混凝土接缝的小齿状凸起的制作方法

专利名称：混凝土接缝的小齿状凸起的制作方法
技术领域：
本发明涉及在混凝土接缝中制成桥箱的小齿状突起的一种方法。
背景技术：
混凝土接缝通常代表着整块预浇注混凝土的薄弱区域。小齿状突起的主要目的是降低这种薄弱区域的薄弱程度及其影响。混凝土接缝代表着降低了抗拉强度的部分，因为在该接触表面的连结强度通常低于该混凝土的抗拉强度。该接缝填充物的抗拉强度类似于平坦接触表面的连结强度。利用小齿状突起来达到平坦部分中接触表面的比例的巨大缩减。此外，接触表面的总面积极大地大于平坦部分的面积。因此，可以减低抗拉强度削弱的程度。
混凝土桥梁建筑物中的混凝土接缝的小齿状突起，在挪威通常是贯彻实施挪威标准NS3473(Process code-2，Standard beskrivelsefor bruer og Kaier(“Standard Description for Bridges andPiers”)，Statens vegvesen，Handbook no.026)。
对处于正常载荷状态下的平衡悬臂的壁中的垂直混凝土接缝来说，其中在靠近箱壁顶部的该混凝土接缝上通常具有拉伸力而在该壁中部具有法向剪切变形状况，非常重要的是通常从上到下顺着该混凝土接缝的拉伸裂缝不会继续垂直向下太远而进入该剪切变形区域，而是逐渐转变方向顺着主要拉伸力的对角线方向的法线。如果该混凝土接缝的抗拉强度不是极大地低于该混凝土的其余部分，这是可以实现的。
各接触表面之间具有滑动的一种直接剪切断裂有可能发展到这种程度尽管特别是如果该混凝土表面是光滑的，然而该裂缝顺着该垂直混凝土接缝向下进入巨大的剪切变形区域，而且如果出现裂缝的宽度超过表面的粗糙度也会在接触表面之间，存在通过滑动而进行的直接剪切断裂的发展。这种形式的断裂通常不会出现于没有特别薄弱区域的增强混凝土建筑物中。
因此小齿状突起的主要目的是在断裂极限(之内)条件下，即使在接缝填充物中出现了裂缝，也能保证该混凝土接缝具有足够的剪切力允许量。该最终的剪切力允许量特别地取决于压应力的幅值，该压应力与该剪切力同时作用于该接缝填充物上。该小齿状突起将保证任何初始的滑动将产生裂缝开口，然后该裂缝开口使该增强物起作用并把压力施加于该接缝填充物。已发现该允许量取决于小齿状突起的相对面积。小齿状突起的所需深度取决于裂缝的尺寸，该裂缝尺寸是断裂极限条件中必须预先考虑的一个因素。
对于剪切力的传递，增强物的加入对于具有巨大压应力区域的影响较小，而假定该接触面未被污染并被填充成完全接触，则该小齿状突起或该表面的粗糙度将不是那么关键。因此该小齿状突起的主要目的是保证该剪切变形完全地在该建筑物的高度上被分布，以便避免下部区域中不幸的剪切变形集中。
现行标准规定对于更多的大结构件来说，具有倾斜侧边及0.2m中心距48×98mm的板作为混凝土接缝中的小齿状突起模板。这在该最终建筑物中制成了深度48mm及在混凝土齿底部的最小净切断面积等于该浇注接缝的混凝土面积的98/200≈50％的小齿状突起。(如果该小齿状突起被制成稍窄于该混凝土的厚度，以防止可从该表面看到该小齿状突起，该相对面积将略小于50％)。
使用厚木板在该浇注界限内模制该小齿状突起是相对的劳动力密集型的。该合适尺寸的厚木板在4个侧边上必须是倾斜的并在模板基础上被装配成彼此平行，各厚木板之间具有正确的距离。这个工作必须精确地实施并因而费时，并产生许多碎片及锯末。
在浇注后，还留下了撤除了各厚木板后，清洁小齿状突起的木头碎片的许多辅助工作。这常常在桥梁建筑物的需要进行固定的很高的高处现场完成。因此该困难的及易受伤的工作条件造成了危险，所以该小齿状突起将不会被十分良好地清洁。在许多情况下，该厚木板必须用大锤敲出，这造成难于收集废料。
因此本发明的目的是提供排除以上缺点的一种方法。
现有技术在GB A2217760中公开了两个浇注部分之间的一种接缝型面/填充物型面，该型面被用来对接缝给出一种精加工处理，例如在一种“从上至下”(“top-down”)构筑方法中通过注射可膨胀的物质，在该方法中混凝土构造被浇注在较高的混凝土建筑物的下面。
在DE1322653977中公开了一种凸纹板或片，它用来构筑各混凝土构件之间的密封件和该构件的提手。本发明的目的是使该板被固定于该第一浇注部分并构成该混凝土接缝的密封件。
在挪威专利NO B1 301243中公开了使用设置有槽的泡沫塑料定位型面来把防水产品布置在浇注的接缝中。该型面在该混凝土中留下隧道状的槽，当下一个浇注部分被构筑时，该混凝土构成单个的小齿状突起。
根据NO 307243的该型面的用途是把防水产品布置于混凝土接缝中。同时，不参考强度计算，该强度计算建议这种小齿状突起可适用于桥梁建筑物中。此外，所述小齿状突起必须穿过该整个混凝土接缝，以提供一种密封件，即在壁的垂直方向上的密封件。
以上方案的缺点是它们中无论哪一个都不能提供对抗诸如桥梁的大型建筑物中产生的变形所需的密封件，或满足现行的规定。在该用途中需要具有特定的几何性质的模板。

发明内容
通过提供一种更简单的和更优良工作条件的解决方案，本发明提出了，在桥箱的小齿状突起的制作中使用一种凸纹板代替厚木板。
因此本发明涉及第一与第二浇注部分之间的混凝土浇注接缝的小齿状突起的一种制成方法，该方法的特征是在第一浇注部分的模板工作结束时使用一种带有凸纹的板，然后在第二部分被浇注之前撤除该带有凸纹的板。
本发明特别涉及大型建筑物中的垂直浇注接缝的小齿状突起，该大型建筑物诸如是通过平衡悬臂的分段式浇注的箱壁。
本发明涉及带有凸纹的板或具有用于小齿状突起模板的凸出物的板。这个解决办法比使用厚木板更简单和工作场地环境更好，并且还保证该小齿状突起满足现行的规定(NS3473)。
因此本发明克服了不利于达到现行规定的缺点，该缺点即必须使用给定尺寸的倾斜厚木板。根据精确的测试及计算，该领域的挪威当局已经确信并且现在已批准这种形式的小齿状突起在建筑工程项目中的应用。


图1显示应用于根据本发明的方法中的带有凸纹的板的实施例的一部分；
图2显示图1所示的该带有凸纹的板的俯视图；图3显示图1及2所描绘的该带有凸纹的板的立体视图；图4显示通过带有凸纹的板的一个剖面，该带有凸纹的板具有被强调的可能切断的区域；图5显示该凸纹的俯视图，该凸纹具有画阴影线的可能切断的区域；和图6显示根据以上各例子的浇注密封件的剪切力允许值的线图。
具体实施例方式
为更详细地描述本发明，现将结合实施例的例子来描述本发明。在该例子中将进行几何形状以及测试混凝土立方体的实验室试验的评价，试验分为两种具有和不具有利用所述带有凸纹的板模制的浇注接缝。该评价贯彻SINTEF(标准)并且目标定在用这种形式的带有凸纹的板制成的小齿状突起，特别是遵照NS3473的小齿状突起的浇注接缝方面的规定。
本发明不局限于该实施例。
实施例图1及2显示了Platon DE25带有凸纹的板的几何形状，涉及该形状的尺寸列举于下面的表1中。
图3还描绘了该三维的形状，在该图中该下部特征是被布置成贴靠于该第一浇注部分的特征，以提供该小齿状突起图案。
表1Platon DE25的凸纹图案的几何尺寸

遵照NS3473的小齿状突起填充物的载荷允许值根据NS3473 12.7部分小齿状浇注接缝的剪切力允许值被计算作为两个合适组合的最小值组合1具有摩擦系数μ＝1.8的纯摩擦模式。
组合2τed＝1.5ftd的高度差+摩擦系数μ＝0.8的摩擦组合1适用于小的正应力，该正应力是由直接压力或间接地由加强件的作用造成的，该加强件横贯该接缝填充物。小齿状接缝填充物的摩擦系数被计算成略高于粗糙表面的摩擦系数(以μ＝1.8替代粗糙表面的μ＝1.5)，并假定小齿状突起满足该标准中规定的几何形状要求。
组合2适用于较大的正应力，摩擦系数与粗糙表面的磨擦系数相同，但高度差τcd高出很多(对粗糙表面来说是1.5ftd)。同时小齿状表面的τcd不应被估算成穿过整个小齿状突起区域部分中的平均拉伸力，而是被设想成作用在对应于该小齿状突起底部处的最小净切断区域的区域上。在一般的小齿状突起中只有两个相关的切断区域，和在该小齿状突起的两侧边上的一个相切平面。在该小齿状突起是对称的并具有倾斜边的正常情况下，穿过两侧边上“底部”的净面积将略大于总横断面积部分的50％。因此，与粗糙表面相比，在这个组合中小齿状突起提供了适度的增大。
对用Platon DE25模制的接缝填充物的小齿状突起几何形状的评价NS3473的几何形状要求通过platon板获得的小齿状突起具有两个完全不同的侧边。与各主要凸纹中混凝土相一致的整块构件部分在下文中称为正侧。反侧具有与各凸纹之间的体积相同的整块关联性。
各主要凸纹和对应的各主要凸纹之间的“背脊”的深度为23mm并且满足小齿状突起深度至少必须是10mm的要求。各凸纹之间的小“桥件”的深度为7mm。
各主要凸纹的深度为23mm，而底部长度为45mm，即为该深度的两倍。各凸纹之间的横筋的长度为55-27＝28mm，即为该深度的1.2倍。纵筋是具有在凸纹之间小桥件的小齿状构造。从图5可估计出该桥件底部的宽度为15mm。则它们之间的距离为55-15＝40mm。该深度尺寸定为7mm，即长度/深度为40/7＝5.7＜8。因此满足了小齿状突起沿力的方向具有的长度不大于8倍深度的要求。
凸纹侧边的倾斜角给定为水平凸伸(45-27)/2＝9mm，高度为23mm。
倾斜角atan(23/9)＝atan(2.55)＝68°＞60°因此也满足了小齿状突起与接缝方向构成的夹角不得小于60°的要求。
切断面积图4以强光线显示该组合的剪切平面，该剪切平面成为下面计算的基础，而图5以阴影线显示在该板系统单元内3个可能的切断区域。
系统单元面积 55×55＝3025mm2正侧(底部)底部处主要凸纹的面积45×45＝2025mm24个半桥件的面积＝2个整桥件面积 2×10×15＝300mm2————————————————总面积＝2325mm2该切断区域占总截面表面的百分比2325/3025＝76％反侧(Topp)在凸纹顶部表面的高度上的横截面切断区域占总截面表面的百分比(3025-27×27)/3025＝76％具有在两个主要方向中的一个方向上的力方向的组合剪切平面(kombi)反侧在与各凸纹顶部相同高度处横筋的切断和通过沿力方向切去凸纹侧表面的延长部的剪切平面内的横筋而释放纵筋。
正侧在纵筋下面切去各凸纹之间的桥件。
凸纹顶部之间2(28×27/2) ＝756侧表面的延长部2梯形件2×24(28+10)/2 ＝91 2——————————————和＝1668两个半桥件底部及各侧边15×10+2×7(15+10)/2＝325——————————————和＝1993切断区域占总剪切部分的百分比不包含“各桥件”的区域 1668/3025＝55％包含“各桥件”的区域 1993/3025＝66％评价主要的小齿状突起的几何形状满足NS3473的要求。凸纹之间的小桥件的高度略小于按照该标准的规格要求(7mm Vs要求的10mm)，但满足该高度应大于8倍它们之间距离的要求。
该两个主要剪切平面都具有良好的76％的大的相对区域。这有利于该剪切允许值，而且也有利于该填充物的抗拉强度，因为在一个平面部分中的该区域部分接触表面被限制至24％。此外该填充物的该接触表面几乎是通过该填充物的平面截面的两倍大。
求得了组合的切断面积的最小净剪切平面面积，该组合的切断面积由平行于浇注接缝的平面和沿纵筋倾斜的平面组成。该相对面积，根据是否把该纵筋下面的横桥件的切断考虑进去，分别为66％和55％。该各桥件的作用取决于裂缝跨距是多大，该裂缝跨距是在断裂极限条件中应加以考虑的一个因素。在全增强的建筑物中，只要该增强不显著地移动加之具有良好的增强尺寸，该裂缝跨距将不超过2mm。在这样一种裂缝跨距情况下，具有7mm高度的小齿状突起保持了大部分的其允许值。
仅当该剪切力沿带有凸纹的板的两个主要方向中的一个取向时才有可能出现该组合的切断平面，该两个主要方向平行于各凸纹之间的筋。此外，与传统的均匀地线性分布的小齿状突起相反，借助于带有凸纹的板的小齿状突起具有一种常见的优点在所有方向上提供有效的小齿状突起。
可以设想有利的一点是可使带有凸纹的板主要方向定位成与该主要剪切方向成45°，但这在标准规格方面可能是行不通的。
对于按照NS3473及用于在增强的混凝土建筑物中的简单通用模型的要求，该带有凸纹的板小齿状突起的几何形状的总评价，导致如下所述的主要结论根据NS3473当假定的净剪切区域至少等于60％时，将提供有利的小齿状突起，该小齿状突起能够获得良好的抗拉强度和切剪力传递。
图6显示根据NS2473的混凝土性能等级C45的浇注填充物的剪切力允许值的例子，即ftd＝2.0/1.4＝1.43MPa，而在组合2中的高度差0.6·1.5ftd＝1.29MPa。根据NS，抗拉强度的上限是0.3fcd，如果在该填充物中的该压应力是源于外压力，则是0.5fcd。
测试假设该混凝土是这样构成具有足量的砂浆以便顶部约宽10mm的筋被良好地浇注。
具有与压力方向平行的浇注接缝的立方体的压力测试显示与整块立方体相比较允许值没有任何减小。确实这也不是所希望的，因为在通过该浇注接缝的垂直平面中的剪切变形在理论上等于零。在这样一种短时间测试中显示出在高压应力下垂直分裂将是困难的。
而弯曲应力试验是通过测试具有梁载荷及布置在成钢杆形式的两个支承上的立方体来进行的。试验者指出该填充物的抗拉强度是良好的，因为该断裂不是顺着该填充物的该平面发生的。
结论基于对该带有凸纹的板小齿状突起的几何形状的评价，该评价是相对于(参照)NS3473和简单通用模式的要求而作出的，该简单通用模式用于增强的混凝土建筑物中，可以得出如下结论该小齿状突起在该填充物的抗拉强度上具有有利的作用；而用Platon DE25模制的浇注接缝的剪切力允许值可根据NS3473中用于具有等于总截面面积的60％的净小齿状突起面积的小齿状表面的有关规定来计算。
可对照NS3473的要求来评价该小齿状突起的形状和浇注接缝的允许值，已发现该标准的这些要求得到了满足。推荐当使用时，该板布置在整个凸纹排中，该凸纹排对称地位于该桥箱的加强层之间。
其它的实施例在其它的实施例中该带有凸纹的板具有不同的几何结构。重要的因素是生成的小齿状接缝满足与该接缝有关的相关要求和/或满足该接缝受到的载荷。
因此从上计算中看得明显的是诸如DE25的在凸纹之间不带桥件的带有凸纹的板将满足这些要求。例如该带有凸纹的板的各凸纹之间的中心距离范围为20-250mm，而凸纹高度范围为5-50mm。此外，各凸纹侧壁的底边之间的距离范围为0-150mm。较好的是，该带有凸纹的板的中心距离范围为45-58mm，凸纹高度范围为20-26mm，而各凸纹侧壁的底边之间的距离范围为5-12mm。该凸纹相互关系的定位可构成不同图案，例如正方形钻石结构，或诸如六角形的多角形结构，或者还有其它对称的或不规则的结构。
该各凸纹的形状可以是另一种形式的，诸如多角形的或圆的。此外该带有凸纹的板可具有侧壁的倾斜角大于或小于60°的凸纹。
该带有凸纹的板的结构可取成任何结构，只要它满足该接缝的任何要求，而该接缝被应用和/或导致该接缝允许承受其受到的载荷。
在没有桥件的带有凸纹的板的一个实施例中，可应用位于两排凸纹之间的任选隧道来支持软管，任选地支持穿孔软管，该软管被部分地浇注入该第一浇注部分内，因此当该带有凸纹的板作为隔板被撤除时，该软管被保留在现场的该隧道内。该软管可任选地被用来把填充材料注射入该接缝内。
在另一个其它的实施例中，该板可由一种在使用期间抗变形材料制成，该材料容易被清洁并可被再使用若干次。
本发明的方法可同样地应用于各预制部分，该预制部分在现场被安装在一起，或者它们是在现场浇注的。这不仅涉及桥梁的建筑物构件，而且还涉及诸如隧道、坝或储箱的壁的其它领域，或例如楼房的其它建筑物构件，诸如墙壁、地面上的结构地板、屋顶建筑等等。
权利要求
1.制成第一与第二浇注部分之间的混凝土接缝的小齿状突起的一种方法，其特征在于在该第一浇注部分的模板工作结束时使用了一种带有凸纹的板，继之在该第二部分浇注之前该带有凸纹的板被撤去。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于该带有凸纹的板的各凸纹之间的中心距离范围为20-250mm，较好的是45-58mm；各凸纹的高度范围是5-50mm，较好的是20-26mm；而各凸纹侧壁的底部之间距离范围是0-150mm，较好的是5-12mm。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于该带有凸纹的板具有侧壁倾斜角大于60°的凸纹。
4.根据权利要求1-3中的一项的方法，其特征在于该带有凸纹的板具有位于该各凸纹之间的桥件或背脊。
5.根据权利要求1-4中的一项的方法，其特征在于该带有凸纹的板具有与Platon DE25带有凸纹的板相同的形状。
6.根据权利要求1-4中的一项的方法，其特征在于该带有凸纹的板具有正方形的、多角形的或圆形的凸纹。
7.根据权利要求1-4中的一项的方法，其特征在于该带有凸纹的板具有以一种图案彼此相对定位的凸纹，该图案诸如是正方形钻石的、多角形的图案，该多角形图案例如是六角形的或者其它对称的或不规则的结构。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于该图案被定位成平行于或垂直于该主要剪切方向。
9.根据上面权利要求1-8中任一项的方法，其特征在于朝向该第一浇注部分的该凸纹的表面包含软管或可膨胀的橡胶带，该软管或橡胶带被部分地浇注到该第一浇注部分中。
10.根据上面权利要求1-9中任一项的方法，其特征在于该小齿状突起被制成在桥梁中、隧道中或者楼房、坝或储箱的壁中的浇注接缝上。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于该小齿状突起被制成在自由平衡悬臂上的箱壁中的浇注接缝上。
12.根据上面各权利要求中任一项的方法，其特征在于该小齿状突起是在现场制作的或利用预制的构件制作的。
13.把一种带有凸纹的板作为各大型混凝土构件之间的浇注接缝的小齿状突起模板的应用，例如用在桥梁中、隧道中和楼房、坝或储箱的壁中，而特别是自由平衡悬臂上的箱壁中。
14.根据权利要求13的应用，其特征在于该带有凸纹的板的各凸纹之间的中心距离范围为20-250mm，较好的是45-58mm；各凸纹的高度范围为5-50mm，较好的是20-26mm；而各凸纹侧壁的底部之间的距离范围为0-150mm，较好的是5-12mm；更好的是该带有凸纹的板是Platon DE25板。
全文摘要
本发明涉及制成位于第一与第二浇注部分之间的混凝土浇注接缝的小齿状突起的一种方法，其特征在于在该第一浇注部分的模板工作结束时使用了带有凸纹的板，继之在该第二部分被浇注之前撤去了该带有凸纹的板。
文档编号E04G9/10GK1665993SQ03816195
公开日2005年9月7日 申请日期2003年7月4日 优先权日2002年7月8日
发明者J·-E·尼尔斯科, E·勒夫莫 申请人:伊索拉股份公司