CN111501539A - 公路桥梁伸缩缝结构 - Google Patents
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Abstract
本发明目的是提供了一种公路桥梁伸缩缝结构，整体结构稳定，使用寿命长。一种公路桥梁伸缩缝结构，包括横向板、纵向构件、填充层和覆盖层，横向板设置在混凝土层构成的伸缩缝上方并通过螺栓与混凝土层连接，纵向构件为两组，每组包括纵向主体和伸缩胶条，纵向主体设置在横向板两端，纵向主体顶部具有两个平行间隔设置的插槽，伸缩胶条两端插入插槽内，横向板及纵向构件两侧与铺装层粘接为一体，填充层设置在纵向构件之间并位于铺装层之间，覆盖层位于填充层上方，且覆盖层上表面与铺装层上表面齐平。
Description
技术领域
本发明涉及一种伸缩缝结构，具体涉及一种公路桥梁伸缩缝结构，属于桥梁建筑材料技术领域。
背景技术
桥梁是道路交通必不可少的设施，为保证在气温变化、混凝土收缩与徐变、以及荷载作用等因素影响下，桥跨结构能够按静力图式自由地变形，并保证车辆平稳通过，设置伸缩缝是桥梁工程的重要组成部分。伸缩缝质量的好坏会对桥梁的整体连接产生影响，而且在车辆时造成很大的冲击和跳车，导致行车的安全事故。
目前，沥青多采用加入高分子聚合物来进行改性，从而提高沥青的性能，但是，大部分聚合物由于其密度、极性、分子量等问题，其热动力性质与沥青不相匹配，使聚合物与沥青质检的相容性等有很大差异所引起的，导致改性沥青在热储存中出现离析分层等问题。
公路桥梁伸缩缝施工过程中存在以下问题：
（1）平整度不高，伸缩缝需要与桥梁焊接，施工周期长；
（2）受力点比较集中，容易造成结构性破坏，并且维修费用大，维修周期长；
（3）填充伸缩缝用的沥青混合料容易老化，稳定性差。
发明内容
本发明目的是提供了一种公路桥梁伸缩缝结构，整体结构稳定，使用寿命长。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种公路桥梁伸缩缝结构，包括横向板、纵向构件、填充层和覆盖层，横向板设置在混凝土层构成的伸缩缝上方并通过螺栓与混凝土层连接，纵向构件为两组，每组包括纵向主体和伸缩胶条，纵向主体设置在横向板两端，纵向主体顶部具有两个平行间隔设置的插槽，伸缩胶条两端插入插槽内，横向板及纵向构件两侧与铺装层粘接为一体，填充层设置在纵向构件之间并位于铺装层之间，覆盖层位于填充层上方，且覆盖层上表面与铺装层上表面齐平。
所述公路伸缩缝用填料优选方案，纵向主体包括两个竖板和设置在竖板之间的横板，横板将竖板之间分为上腔和下腔，插槽设置在竖板上并具有凹于竖板上表面，下腔设置限位板，螺栓穿过限位板及横向板与混凝土层连接为一体。
所述公路伸缩缝用填料优选方案，填充层包括以下组分原料：矿渣粉：50-70、改性沥青10-15、级配碎石6-10、粗砂2-5；覆盖层包括以下组分原料：橡胶粒2-3、石英砂10-15、改性沥青20-50、粉煤灰6-13份、矿粉：8-15份、硅灰：3-5份。
所述公路伸缩缝用填料优选方案，改性沥青包括以下组分原料：改性沥青包括以下组分原料：基质沥青65-70份，季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物1～6、二氧化硅胶体0.5-1.5、橡胶颗粒1-3；季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物分子量为72.0627，pH值为2.7-3.5，粘度为350000-65000，表观密度为0.21g/cm，比重为1.41，含水量≤2.0%。
所述改性沥青具体的制备方法如下：
（1）将正硅酸四乙酯和聚乙烯吡络烷酮、三乙醇胺溶于乙醇中，然后滴加氨水，搅拌均匀后，加入甲基二乙氧基硅烷，搅拌2-3h，得二氧化硅胶体；
（2）将季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物加热搅拌，调整PH为7.0-7.2，然后加入橡胶颗粒及沥青、二氧化硅胶体混合均匀即可。
所述正硅酸四乙酯和 聚乙烯吡络烷酮、三乙醇胺的质量比为1：2：0.1；所述正硅酸四乙酯和乙醇的体积比为1：5；所述正硅酸四乙酯和氨水摩尔比为1：3；所述正硅酸四乙酯和甲基二乙氧基硅烷的体积比为1：10。
本发明的优点在于：纵向主体里边伸缩条会缓冲对混凝土层冲击，提供了伸缩缝寿命；根据伸缩缝的特点，采用不同组及配比的两种材料，根据不同的受力条件及状态进行铺装，具有良好的耐久性，施工快捷简单, 能很好的满足伸缩缝性能要求。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明实施例的公路桥梁伸缩缝结构示意图。
图2为本发明实施例的纵向主体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
参考图1，一种公路桥梁伸缩缝结构，包括横向板9、纵向构件、填充层2和覆盖层3，横向板9设置在混凝土层7构成的伸缩缝上方并通过螺栓6与混凝土层7连接，纵向构件为两组，每组包括纵向主体10和伸缩胶条1，纵向主体10设置在横向板9两端，纵向主体10顶部具有两个平行间隔设置的插槽，伸缩胶条1两端插入插槽内，横向板9及纵向构件两侧与铺装层5粘接为一体，填充层2设置在纵向构件之间并位于铺装层5之间，覆盖层3位于填充层2上方，且覆盖层3上表面与铺装层5上表面齐平。
参考图2，纵向主体10包括两个竖板103和设置在竖板之间的横板，横板101将竖板之间分为上腔和下腔104，插槽102设置在竖板103上并具有凹于竖板上表面，下腔104设置限位板11，螺栓6穿过限位板11及横向板9与混凝土层7连接为一体。
填充层2包括以下组分原料：矿渣粉：50-70、改性沥青10-15、级配碎石6-10、粗砂2-5。
级配碎石6-10具体配比如下：26-31.5mm碎石：10-26mm碎石：5-10mm碎石：5mm以下石屑=20：15：25：30，此配比下最大干密度为2.075g/c m3，，含水量6.1%，96%压缩度CBR=169.3%，7d无侧限抗压1.2Mpa。
覆盖层3包括以下组分原料：橡胶粒2-3、石英砂10-15、改性沥青20-50、粉煤灰6-13份、矿粉8-15份、硅灰3-5份。其中：矿粉在沥青混知合料中起到填充作用，目的是减小沥青混凝土的空隙，有时称作填料。矿粉和改性沥青共同形成沥青胶浆，提高了道沥青混凝土的强度和稳定性，矿粉细度为0.075mm通过率控制在5-7%，密度为2.5-2.75g/cm3；粉煤灰中的SiO2、Al2O3和Fe2O3的总含量应大于70wt%，粉煤灰的烧灰量不超过20%，粉煤灰比表面积大2500cm2/g，使用时将凝固的粉煤灰块打碎或过筛；石英砂为20-40目；硅灰平均粒径0.1-0.3微米，比表面积20-28m/g。
改性沥青包括以下组分原料：改性沥青包括以下组分原料：基质沥青65-70份，季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物1～6、橡胶颗粒1-3；季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物分子量为72.0627，pH值为2.7-3.5，粘度为350000-65000，表观密度为0.21g/cm，比重为1.41，含水量≤2.0%。
表1基质沥青技术指标
利用本发明具体施工步骤：
（1）清除桥梁伸缩缝处沥青混合料、外露钢筋及多余混凝土等杂物 ；
（2）制备改性沥青：将季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物加热搅拌，加25%浓度的氨水调整PH为7.0-7.2，然后加入橡胶颗粒及沥青混合均匀；
（3）准备干净的级配碎石 ；
（4）将泡沫板8塞入到伸缩缝混凝土层7内，横向板9覆盖在混凝土层7上，纵向主体10放置在横向板9并焊接牢固，然后并用密封胶带4将横向板9与铺装层5缝隙粘接牢固；
（6）将矿渣粉、改性沥青、级配碎石、粗砂在 180℃至 185℃下按前述比例拌合均匀，制备成填充层2所需材料 ；
（7）将拌合好的填充层2所需材料填充在伸缩缝铺装层之间并碾压密实，且填充层2凹于铺装层10-12cm；
（8）将石英砂+硅灰+水搅拌15-30秒，然后加入橡胶粒、沥青、粉煤灰、矿粉混合搅拌50-60秒，制备成覆盖层所需材料；将混合均匀的材料平铺在伸缩缝处，趁热磨平，保证桥梁伸缩缝高度与路面平起。
实施例2
与实施例1的区别在于：
改性沥青包括以下组分原料：基质沥青65-70份，季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物1～6、二氧化硅胶体0.5-1.5、橡胶颗粒1-3；季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物分子量为72.0627，pH值为2.7-3.5，粘度为350000-65000，表观密度为0.21g/cm，比重为1.41，含水量≤2.0%。
改性沥青具体的制备方法如下：
（1）将正硅酸四乙酯和聚乙烯吡络烷酮、三乙醇胺溶于乙醇中，然后滴加氨水，搅拌均匀后，加入甲基二乙氧基硅烷，搅拌2-3h，得二氧化硅胶体；
（2）将季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物加热搅拌，调整PH为7.0-7.2，然后加入橡胶颗粒及沥青、二氧化硅胶体混合均匀即可。
正硅酸四乙酯和 聚乙烯吡络烷酮、三乙醇胺的质量比为1：2：0.1；正硅酸四乙酯和乙醇的体积比为1：5；正硅酸四乙酯和氨水摩尔比为1：3；正硅酸四乙酯和甲基二乙氧基硅烷的体积比为1：10。
对比例1
与实施例1及实施例2区别在于：改性沥青采用AH-70。
沥青试验结果
通过上述试验可以看出，实施例1及实施例2的强度比对比例强度好且稳定性好，实施例2的劈裂强度最好，且水稳定性最好。
利用本实施例1方式伸缩缝表面20分钟时检测到的抗压强度就达到了28MPa，利用本实施例2方式伸缩缝表面20分钟时检测到的抗压强度就达到了35MPa，改性沥青采用季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物、二氧化硅胶体及橡胶颗粒，制备的填充层和覆盖层强度高，性能稳定。
本发明具体应用：
一、山东高速滨州黄河大桥维修施工：
桥梁伸缩缝宽度为 50cm，共 6 条，每条长度为 12 米。工程采用夜间施工的方法，6条伸缩缝共使用 2个夜晚完成。
二、杭州文晖大桥项目：
文晖大桥是杭州市第一座双塔双索面三跨预应力混凝土斜拉桥。选择周五、周六、周日晚上进行施工，从21时开始至清晨5时前维修，桥上4米长的梳齿板伸缩缝共20多 条更换成本发明伸缩缝，并且已正常通行。
经实践，用于本发明的伸缩缝构造，防水效果较好，不易受雨水、污水的影响，且抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀等特性较好，使用寿命明显延长。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种公路桥梁伸缩缝结构，其特征在于：包括横向板（9）、纵向构件、填充层（2）和覆盖层（3），横向板（9）设置在混凝土层（7）构成的伸缩缝上方并通过螺栓（6）与混凝土层（7）连接，纵向构件为两组，每组包括纵向主体（10）和伸缩胶条（1），纵向主体（10）设置在横向板（9）两端，纵向主体（10）顶部具有两个平行间隔设置的插槽，伸缩胶条（1）两端插入插槽内，横向板（9）及纵向构件两侧与铺装层（5）粘接为一体，填充层（2）设置在纵向构件之间并位于铺装层（5）之间，覆盖层（3）位于填充层（2）上方，且覆盖层（3）上表面与铺装层（5）上表面齐平。
2.根据权利要求1所述公路伸缩缝用填料，其特征在于：纵向主体（10）包括两个竖板（103）和设置在竖板之间的横板，横板（101）将竖板之间分为上腔和下腔（104），插槽（102）设置在竖板（103）上并具有凹于竖板上表面，下腔（104）设置限位板（11），螺栓（6）穿过限位板（11）及横向板（9）与混凝土层（7）连接为一体。
3.根据权利要求1所述公路伸缩缝用填料，其特征在于：填充层（2）包括以下组分原料：矿渣粉：50-70、改性沥青10-15、级配碎石6-10、粗砂2-5；覆盖层（3）包括以下组分原料：橡胶粒2-3、石英砂10-15、改性沥青20-50、粉煤灰6-13份、矿粉：8-15份、硅灰：3-5份。
4.根据权利要求3所述公路伸缩缝用填料，其特征在于：改性沥青包括以下组分原料：基质沥青65-70份，季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物1～6、二氧化硅胶体0.5-1.5、橡胶颗粒1-3；季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物分子量为72.0627，pH值为2.7-3.5，粘度为350000-65000，表观密度为0.21g/cm，比重为1.41，含水量≤2.0%；
改性沥青具体的制备方法如下：
（1）将正硅酸四乙酯和聚乙烯吡络烷酮、三乙醇胺溶于乙醇中，然后滴加氨水，搅拌均匀后，加入甲基二乙氧基硅烷，搅拌2-3h，得二氧化硅胶体；
（2）将季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物加热搅拌，调整PH为7.0-7.2，然后加入橡胶颗粒及沥青、二氧化硅胶体混合均匀即可。
5.根据权利要求4所述公路伸缩缝用填料，其特征在于：正硅酸四乙酯和聚乙烯吡络烷酮、三乙醇胺的质量比为1：2：0.1；正硅酸四乙酯和乙醇的体积比为1：5；正硅酸四乙酯和氨水摩尔比为1：3；正硅酸四乙酯和甲基二乙氧基硅烷的体积比为1：10。
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