一种采用复合型填料结构的拱桥结构的制作方法

本实用新型涉及拱上结构填料技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种采用复合型填料结构的拱桥结构。

背景技术：

由于圬工拱桥拱圈是曲线型，一般情况下车辆无法直接在弧面上行驶，所以在行车道系与拱圈之间需要有传递荷载的构件和填充物，这些填充物统称为拱上填料。拱上填料通常都会出于成本原因而就地取材，常采用砾石、碎石、粗砂或卵石夹黏土并加以夯实；当填料不易取材时，往往改用砌筑式拱上建筑，也就是采用干砌圬工或浇筑素混凝土作为拱上填料。传统拱上填料表观密度一般为1800～2450kg/m³，自重较大，使拱圈产生较大的内应力，不利于结构的受力。而且这些材料在雨水渗入后自重增加，填料的膨胀也会对侧墙造成较大的侧压力，易使得侧墙开裂；同时，渗水淤积至拱圈，导致裂缝处钢筋锈蚀，锈蚀后钢筋膨胀引起混凝土剥落，使得拱桥的承载能力及耐久性能劣化，这也成为目前拱桥使用寿命降低的一个重要原因。

为减轻拱桥上部结构自重，拱顶填料采用单一混凝土填充。

综上所述，现有技术具有几个技术缺陷：

1)砾石、碎石等传统拱上填料虽然具有很好的稳定性，但是施工时压实较困难，易造成拱上填料密实度、整体结构刚度和变形不均匀的情况；

2)单一级配碎石的拱上填料形式，使得填料的板体性较差，对桥面车辆荷载的扩散能力也较弱；

3)随着交通量的增长，桥梁结构受到荷载的作用增大，对拱上填料的强度和稳定性的要求也会逐渐提高，特别是随着桥面路面病害的出现，对拱上填料的稳定性要求也会逐渐提高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种采用复合型填料结构的拱桥结构。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种采用复合型填料结构的拱桥结构，所述拱桥结构包括，多个拱圈以及铺设于多个所述拱圈上的路面层，所述拱圈和所述路面层之间还设置有复合填料层；

其中，两相邻所述拱圈之间形成v型的空隙，所述复合填料层填充至所述v型空隙内，形成密实的结构体；

所述复合填料层包括：

加筋轻质混凝土层；

级配碎石填料层，其铺设于所述加筋轻质混凝土层的上方。

优选地，加筋轻质混凝土填料层的表观密度为500～1200kg/m³。

优选地，在所述加筋轻质混凝土层和所述级配碎石填料层之间还设置有第一防水层，所述拱圈和所述填料层之间还设置有第二防水层。

优选地，所述第一防水层包括沥青层，所述第二防水层包括乳化沥青层。

优选地，所述填料层铺设至所述拱桥的拱顶位置处，位于拱顶位置沿所述拱桥的横切方向设置有锯缝，在锯缝内设置有多根渗水管。

优选地，多根所述渗水管分别位于所述加筋轻质混凝土层的最低位置处以及所述级配碎石填料层的最低位置处。

优选地，所述加筋轻质混凝土层包括，其内部具有多孔隙的泡沫混凝土结构体，以及均匀混合位于孔隙内的纤维填料。

优选地，所述路面结构包括：从下到上依次铺设的：级配碎石轻质混凝土填料层、碎石层、水泥层、第三防水层、ac-20c沥青混凝土层和ac-13c沥青混凝土层。

优选地，所述加筋轻质混凝土层的底部还设置有c20混凝土护拱层。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、在保证填料强度和密实度的前提下，减轻填料自重，增强拱上结构的板体效果，提高填料的强度、刚度和整体性。

2、减小了拱上填料对侧墙的挤压力，增强了拱上填料对桥面荷载的扩散能力，提高了其承载力。

3、增强了拱上结构和桥面铺装的综合排水能力和抗变形能力，有助于解决拱桥桥面不均匀沉陷等问题。

4、泡沫混凝土可以利用当地的工业废料为原材料，提高工业废料的资源化再生利用效率，达到节约资源和降低桥梁的全寿命周期成本的目的。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型的采用复合型填料结构的拱桥结构的截面图；

说明书附图标记说明：1、拱圈，2、路面层，3、加筋轻质混凝土层，4、级配碎石填料层，5、第一防水层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。

如图1-2所示，一种采用复合型填料结构的拱桥结构，所述拱桥结构包括，多个拱圈1以及铺设于多个所述拱圈1上的路面层2，所述拱圈1和所述路面层2之间还设置有复合填料层；

其中，两相邻所述拱圈1之间形成v型的空隙，所述复合填料层填充至所述v型空隙内，形成密实的结构体；

所述复合填料层包括：

加筋轻质混凝土层3；

级配碎石填料层4，其铺设于所述加筋轻质混凝土层3的上方。

在上述技术方案中，加筋轻质混凝土层3为泡沫混凝土浇筑制备，且在浇筑过程中添加玻璃纤维等添加物以增强其整体韧性和强度，泡沫混凝土流动性好，由于泡沫混凝土中不含粗骨料，所以可以通过管道泵送施工，为了满足施工需要，其流动度可以控制在150-200mm。现浇泡沫混凝土的最大输送距离为500m，最大泵送高度可以达到40m，具有良好的施工性能，无需振捣，或是只需少量的振捣工作，能够提高施工效率，解决由于施工困难所带来的施工技术难题；

施工中，采用加筋轻质混凝土和级配碎石填料，在这样的复合式拱上填料结构形式中，较薄的级配碎石填料层4可以看作为桥面下部的柔性垫层或拱上填料的柔性面层，具有足够的柔性与水稳定性；而加筋轻质混凝土则可以看成复合式拱上填料的基层，为拱桥结构提供良好的强度、荷载传递和刚度过渡作用。

在另一种技术方案中，加筋轻质混凝土填料层的表观密度为500～1200kg/m³。

在另一种技术方案中，在所述加筋轻质混凝土层3和所述级配碎石填料层4之间还设置有第一防水层5，所述拱圈1和所述填料层之间还设置有第二防水层。

在上述技术方案中，设置第一防水层5和第二防水层防止各结构层间相互渗漏，破坏原有结构层内部环境，进而造成上部路面结构的破坏。

在另一种技术方案中，所述第一防水层5包括沥青层，所述第二防水层包括乳化沥青层。

在另一种技术方案中，所述填料层铺设至所述拱桥的拱顶位置处，位于拱顶位置沿所述拱桥的横切方向设置有锯缝，在锯缝内设置有多根渗水管。

在另一种技术方案中，多根所述渗水管分别位于所述加筋轻质混凝土层3的最低位置处以及所述级配碎石填料层4的最低位置处。

在上述技术方案中，沿拱顶的桥横向设有锯缝；在两条锯缝之间的每块填料的最低位置处和侧墙的两侧设有渗水管，将不同结构层的地下水通过该渗水管排出去。

在另一种技术方案中，所述加筋轻质混凝土层3包括，其内部具有多孔隙的泡沫混凝土结构体，以及均匀混合位于孔隙内的纤维填料。

在另一种技术方案中，所述路面结构包括：从下到上依次铺设的：级配碎石轻质混凝土填料层、碎石层、水泥层、第三防水层、ac-20c沥青混凝土层和ac-13c沥青混凝土层。

在另一种技术方案中，所述加筋轻质混凝土层的底部还设置有c20混凝土护拱层。

在上述技术方案中，路面层2结构由30cm厚水泥稳定碎石基层9、10cm厚c40水泥混凝土10、6cm厚ac-20c沥青混凝土下面层12、4cm厚ac-13c沥青混凝土上面层13组成；10cm厚c40水泥混凝土10和6cm厚ac-20c沥青组成。

实施例一：

泡沫混凝土又称为发泡水泥、轻质混凝土等，是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料。泡沫混凝土是通过化学或物理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳气、氧气等气体引入混凝土浆体中，经过合理养护成型，而形成的含有大量细小的封闭气孔，并具有相当强度的混凝土制品。泡沫混凝土的制作通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。泡沫混凝土的表观密度通常在300-1500kg/m3，抗压强度范围0.4-5.0mpa，压缩模量范围80-1000mpa，具有自重轻、高流动性、自立性好、可泵送现浇、且施工快捷等多种工程特性，现已广泛应用于各种工程领域。由于泡沫混凝土密度低、导热率小、流动性高和自密实的独特性能，并且容易生产、相对成本低，已经在许多建筑和结构工程领域中得到应用。例如：泡沫混凝土用于空洞填充和隔离，而高密度用于结构。泡沫混凝土的其他应用包括轻质砖和预制板的生产、防火隔热、保温和隔音、路基基床、沟槽恢复、软基换填和机场和常规交通的冲击吸收屏障。此外，由于良好的流动性特征，它是孔洞填充的最佳材料，例如老的下水道、储存罐、地下室、管道和在路面下的空隙。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。