装在加强杆上；
所述弹性体组件浇注填充在混凝土找平层上方并与路面齐平。
2.根据权利要求1所述的加强型无缝式弹性体伸缩装置，其特征在于，所述锚固组件与梁体基础的预埋钢筋焊接在一起或者通过化学植筋的方式锚固在混凝土找平层中，所述锚固组件的设置位置和间距与所连接的L型支撑板中底板上设置的固定孔的设置位置和间距一致。
3.根据权利要求1所述的加强型无缝式弹性体伸缩装置，其特征在于，所述L型支撑板的侧板上间隔设置的若干个通孔为圆孔或条形孔，所述通孔的设置位置和间距与侧面加强组件的活动端中活动孔的设置位置和间距一致，所述通孔上套装有泡沫胶套。
4.根据权利要求1所述的加强型无缝式弹性体伸缩装置，其特征在于，所述加强杆为表面光滑的圆钢，加强杆的固定端焊接有尺寸大于L型支撑板的通孔尺寸的阻挡件且加强杆的活动端能够伸入活动容纳箱内；所述加强杆的直径为10～40mm，所述L型支撑板的通孔尺寸和侧面加强组件的活动端的活动孔尺寸略大于所述加强杆的直径。
5.根据权利要求1所述的加强型无缝式弹性体伸缩装置，其特征在于，所述侧面加强组件的活动端中活动容纳箱的截面形状为长方形、正方形、椭圆形或圆形，所述侧面加强组件的活动端中活动孔的形状与所述活动容纳箱的截面形状相同或不同且活动孔的尺寸与活动容纳箱的截面尺寸相等或略小。
6.根据权利要求1所述的加强型无缝式弹性体伸缩装置，其特征在于，所述弹性体组件由双组份室温固化型聚氨酯或改性聚氨酯材料配合有机颗粒或纤维和/或无机颗粒或纤维形成的弹性体浇注料现场浇注施工而成，弹性体浇注料拌合后的黏度在1万尼斯以上。
7.如权利要求1至6中任一项所述加强型无缝式弹性体伸缩装置的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：
A、清理带缝体的梁体基础的两个梁端并露出预埋钢筋，将侧面加强组件的固定端和活动端以预定间距分别放置在两个梁端；
B、将侧面加强组件的固定端和活动端的锚筋与梁体基础的预埋钢筋连接定位，浇注路面和带缝体的混凝土找平层；
C、在混凝土找平层的两侧预定位置处钻孔并安装锚固组件，在混凝土找平层的缝体上放置盖缝组件；
D、将若干根加强杆、柔性波纹管和两个相对设置的L型支撑板组装成伸缩组件，将加强杆的自由端穿过侧面加强组件的活动端的活动孔并伸入活动容纳箱中，再将L型支撑板的底板与锚固组件固定在一起；
E、在弹性体组件与盖缝组件、侧面加强组件、伸缩组件之间的粘接面上涂刷胶粘剂，现场浇注弹性浇注料至与路面齐平形成弹性体组件，固化后完成施工。
8.根据权利要求7所述加强型无缝式弹性体伸缩装置的施工方法，其特征在于，在步骤C中，确保盖缝组件与混凝土找平层密贴，在盖缝组件两侧放置泡沫条以预留出盖缝组件的伸缩空间。
9.根据权利要求7所述加强型无缝式弹性体伸缩装置的施工方法，其特征在于，在步骤D中，将加强杆套入柔性波纹管中，将泡沫胶套安装在L型支撑板的通孔上，再将已套好柔性波纹管的加强杆穿过两个L型支撑板上同一位置处的通孔组成伸缩组件。
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