CN113215898A - 一种装配式水泥板传力构件、水泥板及其制备和施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装配式路面技术领域，尤其涉及一种装配式水泥板传力构件、水泥板及其制备使用方法。传力构件，包括导向板、与导向板垂直固定连接的若干发射套筒，导向板开设有若干导向孔，发射套筒与导向孔连通，发射套筒内设有弹性传力杆组件，导向板远离发射套筒的一侧设有阻挡弹性传力杆组件的阻挡部，阻挡部远离发射套筒一侧设有靶向套筒，靶向套筒位于弹性传力杆组件移动方向的一侧且与发射套筒共线设置。能在基本不破坏预制板接缝上表面的前提下快速完成弹性传力杆组件的安装，保证铺面整体的平整度和美观。

Description

一种装配式水泥板传力构件、水泥板及其制备和施工方法

技术领域

本发明涉及装配式路面技术领域，尤其涉及一种装配式水泥板传力构件、水泥板及其制备使用方法。

背景技术

水泥混凝土铺面在机场道路铺设中占主导地位，其建造分现浇法和预制装配法。传统的现浇法存在施工现场浇筑摊铺所引起的生产粗放、效率低下、施工质量难以控制的问题，而预制装配法具有集中预制质量可控、批次运输管理透明、现场拼装快速环保的优点。基于上述优点预制混凝土铺面在各地广泛应用，但刚性铺面的接缝在荷载及环境的反复作用下需要保证有良好的传荷性能，同时还需综合考虑拼接时的便捷性、装配误差、成本等因素。因此，预制水泥混凝土板接缝构造以及施工方法一直是工程控制的难点。

目前实现传力杆的安装有两种方法：一是板块在装配好后，传力杆通过连接件连接；二是在装配现场将传力杆置入预留的位置，再使用快凝修补材料将预留位置的空隙填封起来从而实现传力杆与板块连接。现阶段装配式水泥混凝土铺面为了达到“现场装配化”快速施工的目的，普遍在板块接缝处预留向上的开口槽，现场装配时嵌入与预埋件配套的传力构件进行螺栓紧固或灌浆将传力构件与板块连接起来，最后嵌入盖板或灌浆封填表面缺口。

上述现有技术方案存在以下缺陷：板间接缝间距及板表面的平整性要求传力构件安装的操作空间不宜过大，而预制板接缝众多，在大面积布设上表面开槽传力构件的情况下势必会破坏预制板表面纹理、整体的平整度；若槽口表面覆盖的薄层混凝土处理不当，在荷载和环境作用下传力构件周围混凝土容易开裂破碎，暴露的钢制传力构件棱角会对铺面板上高速行驶的车辆轮胎造成严重影响，此外暴露的传力构件还会在雨水浸泡下快速锈蚀，使预制板间的传荷性能急速下降。

鉴于此，目前亟待发明一种能保证传荷性能，可大幅度降低预制板上表面开槽面积、提高铺面板整体平整度和施工速度的预制混凝土板接缝结构和施工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种装配式水泥板传力构件、水泥板及其制备和施工方法，以解决上述技术问题，本发明在工厂预制混凝土板时布设传力构件以及在施工现场使用配合的弹性传力杆组件发射方法，能在基本不破坏预制板接缝上表面的前提下快速完成弹性传力杆组件的安装，保证铺面整体的平整度和美观，最大程度避免上表面开槽式传力构件表面覆盖薄层混凝土开裂破碎对铺面结构服役性能的不利影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种装配式水泥板传力构件，包括导向板、与所述导向板垂直固定连接的若干发射套筒，所述导向板开设有若干导向孔，所述发射套筒与所述导向孔连通，所述发射套筒内设有弹性传力杆组件，所述导向板远离所述发射套筒的一侧设有阻挡所述弹性传力杆组件的阻挡部，所述阻挡部远离所述发射套筒一侧设有靶向套筒，所述靶向套筒位于所述弹性传力杆组件移动方向的一侧且与所述发射套筒共线设置。

优选的，所述弹性传力杆组件包括滑动连接在所述发射套筒内的传力杆，所述发射套筒远离所述导向板的一端与所述传力杆之间固定连接有平端弹簧，所述发射套筒与所述靶向套筒内径相同。

优选的，所述阻挡部包括开设在所述导向板一侧的卡槽，所述卡槽内滑动配合有挡板，所述挡板的滑动方向与所述发射套筒的排列方向平行，所述挡板与所述发射套筒的轴线垂直。

优选的，所述导向板远离所述发射套筒的侧壁开设有若干螺纹孔Ⅰ，所述靶向套筒一端开设有螺纹孔Ⅱ。

优选的，若干所述发射套筒位于同一平面，若干所述发射套筒排列方向与所述导向板的长度方向相同。

一种装配式水泥板，包括预制水泥混凝土板和埋入所述预制水泥混凝土板板中的装配式水泥板传力构件，所述装配式水泥板传力构件为上述技术方案所述装配式水泥板传力构件，所述导向板远离所述发射套筒的侧壁与所述预制水泥混凝土板的侧壁齐平，若干所述发射套筒所在平面与所述预制水泥混凝土板的顶面平行，所述靶向套筒的一端与所述预制水泥混凝土板侧壁齐平。

优选的，所述发射套筒、所述靶向套筒分别位于所述预制水泥混凝土板相对的侧壁且共线设置。

优选的，所述发射套筒、所述靶向套筒位于所述预制水泥混凝土板的同一侧壁且交错设置，所述靶向套筒与所述导向孔连通，所述发射套筒与相邻的所述预制水泥混凝土板中的所述靶向套筒相对应且共线。

一种制备装配式水泥板的方法，包括以下步骤：

准备若干相同规格的钢模板，所述钢模板内侧壁固定连接装配式水泥板传力构件；

所述导向板、靶向套筒与所述钢模板内侧壁固定连接，所述发射套筒朝向所述钢模板内侧；

向固定好所述导向板、靶向套筒的所述钢模板内浇筑砼，振捣混凝土时要避开所述发射套筒、靶向套筒防止变形或移位。

一种装配式水泥板的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，将一块装配式水泥板吊装至指定位置就位，所述装配式水泥板为上述技术方案所述装配式水泥板；

步骤二，在所述发射套筒内喷入防锈润滑油使内表面光滑，将所述弹性传力杆组件插入至所述发射套筒并使用所述阻挡部阻挡所述弹性传力杆组件；

步骤三，将另一块所述装配式水泥板吊装至指定位置，并按步骤二安装所述弹性传力杆组件、阻挡部；

步骤四，将两块所述装配式水泥板接缝对齐，确保所述发射套筒与所述靶向套筒处于同一水平轴心线上，拆除所述阻挡部；

步骤五，在两个所述装配式水泥板的接缝处灌入灌缝料填补空隙。

本发明具有如下技术效果：

1、本发明提出的装配式水泥板传力构件、水泥板及其制备和施工方法，结构形式简单，可在不破坏预制板水泥板接缝上表面的前提下快速完成传力杆的安装，保证铺面整体的平整度和美观，最大程度避免上表面开槽式传力构件表面覆盖薄层混凝土开裂破碎对铺面结构服役性能的不利影响。可彻底消除传力构件表面尖锐棱边割轮胎、雨水侵蚀等隐患；预埋构件增加了传力杆锚固端与周围混凝土的接触面积，可有效传递传力杆与混凝土间的接触应力、协调两者变形；除此之外，挡板可循环使用回收利用，符合装配式水泥混凝土铺面绿色节能的理念。

2、本发明所用技术方案中，所有传力构件无固定规格限制，针对不同水泥板尺寸以及设计的传力杆数量、直径和间距灵活定制；安装工序、工种少，提高了现场拼接的施工效率，无需像螺栓类、可拆卸类上开口传力构件还需进行紧固弯矩测试以及盖板的防水密封测试；其结构形式类似传统的下开口传力杆，而光圆钢制下开口传力杆经过多年的工程实践证明，是保证铺面缩缝荷载传递能力、提高其耐久性的最有效的措施之一，本发明技术方案在接缝处使用较少灌浆量，达到光圆钢制下开口传力杆相同的性能且保证了上表面的平整度和美观要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明导向板与发射套筒立体结构示意图；

图2为阻挡部结构示意图；

图3为弹性传力杆组件插入发射套筒结构示意图；

图4为两块装配式水泥板装配结构示意图；

图5为两块装配式水泥板装配立体结构示意图；

图6为靶向套筒结构示意图；

图7为本发明实施例二的两块装配式水泥板的装配结构示意图。

附图标记，1、预制水泥混凝土板；2、预制水泥混凝土板接缝；3、导向板；4、导向孔；5、发射套筒；6、螺纹孔Ⅰ；7、卡槽；8、螺纹孔Ⅱ；9、螺栓；10、靶向套筒；11、传力杆；12、平端弹簧；13、挡板。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

参照图1-5所示，本实施例提供一种装配式水泥板传力构件，包括导向板3、与导向板3垂直固定连接的若干发射套筒5，导向板3开设有若干导向孔4，发射套筒5与导向孔4连通，发射套筒5内设有弹性传力杆组件，导向板3远离发射套筒5的一侧设有阻挡弹性传力杆组件的阻挡部，阻挡部远离发射套筒5一侧设有靶向套筒10，靶向套筒10位于弹性传力杆组件移动方向的一侧且与发射套筒5共线设置。

将弹性传力杆组件设置在发射套筒5内，并使用阻挡部阻挡弹性传力杆组件，进行装配时，使发射套筒5与靶向套筒10相互对正后，拆掉阻挡部可以使传力杆组件插入至靶向套筒10，实现水泥板的装配定位，本发明的传力构件可以设置在水泥板的内部，从而保证铺面整体的平整度和美观。

进一步优化方案，弹性传力杆组件包括滑动连接在发射套筒5内的传力杆11，发射套筒5远离导向板3的一端与传力杆11之间固定连接有平端弹簧12，发射套筒5与靶向套筒10内径相同。

进一步优化方案，阻挡部包括开设在导向板3一侧的卡槽7，卡槽7内滑动配合有挡板13，挡板13的滑动方向与发射套筒5的排列方向平行，挡板13与发射套筒5的轴线垂直。

阻挡弹性传力杆组件时将挡板13插入卡槽7即可实现，需要释放弹性传力杆组件时将挡板13从卡槽7内拆除即可。

进一步优化方案，导向板3远离发射套筒5的侧壁开设有若干螺纹孔Ⅰ6，靶向套筒10一端开设有螺纹孔Ⅱ8。

浇注水泥板时通过螺纹孔Ⅰ6、螺纹孔Ⅱ8将导向板3和靶向套筒10进行固定。

进一步优化方案，若干发射套筒5位于同一平面，若干发射套筒5排列方向与导向板3的长度方向相同。

一种装配式水泥板，包括预制水泥混凝土板1和埋入预制水泥混凝土板1板中的装配式水泥板传力构件，装配式水泥板传力构件为上述技术方案装配式水泥板传力构件，导向板3远离发射套筒5的侧壁与预制水泥混凝土板1的侧壁齐平，若干发射套筒5所在平面与预制水泥混凝土板1的顶面平行，靶向套筒10的一端与预制水泥混凝土板1侧壁齐平。

进一步优化方案，发射套筒5、靶向套筒10分别位于预制水泥混凝土板1相对的侧壁且共线设置。

一种制备装配式水泥板的方法，包括以下步骤：

准备若干相同规格的钢模板，钢模板内侧壁固定连接装配式水泥板传力构件；

导向板3、靶向套筒10与钢模板内侧壁固定连接，发射套筒5朝向钢模板内侧；在钢模板侧壁与螺纹孔Ⅰ6、螺纹孔Ⅱ8对应开设相应的安装螺纹孔，通过螺栓9将导向板3和靶向套筒10固定在钢模板内侧壁上。

向固定好导向板3、靶向套筒10的钢模板内浇筑砼，振捣混凝土时要避开发射套筒5、靶向套筒10防止变形或移位。拆模时将拆掉螺栓9即可。

一种装配式水泥板的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，将一块装配式水泥板吊装至指定位置就位，装配式水泥板为上述技术方案装配式水泥板；

步骤二，在发射套筒5内喷入适量防锈润滑油使内表面光滑，平端弹簧12一端焊接在传力杆11的一端，平端弹簧12另一端与发射套筒5底部接触，将焊接平端弹簧12的传力杆11依次插入至每个发射套筒5，使平端弹簧12处于压缩状态，在传力杆11完全推入发射套筒5后立即在卡槽7的侧面插入挡板13并使挡板13挡住待“发射的”传力杆11；

步骤三，将另一块装配式水泥板吊装至指定位置，并按步骤二安装平端弹簧12、传力杆11、挡板13；

步骤四，将两块装配式水泥板接缝对齐，确保发射套筒5与靶向套筒10处于同一水平轴心线上，迅速抽出挡板13，传力杆11在平端弹簧12推力作用下射入靶向套筒10，传力杆11射入靶向套筒10后垂直于预制水泥混凝土板接缝2位置且被等分，平端弹簧12此时处于初始状态；

步骤五，在两个装配式水泥板的接缝处即预制水泥混凝土板接缝2灌入灌缝料填补空隙。

本实施例中导向板3、预制水泥混凝土板1以及挡板14长度相同；导向板3高度为100mm，宽度为18mm；挡板14高度为80mm，宽度为6mm；传力杆11直径为30mm，长度为500mm；发射套筒5直径为32mm，长度为580～600mm；靶向套筒10直径为32mm，长度为250mm；平端弹簧12直径为28mm,长度为80～100mm。

按照本实施例所述方法在水泥稳定碎石基层上铺设预制水泥混凝土面层，在现有吊装技术和调平手段下，使相邻两块水泥板就位后发射套筒5和靶向套筒10轴心线处于同一水平线上，考虑传力杆11长度、发射套筒5和靶向套筒10的摩擦阻力以及平端弹簧12的刚度计算平端弹簧12和发射套筒5长度，确保传力杆11在平端弹簧12推力作用下射入靶向套筒10端部，且弹簧刚好处于自然状态。

实验例：

设计相同板厚的上开口、下开口预制板，通过有限元软件计算在标准轴载BZZ-100作用下预制板接缝的最大应力、应变及竖向位移，并与本实施例的接缝构造受力性能作比较，3种设计方案及其分析结果如表1所示。

表1三类传荷构造影响下预制板接缝处的受力分析计算结果

根据以上数据分析，本申请的水泥板在接缝处的应力应变水平均小于上、下开口式预制板，方案比选的关键指标为结构在标准轴载下的最大竖向位移，在标准轴载静压下本申请的水泥板的接缝处降低了30％的最大竖向变形，相较于上开口、下开槽多余的空间灌注大量快凝型自密实混凝土的方式，本发明所用弹簧推入式传力杆安装方法，其接缝结构具有更小挠度且保证了水泥板表面平整度。

实施例二：

参照图6所示，本实施例的装配式水泥板与实施例一的区别仅在于，发射套筒5、靶向套筒10位于预制水泥混凝土板1的同一侧壁且交错设置，靶向套筒10与导向孔4连通，发射套筒5与相邻的预制水泥混凝土板1中的靶向套筒10相对应且共线。

本实施例的装配式水泥板可以实现一块装配式水泥板的四个面的相互之间的拼装，在铺设路面过程中更加便捷。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或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。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种装配式水泥板传力构件，其特征在于：包括导向板(3)、与所述导向板(3)垂直固定连接的若干发射套筒(5)，所述导向板(3)开设有若干导向孔(4)，所述发射套筒(5)与所述导向孔(4)连通，所述发射套筒(5)内设有弹性传力杆组件，所述导向板(3)远离所述发射套筒(5)的一侧设有阻挡所述弹性传力杆组件的阻挡部，所述阻挡部远离所述发射套筒(5)一侧设有靶向套筒(10)，所述靶向套筒(10)位于所述弹性传力杆组件移动方向的一侧且与所述发射套筒(5)共线设置。

2.根据权利要求1所述的一种装配式水泥板传力构件，其特征在于：所述弹性传力杆组件包括滑动连接在所述发射套筒(5)内的传力杆(11)，所述发射套筒(5)远离所述导向板(3)的一端与所述传力杆(11)之间固定连接有平端弹簧(12)，所述发射套筒(5)与所述靶向套筒(10)内径相同。

3.根据权利要求1所述的一种装配式水泥板传力构件，其特征在于：所述阻挡部包括开设在所述导向板(3)一侧的卡槽(7)，所述卡槽(7)内滑动配合有挡板(13)，所述挡板(13)的滑动方向与所述发射套筒(5)的排列方向平行，所述挡板(13)与所述发射套筒(5)的轴线垂直。

4.根据权利要求1所述的一种装配式水泥板传力构件，其特征在于：所述导向板(3)远离所述发射套筒(5)的侧壁开设有若干螺纹孔Ⅰ(6)，所述靶向套筒(10)一端开设有螺纹孔Ⅱ(8)。

5.根据权利要求1所述的一种装配式水泥板传力构件，其特征在于：若干所述发射套筒(5)位于同一平面，若干所述发射套筒(5)排列方向与所述导向板(3)的长度方向相同。

6.一种装配式水泥板，其特征在于：包括预制水泥混凝土板(1)和埋入所述预制水泥混凝土板(1)中的装配式水泥板传力构件，所述装配式水泥板传力构件为权利要求1-5任一项所述装配式水泥板传力构件，所述导向板(3)远离所述发射套筒(5)的侧壁与所述预制水泥混凝土板(1)的侧壁齐平，若干所述发射套筒(5)所在平面与所述预制水泥混凝土板(1)的顶面平行，所述靶向套筒(10)的一端与所述预制水泥混凝土板(1)侧壁齐平。

7.根据权利要求6所述的一种装配式水泥板，其特征在于：所述发射套筒(5)、所述靶向套筒(10)分别位于所述预制水泥混凝土板(1)相对的侧壁且共线设置。

8.根据权利要求7所述的一种装配式水泥板，其特征在于：所述发射套筒(5)、所述靶向套筒(10)位于所述预制水泥混凝土板(1)的同一侧壁且交错设置，所述靶向套筒(10)与所述导向孔(4)连通，所述发射套筒(5)与相邻的所述预制水泥混凝土板(1)中的所述靶向套筒(10)相对应且共线。

9.一种制备权利要求6-8任一项所述的装配式水泥板的方法，其特征在于：包括以下步骤：

准备若干相同规格的钢模板，所述钢模板内侧壁固定连接所述装配式水泥板传力构件；

所述导向板(3)、靶向套筒(10)与所述钢模板内侧壁固定连接，所述发射套筒(5)朝向所述钢模板内侧；

向固定好所述导向板(3)、靶向套筒(10)的所述钢模板内浇筑砼，振捣混凝土时要避开所述发射套筒(5)、靶向套筒(10)防止变形或移位。

10.一种装配式水泥板的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，将一块装配式水泥板吊装至指定位置就位，所述装配式水泥板为权利要求6-8任一项所述装配式水泥板；

步骤二，在所述发射套筒(5)内喷入防锈润滑油，将所述弹性传力杆组件插入至所述发射套筒(5)并使用所述阻挡部阻挡所述弹性传力杆组件；

步骤三，将另一块所述装配式水泥板吊装至指定位置，并按步骤二安装所述弹性传力杆组件、阻挡部；

步骤四，将两块所述装配式水泥板接缝对齐，确保所述发射套筒(5)与所述靶向套筒(10)处于同一水平轴心线上，拆除所述阻挡部；

步骤五，在两个所述装配式水泥板的接缝处灌入灌缝料填补空隙。

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