CN204608598U - 一种无缝式桥梁伸缩缝结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于桥梁构件技术领域，涉及到一种无缝式桥梁伸缩缝结构。其包括水泥混凝土桥面板、相邻水泥混凝土桥面板、钢盖板、定位螺栓、沥青混凝土铺装层、相邻沥青混凝土铺装层、弹性混凝土、粘结层和碳纤维电缆；所述沥青混凝土铺装层和相邻沥青混凝土铺装层分别位于水泥混凝土桥面板与相邻水泥混凝土桥面板之上，两者之间设有缝隙B；所述缝隙B在其两侧均设有粘结层，在其内部则填充有弹性混凝土；所述碳纤维电缆有多个，呈列阵式均匀分布在弹性混凝土内部，且每排都与缝隙A平行。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：高温无变形，低温无开裂，力学性能和抗冲击性能优异、耐久性好、行车舒适性好、开放交通时间短、环保效益显著。
Description
技术领域
本实用新型属于桥梁构件技术领域，具体来说，涉及到一种无缝式桥梁伸缩缝结构。
背景技术
桥梁伸缩缝是桥梁设计中的一个重要组成部分，是为满足桥梁的伸缩变形而在桥梁结构的梁端之间或其他适当位置安装的能够自由变形的装置。它在桥梁结构中直接承受轮胎载荷的冲击作用，并且长期暴露在空气中，使用环境恶劣，容易破坏并且维护成本高。统计数据表明伸缩缝是桥梁结构中最薄弱的部分，其使用寿命远低于桥梁的设计寿命。频繁维修或更换伸缩缝不仅严重影响交通的通畅与安全，并且也带来了资源的浪费与环境问题，提高了桥梁的维护成本。法国和葡萄牙调查结果表明伸缩缝的养护成本约占整个桥梁养护成本的7％-22％。
目前国内外主要使用的桥梁伸缩装置可分为以下6种类型，即无缝式、填塞对接式、嵌固对接式、橡胶板式、钢制支承式和模数式。此外，桥梁伸缩缝可大致分为开口缝和闭口缝两大类。开口伸缩缝容易让水和腐蚀性的污染物进入，加快桥梁面板、支座和底层结构性能的衰减，因此这类伸缩缝已经很少使用。而闭口伸缩缝近年来发展迅速种类繁多，根据Lima的调查报告显示截止2010年使用最多的为加固橡胶缓冲型(51％)，其次为橡胶柔性条型(22％)，沥青填塞型(9％)。对于桥梁伸缩量比较小时，沥青填塞型是最常用的一种伸缩缝装置。
无缝式伸缩缝又名沥青填塞式伸缩缝，相比于其他类型的伸缩缝，它能使桥梁结构无缝化，其主要工作原理是在桥梁梁端间隙中填入特殊的聚合物改性沥青混合料来满足由于温度和载荷引起的桥梁变形。无缝式伸缩缝具有良好的整体性和耐久性，施工方便，易于维修和养护，行车舒适，造价相对较低。但其主要缺点是使用寿命较低，一般为5-7年。出于对降低行车噪音污染和提高行车舒适性的考虑，欧洲一些发达国家，如德国、瑞士和荷兰，针对无缝式伸缩缝开展了许多深入的研究，旨在提高其服役性能和延长其使用寿命。但低温开裂、高温推移、与原有路面粘结不足仍是无缝式伸缩缝目前所面临的主要问题。另外，无缝伸缩缝一般只适用于最大伸缩量为50mm的中小跨度桥梁，也限制了无缝式伸缩缝的应用。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种性能良好且经济环保的无缝式桥梁伸缩缝结构。
本实用新型所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，所述无缝式桥梁伸缩缝结构包括水泥混凝土桥面板1、相邻水泥混凝土桥面板2、钢盖板3、定位螺栓4、沥青混凝土铺装层5、相邻沥青混凝土铺装层6、弹性混凝土7、粘结层8和碳纤维电缆9；所述水泥混凝土桥面板1与相邻水泥混凝土桥面板2之间设有缝隙A；所述钢盖板3横跨缝隙A，其一端通过定位螺栓4固定于水泥混凝土桥面板1上，另一端始终保持搭在相邻水泥混凝土桥面板2上并能自由活动；所述沥青混凝土铺装层5和相邻沥青混凝土铺装层6分别位于水泥混凝土桥面板1与相邻水泥混凝土桥面板2之上，两者之间设有缝隙B；所述缝隙B在其两侧均设有粘结层8，在其内部则填充有弹性混凝土7；所述碳纤维电缆9有多个，呈列阵式均匀分布在弹性混凝土7内部，且每排都与缝隙A平行。
本实用新型所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，所述粘结层8为弹性环氧树脂胶粘剂涂层。
本实用新型所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，所述粘结层8的涂层覆盖率为2.0-3.0平米/升。
本实用新型所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，所述碳纤维电缆9在横向和纵向上的间距为2-4cm。
本实用新型所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，所述弹性混凝土7为由弹性环氧树脂胶粘剂和废旧橡胶颗粒组成的环氧树脂/橡胶弹性混凝土，其压缩强度大于10MPa，极限压缩变形率大于20％。
本实用新型所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，所述废旧橡胶颗粒为废旧卡车轮胎粉碎处理得到的1-4mm橡胶颗粒。
在本实用新型中，以热固性环氧树脂/橡胶弹性混凝土作为无缝式桥梁伸缩缝伸缩材料，避免了以热塑性沥青混凝土作伸缩材料固有的高温变形和低温开裂等病害；环氧树脂/橡胶弹性混凝土以弹性环氧树脂胶粘剂为胶结料，以废旧橡胶颗粒为集料，利用环氧树脂固化物优异的耐水性、耐油性和力学性能，废旧橡胶颗粒优异的弹性、韧性和抗疲劳性，两者协同复合作用赋予本实用新型良好的力学性能和抗冲击性能。通过在弹性混凝土与沥青混凝土铺装层之间设有环氧树脂胶粘剂粘结层，利用环氧树脂胶粘剂超强的粘结力，赋予本实用新型与原有路面铺装层界面优异的粘结强度，提高桥梁伸缩缝结构的整体性，延长其使用寿命。以环氧树脂胶粘剂为胶结料，以废旧橡胶颗粒为填充料，利用环氧树脂胶粘剂超强的粘结力，橡胶颗粒优异的耐磨性能、弹性和韧性，赋予本实用新型良好的耐磨、吸震和降噪性能，提高行车舒适性。通过对弹性混凝土内部碳纤维电缆通电放热，提高弹性混凝土温度，从而实现弹性混凝土的快速固化，可显著缩短开放交通时间，4-6小时后即可通车。以废旧橡胶颗粒作为填充料，进一步扩大了废旧轮胎再生利用的途径，对解决废旧轮胎处治所引起的社会问题和环保问题具有积极的现实意义。与现有技术相比，本实用新型所述无缝式桥梁伸缩缝结构具有如下优点：高温无变形，低温无开裂，力学性能和抗冲击性能优异、耐久性好、行车舒适性好、开放交通时间短、环保效益显著。
附图说明
图1：无缝式桥梁伸缩缝结构示意图；水泥混凝土桥面板-1、相邻水泥混凝土桥面板-2、钢盖板-3、定位螺栓-4、沥青混凝土铺装层-5、相邻沥青混凝土铺装层-6、弹性混凝土-7、粘结层-8、碳纤维电缆-9。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型所述的无缝式桥梁伸缩缝结构做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
实施例1
一种无缝式桥梁伸缩缝结构，所述无缝式桥梁伸缩缝结构包括水泥混凝土桥面板1、相邻水泥混凝土桥面板2、钢盖板3、定位螺栓4、沥青混凝土铺装层5、相邻沥青混凝土铺装层6、弹性混凝土7、粘结层8和碳纤维电缆9；所述水泥混凝土桥面板1与相邻水泥混凝土桥面板2之间设有缝隙A；所述钢盖板3横跨缝隙A，其一端通过定位螺栓4固定于水泥混凝土桥面板1上，另一端始终保持搭在相邻水泥混凝土桥面板2上并能自由活动；所述沥青混凝土铺装层5和相邻沥青混凝土铺装层6分别位于水泥混凝土桥面板1与相邻水泥混凝土桥面板2之上，两者之间设有缝隙B；所述缝隙B在其两侧均设有粘结层8，在其内部则填充有弹性混凝土7；所述碳纤维电缆9有多个，呈列阵式均匀分布在弹性混凝土7内部，且每排都与缝隙A平行；所述粘结层8为弹性环氧树脂胶粘剂涂层；所述粘结层8的涂层覆盖率为3.0平米/升；所述碳纤维电缆9在横向和纵向上的间距为4cm；所述弹性混凝土7为由弹性环氧树脂胶粘剂和废旧橡胶颗粒组成的环氧树脂/橡胶弹性混凝土，其压缩强度大于10MPa，极限压缩变形率大于20％；所述废旧橡胶颗粒为废旧卡车轮胎粉碎处理得到的4mm橡胶颗粒。
实施例1
一种无缝式桥梁伸缩缝结构，所述无缝式桥梁伸缩缝结构包括水泥混凝土桥面板1、相邻水泥混凝土桥面板2、钢盖板3、定位螺栓4、沥青混凝土铺装层5、相邻沥青混凝土铺装层6、弹性混凝土7、粘结层8和碳纤维电缆9；所述水泥混凝土桥面板1与相邻水泥混凝土桥面板2之间设有缝隙A；所述钢盖板3横跨缝隙A，其一端通过定位螺栓4固定于水泥混凝土桥面板1上，另一端始终保持搭在相邻水泥混凝土桥面板2上并能自由活动；所述沥青混凝土铺装层5和相邻沥青混凝土铺装层6分别位于水泥混凝土桥面板1与相邻水泥混凝土桥面板2之上，两者之间设有缝隙B；所述缝隙B在其两侧均设有粘结层8，在其内部则填充有弹性混凝土7；所述碳纤维电缆9有多个，呈两排十列均匀分布在弹性混凝土7内部，且每排都与缝隙A平行；所述粘结层8为弹性环氧树脂胶粘剂涂层；所述粘结层8的涂层覆盖率为2.0平米/升；所述碳纤维电缆9在横向和纵向上的间距为2cm；所述弹性混凝土7为由弹性环氧树脂胶粘剂和废旧橡胶颗粒组成的环氧树脂/橡胶弹性混凝土，其压缩强度大于10MPa，极限压缩变形率大于20％；所述废旧橡胶颗粒为废旧卡车轮胎粉碎处理得到的1mm橡胶颗粒。
实施例1-2中弹性混凝土由A、B、C三组分组成，其制备方法如下：1)A组分的制备：将环氧树脂E-51 100份﹑丙烯基缩水甘油醚8份﹑奇士增韧剂QS-030N 15份，加入高速分散釜中，分散盘转速1000转/分钟，分散30分钟后即得A组分，包装储存；2)B组分的制备：将650﹟低分子聚酰胺100份﹑DMP-305份﹑偶联剂KH-550 1份，加入反应釜中，搅拌均匀即得B组分，包装储存；3)C组分的制备：将废旧橡胶颗粒先经清水洗涤两次，然后用5％HCl溶液浸泡2小时，然后晾干包装储存；4)弹性混凝土的制备：按质量配比A:B:C＝1:0.6:6称取各组分，首先将A组分与B组分混合，搅拌均匀，最后加入C组分，搅和均匀即得弹性混凝土。
在本实用新型中，以热固性环氧树脂/橡胶弹性混凝土作为无缝式桥梁伸缩缝伸缩材料，避免了以热塑性沥青混凝土作伸缩材料固有的高温变形和低温开裂等病害；环氧树脂/橡胶弹性混凝土以弹性环氧树脂胶粘剂为胶结料，以废旧橡胶颗粒为集料，利用环氧树脂固化物优异的耐水性、耐油性和力学性能，废旧橡胶颗粒优异的弹性、韧性和抗疲劳性，两者协同复合作用赋予本实用新型良好的力学性能和抗冲击性能。通过在弹性混凝土与沥青混凝土铺装层之间设有环氧树脂胶粘剂粘结层，利用环氧树脂胶粘剂超强的粘结力，赋予本实用新型与原有路面铺装层界面优异的粘结强度，提高桥梁伸缩缝结构的整体性，延长其使用寿命。以环氧树脂胶粘剂为胶结料，以废旧橡胶颗粒为填充料，利用环氧树脂胶粘剂超强的粘结力，橡胶颗粒优异的耐磨性能、弹性和韧性，赋予本实用新型良好的耐磨、吸震和降噪性能，提高行车舒适性。通过对弹性混凝土内部碳纤维电缆通电放热，提高弹性混凝土温度，从而实现弹性混凝土的快速固化，可显著缩短开放交通时间，4-6小时后即可通车。以废旧橡胶颗粒作为填充料，进一步扩大了废旧轮胎再生利用的途径，对解决废旧轮胎处治所引起的社会问题和环保问题具有积极的现实意义。与现有技术相比，本实用新型所述无缝式桥梁伸缩缝结构具有如下优点：高温无变形，低温无开裂，力学性能和抗冲击性能优异、耐久性好、行车舒适性好、开放交通时间短、环保效益显著。
Claims (6)
1.一种无缝式桥梁伸缩缝结构，其特征在于，所述无缝式桥梁伸缩缝结构包括水泥混凝土桥面板(1)、相邻水泥混凝土桥面板(2)、钢盖板(3)、定位螺栓(4)、沥青混凝土铺装层(5)、相邻沥青混凝土铺装层(6)、弹性混凝土(7)、粘结层(8)和碳纤维电缆(9)；所述水泥混凝土桥面板(1)与相邻水泥混凝土桥面板(2)之间设有缝隙A；所述钢盖板(3)横跨缝隙A，其一端通过定位螺栓(4)固定于水泥混凝土桥面板(1)上，另一端始终保持搭在相邻水泥混凝土桥面板(2)上并能自由活动；所述沥青混凝土铺装层(5)和相邻沥青混凝土铺装层(6)分别位于水泥混凝土桥面板(1)与相邻水泥混凝土桥面板(2)之上，两者之间设有缝隙B；所述缝隙B在其两侧均设有粘结层(8)，在其内部则填充有弹性混凝土(7)；所述碳纤维电缆(9)有多个，呈列阵式均匀分布在弹性混凝土(7)内部，且每排都与缝隙A平行。
2.根据权利要求1所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，其特征在于，所述粘结层(8)为弹性环氧树脂胶粘剂涂层。
3.根据权利要求1所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，其特征在于，所述粘结层(8)的涂层覆盖率为2.0-3.0平米/升。
4.根据权利要求1所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，其特征在于，所述碳纤维电缆(9)在横向和纵向上的间距为2-4cm。
5.根据权利要求1所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，其特征在于，所述弹性混凝土(7)为由弹性环氧树脂胶粘剂和废旧橡胶颗粒组成的环氧树脂/橡胶弹性混凝土，其压缩强度大于10MPa，极限压缩变形率大于20％。
6.根据权利要求5所述的一种无缝式桥梁伸缩缝结构，其特征在于，所述废旧橡胶颗粒为废旧卡车轮胎粉碎处理得到的1-4mm橡胶颗粒。
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