专利名称：一种混合型人行道结构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及土木工程桥梁技术领域，更具体地说，涉及一种混合型人行道结构及其施工方法。
背景技术：
桥梁人行道是指桥梁中专供行人通行的部分。桥梁人行道由路缘石、栏杆座、人行道板、人行道铺装和栏杆组成。现有技术人行道多采用钢筋混凝土结构。栏杆一般采用钢筋混凝土，部分桥梁采用钢结构。人行道靠近行车道边缘部分为路缘石，路缘石一般高25 40厘米，宽30厘米，路缘石为现浇钢筋混凝土结构，沿行车道纵向布置。人行道远离行车道最外侧设置人行道栏杆，人行道栏杆下部设置栏杆座，栏杆固定在栏杆座上，栏杆座一般与路缘石的闻度一致，均为25 40厘米，宽30厘米。栏杆座为现浇钢筋混凝土结构，沿行车道纵向布置。在路缘石和栏杆座上设置厚8厘米的预制钢筋混凝土人行道板，再在人行道板上表面铺设2厘米厚的现浇混凝土人行道铺装层调平。桥梁人行道现有技术的主要缺陷或不足表现在:( I)钢筋混凝土结构人行道和栏杆一般自重较大。(2)路缘石靠近行车道，为钢筋混凝土结构，交通事故中的防撞消能效果差。(3)现有技术桥梁人行道施工过程繁琐，不易实现精细施工。(4)人行道一般采用在桥梁施工现场预制或现浇施工的施工方法。
发明内容
针对现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种具有自重轻、防撞消能及整体受力性能好的混合型人行道结构及其施工方法。本发明所提供的一种混合型人行道结构，包括人行道构件，所述人行道构件为FRP人行道构件，所述FRP人行道构件为包括多个FRP箱体的整体结构，所述FRP箱体包括FRP开口箱体和FRP闭口箱体；所述FRP开口箱体的内部设置有横隔板，所述FRP开口箱体除绿化区外填充物为混凝土，所述闭口箱体中的填充物为填缝剂。优选的，所述FRP开口箱体包括FRP路缘石箱体、FRP栏杆座箱体、FRP接头横梁箱体和绿化区的FRP箱体；所述FRP闭口箱体包括FRP防撞消能箱体和FRP人行道中部箱体；所述FRP防撞消能箱体设置于所述FRP路缘石箱体的左侧靠近行车道边缘处，所述FRP人行道中部箱体设置于所述FRP路缘石箱体的右侧；所述FRP人行道中部箱体的右侧设置有所述FRP栏杆座箱体；所述FRP接头横梁箱体位于相邻的所述FRP人行道构件端部的横隔板之间。优选的，所述填缝剂为聚氨酯泡沫填缝剂。
优选的，混凝土桥面铺设有包括FRP方格布和FRP短切毡通过环氧树脂粘接固化形成的FRP防水层，所述FRP人行道构件通过环氧树脂粘接在所述FRP防水层上。
优选的，所述FRP路缘石箱体、所述FRP栏杆座箱体以及所述FRP接头横梁箱体内部均设置有构造钢筋，路缘石锚筋与所述FRP路缘石箱体的构造钢筋固定连接；栏杆座锚筋与所述FRP栏杆座箱体的构造钢筋固定连接；接头横梁锚筋与所述FRP接头横梁箱体的构造钢筋固定连接。优选的，所述FRP人行道构件还包括设置于绿化区的FRP箱体，所述绿化区的FRP箱体设置于所述FRP栏杆座箱体的右侧。优选的，所述绿化区的FRP箱体的FRP底板设置有至少2个泄水孔，所述绿化区的FRP底板上设置有土工格栅和碎石盲沟，所述碎石盲沟外包土工布；所述FRP底板每间隔一个泄水孔，在泄水孔中植入土工布束，所述土工布束下端延伸至所述绿化蓄水水池的底部，所述土工布束上端和所述碎石盲沟外包土工布连成一体。同时，本发明还提供了一种混合型人行道结构施工方法，如上文所述混合型人行道结构采用工厂制造和现场组拼相结合的施工方法，其施工步骤为:第一步:采用模具在工厂整体制作FRP人行道构件箱体；所述FRP闭口箱体内部填充填缝剂，FRP开口箱体 内部设置横隔板，并将FRP人行道构件运到工地；第二步:桥面FRP防水层和FRP人行道构件通过粘结剂粘接为一体；粘结剂达到强度后用植筋法设置锚筋；锚筋的植筋胶达到强度后，将FRP路缘石箱体、FRP栏杆座箱体和FRP接头横梁箱体内设置的构造钢筋与相对应的所述锚筋焊接，在所述FRP开口箱体内浇筑混凝土 ；所述混凝土达到强度后，完成绿化区的施工；第三步:安装人行道栏杆；第四步:对所述FRP开口箱进行封口，进行人行道铺装的施工；第五步:栽植绿化植物。在本发明中，混合型人行道结构，包括FRP人行道构件，FRP人行道构件为包括多个FRP箱体的整体结构，FRP箱体包括FRP开口箱体和内部填充有填缝剂的FRP闭口箱体；FRP开口箱体的内部设置有横隔板，FRP开口箱体的填充物为混凝土。其中FRP材料为fiberreinforced polymer英文缩写，即纤维增强复合材料，这种材料的膨胀系数与混凝土的膨胀系数相近，但是体积相同时，FRP材料的重量比混凝土的重量轻，因此，与现有技术中采用钢筋混凝土的人行道设备相比，采用FRP箱体尤其是当人行道的跨距很大时，人行道构件的设置数目很大时，将会在很大程度上降低人行道的自重。在实际的施工过程中，有一部分FRP闭口箱会取代现有技术中混凝土路缘石，由于FRP是一种韧性材料，因此与混凝土路缘石相比，FRP路缘石的韧性高，当承受相同的应力时，FRP路缘石的形变大，可以对应力施加者如汽车等起到缓冲的作用即防撞消能性好。同时由于FRP箱体的韧性好，因此可以提高人行道构件的整体受力性。同时，本发明还提供了一种混合型人行道施工方法，如上文所述的人行道结构采用工厂制造和现场安装浇筑相结合的施工方法，其施工步骤为:第一步:采用模具在工厂制作FRP人行道构件箱体；所述路侧防撞消能空心箱和所述人行道中部空心箱通过填缝剂密实，并将FRP人行道构件每4米一段运到工地；第二步:桥面FRP防水层上和FRP人行道构件通过环氧树脂粘接为一体；环氧树脂达到强度后用植筋法设置锚筋；锚筋的植筋胶达到强度后，将FRP路缘石箱体、FRP栏杆座箱体和FRP接头横梁箱体内设置的构造钢筋与相对应的锚筋焊接；浇筑路缘石开口箱区、栏杆座开口箱区和接头横梁区混凝土 ；所述混凝土达到强度后，完成绿化区施工；第三步:安装FRP人行道栏杆；第四步:对所述FRP开口箱进行封口，进行FRP人行道铺装施工；第五步:栽植绿化树木。本发明所提供的施工方法所达到的有益效果与上文中人行道结构所能达到有益效果相同，其有益效果的推导过程相类似，故不再赘述。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明所提供的一种具体实施方式
中组合型人行道结构立面布置图的结构示意图；图2为图1所示人行道结构平面布置图的结构示意图；图3为图1的A-A剖视图的结构示意图；图4为图1的B-B剖视图的结构示意图；图5为图3的C-C剖视图的结构示意图；图6为图3的D-D剖视图的结构示意图；图7为FRP人行道构件绿·化区填土及安装FRP栏杆后横断面布置图的结构示意图；图8为FRP人行道构件内浇筑路缘石和栏杆座混凝土后横断面布置图的结构示意图；图9为FRP人行道构件安装定位及锚筋施工完成后横断面布置图的结构示意图；图10为FRP人行道构件填缝剂后横断面布置图的结构示意图；图11为工厂制造FRP人行道构件横断面布置图的结构示意图；其中，图1至图11中:Il-FRP人行道构件、12-FRP防撞消能箱体、13-FRP人行道中部箱体、14-路缘石锚筋、15-FRP路缘石箱体、16-栏杆座锚筋、17-FRP栏杆座箱体、18-FRP接头横梁箱体、19-FRP人行道栏杆、110-绿化区、111-绿化蓄水水池、112-绿化植物、113-FRP人行道铺装、114-接头横梁锚筋、11541^横隔板、116-碎石盲沟、117-土工布束。
具体实施例方式本发明的第一个目的在于提供一种自重轻、防撞消能及整体受力性能好的混合型人行道结构。本发明的第二个目的还在于提供一种混合型人行道结构的施工方法。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。请参阅图1-11，本发明实施例提供的混合型人行道结构，人行道构件11为包括多个FRP箱体的整体结构，FRP箱体分为FRP开口箱体和FRP闭口箱体，其中FRP闭口箱中的填充物为填缝剂，FRP开口箱体中的填充物为混凝土，根据FRP开口箱体的设置位置，可以分为FRP路缘石箱体15、FRP栏杆座箱体17、FRP接头横梁箱体18和绿化区110的FRP箱体，填充混凝土后形成FRP-混凝土路缘石、FRP-混凝土栏杆座、FRP-混凝土接头横梁。FRP开口箱体的内部设置有多道横隔板。FRP闭口箱体根据箱体在人行道中的设置位置分为FRP防撞消能箱体12和FRP人行道中部箱体13。其中FRP开口箱的是由FRP闭口箱切除顶板形成的，构成FRP箱体的板材均为FRP板材。在施工时，FRP防撞消能箱体12设置于FRP路缘石箱体15的左侧靠近行车道边缘处，FRP人行道中部箱体13设置于FRP路缘石箱体15的右侧；FRP人行道中部箱体13的右侧设置有FRP栏杆座箱体17 ；FRP接头横梁箱体18位于相邻的两个FRP人行道构件11的端部横隔板115之间。需要说明的是，在本具体实施方式
中，人行道在行车道的右侧，人行道沿行车道前进方向延伸，靠近行车道的方向为左侧，远离行车道的方向为右侧。还需要说明的是，在本具体实施方式
中，填缝剂为聚氨酯泡沫填缝剂，当然也可以采用其他材质的填缝剂。还需要进一步说明的是，在本具体实施方式
中横隔板为FRP横隔板115，相邻的FRP横隔板115间的间隔为I米，当然也可以根据具体的施工情况来确定相邻FRP横隔板间的距离。再进一步的方案中，混凝土桥面铺设有FRP短切毡和FRP方格布所形成的FRP防水层，其中FRP方格布设置有两层，两层FRP方格布之间铺设有一层FRP短切毡，相互之间通过环氧树脂粘接固化形成FRP防水层。人行道构件11通过环氧树脂粘接在FRP防水层上。当环氧树脂的粘结强度达到要 求后，安装路缘石锚筋14、栏杆座锚筋16和接头横梁锚筋114。上述锚筋的命名是根据其设置位置进行的命名，将用于与FRP路缘石箱体15固定连接的锚筋命名为路缘石锚筋，将用于与FRP栏杆座箱体17固定连接的锚筋命名为栏杆座锚筋，将用于与FRP接头横梁箱体18固定连接的锚筋命名为接头横梁锚筋。在本具体实施方式
中，当FRP人行道构件11底部环氧树脂达到强度后，采用植筋法安装路缘石锚筋14、栏杆座锚筋16和接头横梁锚筋114。植筋法一项针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；现已广泛应用于建筑物的加固改造工程。在采用植筋法进行加固时，通常采用植筋胶进行锚固。在更进一步的方案中，FRP人行道构件还包括绿化区110，绿化区110包括FRP绿化区箱体，FRP绿化区箱体设置于FRP栏杆座箱体的外侧。FRP绿化区箱体的FRP底板每隔30厘米设置有泄水孔，FRP底板上设置一层土工格栅，然后在土工格栅的表面设置有厚15厘米的碎石盲沟116，碎石盲沟116外包土工布；FRP底板每间隔一个泄水孔，在泄水孔中植入土工布束117，即相邻的两个设置有土工布束的泄水孔之间的间隔为60厘米，土工布束117下端延伸至绿化蓄水水池111的底部，土工布束117上端和碎石盲沟外包的土工布连成一体。如此形成由绿化蓄水水池111、碎石盲沟116外包土工布和土工布束117组成的蓄水缓释结构。需要说明的是，在本具体实施方式
中，相邻泄水孔的间距为30厘米，因此植入土工布束的泄水孔之间的距离为60厘米，当然，也可以根据实际的生产情况采用其他的设置间距。
此外，在本具体实施方式
中，FRP人行道构件11暴露于桥面的部分高度为50厘米，FRP防撞消能箱体12、FRP-混凝土路缘石和FRP-混凝土栏杆座的宽度均为30厘米。FRP-混凝土接头横梁的宽度50厘米。绿化蓄水水池111高度为30厘米，宽为30厘米。由FRP绿化区箱体形成的绿化区高度50厘米，宽30厘米。所有FRP箱壁厚为3_4毫米。 同时，在本具体实施方式
中还提供了一种混合型人行道结构的施工方法，在本具体实施方式
中，混合型人行道结构采用工厂制造和现场组拼相结合的施工方法。施工步骤如下:第一步:请参阅图10-11，采用模具在工厂制作FRP人行道构件11的FRP开口箱体和FRP闭口箱体。其中FRP闭口箱体包括FRP防撞消能箱体12和FRP人行道中部箱体13，在FRP闭口箱体中填充聚氨酯泡沫填缝剂。开口箱为在整体的FRP人行道构件11在相应位置切除FRP箱的顶板形成，再在FRP开口箱体内粘结设置FRP横隔板115。根据具体的尺寸布置FRP开口箱体和FRP闭口箱体的位置，形成FRP人行道构件，将FRP人行道构件11每4米一段运到工地。需要说明的是，在本具体实施方式
中根据FRP箱体具体的设置尺寸，FRP人行道构件11每4米一段运输至工地，当然，也可以根据实际FRP箱体的具体尺寸，将FRP人行道构件采用不同的长度运输。第二步:请参阅图8-9，桥面FRP防水层上表面和FRP人行道构件11底部均涂环氧树脂并将FRP人行道构件11粘接在FRP防水层上。环氧树脂达到强度后用植筋法施工路缘石锚筋14、栏杆座锚筋16和接头横梁锚筋114。植筋胶达到强度后安装FRP路缘石箱体15、FRP栏杆座箱体17和FRP接头横梁箱体18内设置的构造钢筋，所述构造钢筋与相对应的所述锚筋焊接牢固，浇筑FRP路缘石箱体15、FRP栏杆座箱体17和FRP接头横梁体18内混凝土。当混凝土达到强度后，完成绿化区110蓄水缓释结构和填土施工。需要说明的是，在本具体实施方式
中FRP路缘石箱体、FRP栏杆座箱体以及FRP接头横梁箱体均设置有 构造钢筋与对应的锚筋连接，其中设置于FRP路缘石箱体15内的构造钢筋与路缘石锚筋14焊接固定，设置于FRP栏杆座箱体17内的构造钢筋与栏杆座锚筋16焊接固定，设置于FRP接头横梁箱体18内的构造钢筋与接头横梁锚筋114焊接固定。还需要说明的是，在本具体实施方式
中FRP人行道构件11通过环氧树脂与FRP防水层相粘结牢固，并保证结合面环氧树脂密实，当然也不排除使用其他的粘结剂。第三步:请参阅图7，安装FRP人行道栏杆19，在本具体实施方式
中采用的是FRP人行道栏杆19，当然也可以根据具体的施工要求设置其他材料的人行道栏杆。第四步:请参阅图1-6，对FRP开口箱体进行封口，恢复切除的FRP开口箱的顶板。进行人行道铺装113施工。在本具体实施方式
中采用的是2cm混凝土人行道铺装，当然，也可以根据具体的施工要求设置其他材料的人行道铺装。第五步:请参阅图1-6，栽植绿化植物112，启用绿化蓄水水池111。一种混合型人行道结构及其施工方法的以下优点克服了现有技术的不足:(I)人行道构件为多个FRP箱体形成的整体架构，FRP材料为fiber reinforcedpolymer英文缩写，即纤维增强复合材料，这种材料的膨胀系数与混凝土的膨胀系数相近，但是体积相同时，FRP材料的重量比混凝土的重量轻，因此，与现有技术中采用钢筋混凝土的人行道相比，采用FRP箱体尤其是当人行道的跨距很大时，人行道构件的设置数目很大时，将会在很大程度上降低人行道的自重。(2)FRP防撞消能箱体12和FRP人行道中部箱体13内均填充聚氨酯泡沫填缝剂，由于FRP是一种韧性材料，因此与混凝土路缘石相比，FRP路缘石的韧性高，当承受相同的应力时，FRP路缘石的形变大，可以对应力施加者如汽车等起到缓冲的作用即防撞消能性好。同时通过设置FRP防撞消能箱体进一步提高人行道的防撞消能性能好。(3 )用混凝土对FRP开口箱进行浇铸，形成FRP-混凝土混合结构的路缘石、FRP-混凝土混合结构的栏杆座以及FRP-混凝土混合结构的接头横梁，这种FRP-混凝土复合结构受力性能比混凝土结构的受力性能好。(4)在工厂整体制作FRP人行道构件11的箱体，与在施工现场预制或现浇人行道相比，可实现工业化，施工方便。(5)在本具体实施方式
中详细的介绍了由绿化蓄水水池111、碎石盲沟116外包土工布和土工布束117组成的蓄水缓释结构，这为桥梁绿化及蓄水缓释养护提供了方法。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范 围。
权利要求
1.一种混合型人行道结构，包括人行道构件，其特征在于，所述人行道构件为FRP人行道构件(11)，所述FRP人行道构件(11)为包括多个FRP箱体的整体结构，所述FRP箱体包括FRP开口箱体和FRP闭口箱体；所述FRP开口箱体的内部设置有横隔板，所述FRP开口箱体除绿化区外填充物为混凝土，所述混凝土内布置有构造钢筋，所述闭口箱体中的填充物为填缝剂。
2.根据权利要求1所述的混合型人行道结构，其特征在于，所述FRP开口箱体包括FRP路缘石箱体(15)、FRP栏杆座箱体(17)、FRP接头横梁箱体(18)和绿化区(110)的FRP箱体；所述FRP闭口箱体包括FRP防撞消能箱体(12)和FRP人行道中部箱体(13);所述FRP防撞消能箱体(12)设置于所述FRP路缘石箱体(15)的左侧靠近行车道边缘处，所述FRP人行道中部箱体(13)设置于所述FRP路缘石箱体(15)的右侧；所述FRP人行道中部箱体(13)的右侧设置有所述FRP栏杆座箱体(17);所述FRP接头横梁箱体(18)位于相邻的所述FRP人行道构件端部的横隔板之间。
3.根据权利要求1所述的混合型人行道结构，其特征在于，所述填缝剂为聚氨酯泡沫填缝剂。
4.根据权利要求1所述的混合型人行道结构，其特征在于，混凝土桥面铺设有包括FRP方格布和FRP短切毡通过环氧树脂粘接固化形成的FRP防水层，所述FRP人行道构件(11)通过环氧树脂粘接在所述FRP防水层上。
5.根据权利要求2所述的混合型人行道结构，其特征在于，所述FRP路缘石箱体(15)、所述FRP栏杆座箱体(17)以及所述FRP接头横梁箱体(18)内部均设置有构造钢筋，路缘石锚筋(14)与所述FRP路缘石箱体(15)的构造钢筋固定连接；栏杆座锚筋(16)与所述FRP栏杆座箱体(17)的构造钢筋固定连接；接头横梁锚筋(114)与所述FRP接头横梁箱体(18)的构造钢筋固定连接。
6.根据权利要求2所述的混合型人行道结构，其特征在于，还包括设置于绿化区(110)的FRP箱体，所述绿化区(110)的FRP箱体设置于所述FRP栏杆座箱体(17)的右侧。
7.根据权利要求6所述的混合型人行道结构，其特征在于，所述绿化区(110)的FRP箱体的FRP底板设置有至少2个泄水孔，所述FRP底板上设置有土工格栅和碎石盲沟(116)，所述碎石盲沟(116)外包土工布；所述FRP底板每间隔一个泄水孔，在泄水孔中植入土工布束(117)，所述土工布束(117)下端延伸至所述绿化蓄水水池(111)的底部，所述土工布束(117)上端和所述碎石盲沟(116)外包土工布连成一体。
8.一种混合型人行道结构施工方法，其特征在于，如权利要求1至7所述的混合型人行道结构采用工厂制造和现场组拼相结合的施工方法，其施工步骤为: 第一步:采用模具在工厂整体制作FRP人行道构件(11)箱体；所述FRP闭口箱体内部填充填缝剂，FRP开口箱体内部设置横隔板，并将FRP人行道构件(11)运到工地； 第二步:桥面FRP防水层和FRP人行道构件(11)通过粘结剂粘接为一体；粘结剂达到强度后用植筋法设置锚筋；锚筋的植筋胶达到强度后，将FRP路缘石箱体、FRP栏杆座箱体和FRP接头横梁箱体内设置的构造钢筋与相对应的所述锚筋焊接，在所述FRP开口箱体内浇筑混凝土 ；所述混凝土达到强度后，完成绿化区(110)的施工； 第三步:安装人行道栏杆； 第四步:对所述FRP开口箱进行封口，进行人行道铺装(113)的施工；第五步:栽植绿化 植物(112)。
全文摘要
本发明公开了一种混合型人行道结构，包括FRP人行道构件，FRP人行道构件为包括多个FRP箱体的整体结构，FRP箱体包括FRP开口箱体和FRP闭口箱体；FRP开口箱体内部设置横隔板并填充混凝土，FRP闭口箱体填充填缝剂。本发明公开了一种混合型人行道结构施工方法，采用工厂制造和现场组拼的施工方法在工厂整体制作FRP人行道构件箱体；FRP闭口箱体填充填缝剂，FRP开口箱体内部设置横隔板，将FRP人行道构件运到工地；FRP人行道构件和桥面FRP防水层粘接为一体；用植筋法设置锚筋；相应的FRP开口箱体内设置的钢筋与所述锚筋焊接并浇筑混凝土。本发明提供的混合型人行道结构自重轻、防撞消能及整体受力性能好。
文档编号E01D21/00GK103225262SQ20131016696
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月8日 优先权日2013年5月8日
发明者吴国松, 胡嘉鸿 申请人:重庆交通大学, 重庆国通土木工程技术有限公司