一种可绕缝弯曲的水泥混凝土路面传力杆的制作方法

本实用新型涉及道路工程领域，尤其涉及一种可绕缝弯曲的水泥混凝土路面传力杆。

背景技术：

水泥混凝土路面是由相互独立的板块按照一定顺序排列而成，为了使相邻板块协同受力，常用传力杆(一般是一定长度的光圈钢筋)将独立的板块相互连接。当车辆荷载作用在一块板上时，荷载可通过传力杆传递到相邻的板块上，即：车辆作用在单块板块上时，通过传力杆作用的发挥，可由相邻的多块板共同承担该车辆荷载。工程实践表明，传力杆的设置显著降低了水泥混凝土路面的错台病害(由于车辆荷载和路基不均匀支撑问题而形成的接缝两侧水泥混凝土板出现高差的现象)。

实际工程中，传力杆多为长度70cm左右、直径26mm到32mm的光圆钢筋。由于自身刚度较大，在发挥传力作用的同时，也产生了其他负面的影响。如：水泥混凝土板在昼夜温差的作用下，会发生显著的翘曲。白天升温时，水泥混凝土板会发生向下的翘曲(接缝两侧的面板成倒立的“人”型)；夜晚降温时，水泥混凝土板会发生向上的翘曲(接缝两侧的面板成正立的“人”型)。由于传力杆刚度较大，阻止了混凝土的自由翘曲，因此在混凝土板的局部产生较大的内应力，甚至会出现严重的应力集中现象，导致接缝附近或传力杆的杆端位置出现开裂，造成水泥混凝土路面破坏的现象。

因此，传力杆不仅需要满足刚度大、可以传递板间荷载的要求，而且要避免板块自由翘曲引发的开裂问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种可绕缝弯曲的水泥混凝土路面传力杆，利用传力单元A与传力单元B通过连接件相互咬合、但可以相对转动的装置代替传统的传力杆，进而实现了即可传递板间荷载、避免错台，又能容忍板块翘曲、阻止开裂的目的。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种可绕缝弯曲的水泥混凝土路面传力杆，包括传力单元A和传力单元B，所述传力单元A与传力单元B之间通过连接件活动连接；所述传力单元A包括圆钢和与圆钢相连接的光圆钢筋A，所述传力单元A的圆钢外部设有若干个弧形凹槽A；所述传力单元B包括中空圆钢和与中空圆钢相连接的光圆钢筋B，所述传力单元B的中空圆钢内部具有与圆钢外部相配合的活动空腔，所述传力单元B的中空圆钢开有与活动空腔相连通的缺口A，所述中空圆钢的活动空腔内腔壁上设有若干个与弧形凹槽A相对应的弧形凹槽B，所述传力单元A的圆钢活动配合安装于传力单元B的中空圆钢活动空腔中，所述传力单元A的光圆钢筋A从中空圆钢的缺口A处穿出；所述连接件包括滚珠套件和安装于滚珠套件上的滚珠，所述滚珠套件上设有与中空圆钢的缺口A相对应的缺口B，所述连接件的滚珠分别对应活动安装于传力单元A的弧形凹槽A与传力单元B的弧形凹槽B之间。

为了更好地实现本实用新型，所述传力单元B的缺口A处设有包围光圆钢筋A外部的橡胶垫。

进一步的技术方案是：所述传力单元A的圆钢整体呈圆形，所述弧形凹槽A沿着圆钢的外圆壁均匀设置；所述中空圆钢整体呈圆形，所述中空圆钢的活动空腔整体呈圆形，所述弧形凹槽B沿着中空圆钢的活动空腔内圆壁均匀设置，并且所述弧形凹槽B与弧形凹槽A数量相等且一一对应设置。

作为优选，所述中空圆钢的缺口A所对应的圆心角为8°，所述滚珠套件整体呈圆形，滚珠套件的缺口B所对应的圆心角为8°。

作为优选，所述圆钢的直径为32mm，光圆钢筋A的直径为28mm，光圆钢筋A的长度为270mm，所述弧形凹槽A的截面半径为5mm，弧形凹槽A的深度为3mm；所述滚珠的直径为10mm。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型的传力单元A和传力单元B通过连接件相互咬合，传力单元A与传力单元B可以相对转动。传力杆的相互咬合结构能够提供荷载传递的作用，当接缝一侧的混泥土板块A受到车辆荷载作用时，可有效传递到接缝另一侧的混泥土板块B上。可相对转动能够使接缝两侧的传力杆随水泥混凝土路面板的翘曲发生弯曲，以柔性方式应对翘曲引发的开裂危害。

(2)本实用新型传力单元B的缺口处在光圆钢筋A外部包围设有橡胶垫，当接缝两侧的水泥混凝土板发生翘曲(无论是向上翘还是向下翘)时，传力单元A与传力单元B可利用橡胶垫的弹性发生相对转动，进而使得传力杆的传力单元A与传力单元B随着混凝土板块的翘曲一起转动。同时，施工阶段橡胶垫还可以阻止水泥浆进入传力杆内部，保护传力杆作用的发挥。本实用新型不仅能够满足板间荷载传递，而且还能容忍板块发生一定的翘曲，解决了因常规传力杆自身不能弯曲而引发应力集中、造成板块开裂的问题。

(3)本实用新型的光圆钢筋A、光圆钢筋B的长度、间距和朝向均可根据设计要求预先设定，然后组装在一起，一条接缝安装一件可绕缝转动的传力杆即可，很容易满足设计要求，做到长度、角度统一、间距均匀，施工时仅需布设两到三处支架固定位置即可，施工简便。而传统传力杆为分散的单根光圆钢筋，其位置的准确性依赖于现场的布设的传力杆支架，一条接缝需要设置多根传力杆，以及多个与之配套的传力杆支架，施工难度较大，难以完全满足设计要求，因此，传力杆平顺度、相互之间的间距均没有保障。

附图说明

图1为本实用新型传力单元A的结构示意图；

图2为本实用新型传力单元B的结构示意图；

图3为本实用新型连接件的结构示意图；

图4为本实用新型传力单元A与传力单元B通过连接件配合连接后的结构示意图；

图5为本实用新型的使用状态示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－传力单元A，11－圆钢，12－光圆钢筋A，13－弧形凹槽A，2－传力单元B，21－中空圆钢，22－光圆钢筋B，23－弧形凹槽B,24－缺口A,3－连接件,31－滚珠,32－滚珠套件，33－缺口B，4－橡胶垫，5－混泥土板块A,6－混泥土板块B。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：

实施例

如图1～图5所示，一种可绕缝弯曲的水泥混凝土路面传力杆，包括传力单元A1和传力单元B2，传力单元A1与传力单元B2之间通过连接件3活动连接；传力单元A1包括圆钢11和与圆钢11相连接的光圆钢筋A12，传力单元A1的圆钢11外部设有若干个弧形凹槽A13。传力单元B2包括中空圆钢21和与中空圆钢21相连接的光圆钢筋B22，传力单元B2的中空圆钢21内部具有与圆钢11外部相配合的活动空腔，传力单元B2的中空圆钢21开有与活动空腔相连通的缺口A24，中空圆钢21的活动空腔内腔壁上设有若干个与弧形凹槽A13相对应的弧形凹槽B23，传力单元A1的圆钢11活动配合安装于传力单元B2的中空圆钢21活动空腔中，传力单元A1的光圆钢筋A12从中空圆钢21的缺口A24处穿出。连接件3包括滚珠套件32和安装于滚珠套件32上的滚珠31，滚珠套件32上设有与中空圆钢21的缺口A24相对应的缺口B33，连接件3的滚珠31分别对应活动安装于传力单元A1的弧形凹槽A13与传力单元B2的弧形凹槽B23之间。

如图5所示，使用时，

1、按照混凝土板块的宽度分别确定传力杆单元A1的光圆钢筋A12的数量和间距以及传力单元B2的光圆钢筋B22的数量和间距；

2、然后将传力杆单元组合为一个整体的可绕缝弯曲的水泥混凝土路面传力杆；

3、按照设计位置和高度，安装2～3个传力杆支架，安放整个可绕缝弯曲的水泥混凝土路面传力杆；

4、在设计位置支模板，浇筑混泥土板块A5、混泥土板块B6；

5、待混凝土硬化后在传力杆单元A1的光圆钢筋A12端部左侧2～3cm处切缝(具体位置混凝土浇筑前已确定并标记)，切缝深度依据设计进行。

通过本实用新型传力杆的作用，在路面板接缝附近的混凝土因翘曲产生的应力将大幅降低，应力集中现象将有效减少，接缝附近或传力杆的杆端位置出现开裂的情况也将显著减少，由此保护了水泥混凝土路面结构。

如图4所示，传力单元B2的缺口A24处设有包围光圆钢筋A12外部的橡胶垫4，本实用新型的橡胶垫4优选为带有圆台形中空的扇形柱体，能有效填充缺口处的缝隙，防止水泥浆进入传力杆内部阻塞传力杆相对转动；橡胶垫4具备较高的强度和疲劳韧性，并且橡胶垫4具备一定的弹性，橡胶垫4可通过自身压缩变形满足传力单元A1和传力单元B2的相对转动，同时橡胶垫4可用于封堵传力单元A1与传力单元B2两者之间的缝隙。由于传力单元B2的缺口A24处设有橡胶垫4，光圆钢筋A12从缺口A24处穿出时，位于缺口A24处的光圆钢筋A12将被橡胶垫4所包裹，这样光圆钢筋A12在缺口A24处可以相对安全地上下摆动，并且橡胶垫4具有弹性，光圆钢筋A12不摆动或者摆动结束时，橡胶垫4也会紧密包裹光圆钢筋A12，保证了传力杆在混凝土板不翘曲时恢复自身位置。

传力单元A1的圆钢11整体呈圆形，弧形凹槽A13沿着圆钢11的外圆壁均匀设置；中空圆钢21整体呈圆形，中空圆钢21的活动空腔整体呈圆形，弧形凹槽B23沿着中空圆钢21的活动空腔内圆壁均匀设置，并且弧形凹槽B23与弧形凹槽A13数量相等且一一对应设置。

本实用新型具体优选的制造方案如下：圆钢11的直径为32mm，光圆钢筋A12的直径为28mm，光圆钢筋A12的长度为270mm，弧形凹槽A13的截面半径为5mm，弧形凹槽A13的深度为3mm。传力单元B2的中空圆钢21的外径为62mm，中空圆钢21的内径为42mm。传力单元B2的光圆钢筋B22的直径为28mm，光圆钢筋B22的长度为370mm，传力单元B2的弧形凹槽B的半径5mm，弧形凹槽B的深度3mm。圆钢11与中空圆钢21之间具有10mm的滚珠安装间隙，滚珠31的直径为10mm，滚珠31正好安装于圆钢11与中空圆钢21之间。

中空圆钢21的缺口A24所对应的圆心角为8°，滚珠套件32整体呈圆形，滚珠套件32的缺口B33所对应的圆心角为8°。实践数据显示，水泥混凝土路面的相邻混泥土板块可同时发生向上或向下约4°的翘曲，所以本实用新型缺口A24与缺口B33可以更好地应对相邻混泥土板块翘曲的所有情况。

本实用新型的使用步骤和工作原理如下：

结合图4、图5介绍本实用新型的使用步骤如下：

1、根据设计要求，设定圆钢11、中空圆钢21的直径、长度，以及光圆钢筋A12、光圆钢筋B 22的直径、长度、间距和数量，加工若干个水泥混凝土路面传力杆(简称传力杆)。

2、将本实用新型的传力杆的表面做防锈处理，防治锈蚀引发的病害。

3、在设计的接缝位置布置支架，每条接缝布置2～3处支架，确保传力杆的高度满足设计要求。

4、安装可绕缝弯曲的水泥混凝土路面传力杆，使传力杆中部对齐接缝，即：传力单元B2的缺口A24最左侧距离接缝约2cm。

本实用新型的工作原理如下：

传力单元A1和传力单元B2通过连接件3相互咬合，借助连接件3以及橡胶垫4发生相对转动。传力杆的传力单元A1和传力单元B2相互咬合能够提供荷载传递的作用，当接缝一侧的混泥土板块A5受到车辆荷载作用时，可有效传递到接缝另一侧的混泥土板块B6上。可相对转动能够使接缝两侧的传力杆随水泥混凝土路面板的翘曲发生弯曲，以柔性方式应对翘曲危害。

本实用新型能够满足板间荷载传递的同时，能容忍板块发生一定的翘曲，解决了因常规传力杆自身不能弯曲而引发应力集中、板块开裂的问题。

上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。