一种新型桥梁伸缩缝装置及施工方法与流程

1.本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种新型桥梁伸缩缝装置及施工方法。


背景技术：

2.桥梁伸缩缝作为桥梁重要的附属部分，其质量直接影响桥梁的使用质量和使用安全。桥梁伸缩缝设置在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置处，保证桥面平整、满足桥面由于温度变化、混凝土收缩徐变、车辆动荷载、桥梁梁端的转动等引起的桥面伸缩处的变形，进而保证桥梁的使用质量。不仅如此，桥梁伸缩缝还应该满足车辆在行驶经过桥梁伸缩缝时的平稳、舒适，同时能防止雨水和垃圾渗入。安装工艺简单方便，便于日常检查且养护维修，具有耐久性、整体性、伸缩性、防水等功能。桥梁伸缩缝的使用环境相当恶劣，长期暴露在大气中，并且直接承受车辆动荷载的冲击，是桥梁结构中最容易遭到破坏的装置，并且修复起来非常困难，常常需要中断交通。对于防水式伸缩缝，也会由于长期的使用出现破损、漏水现象，破损后的伸缩缝极易遭到含盐量高的水分侵蚀，最终会导致主梁、支座及桥梁下部结构的腐蚀和损坏，影响桥梁的寿命。伸缩缝空隙中长期积累灰尘、垃圾又会影响伸缩缝的正常使用，严重的会导致伸缩缝失效，加速桥梁的破坏甚至造成车辆和人员的损伤。因此，如何改进当前的桥梁伸缩缝构造，利用新型材料技术的发展，创造出更加合理的桥梁伸缩缝装置，是工程界关心也急需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明公开了一种新型桥梁伸缩缝装置及施工方法，该装置创新性地发明了新型可变形端部连接构造，该构造可以产生纵桥向变形与横桥向滑动，并且充分利用粘弹性混凝土和聚氨酯弹性混凝土这两类新型材料的优异性能，确保本发明的新型伸缩缝产品能够提供足够的变形与位移自由度。该装置采用工厂化预制与现场相结合的方法，减少了现场传统的伸缩缝施工步骤，大幅加快施工速度。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种新型桥梁伸缩缝装置，包括粘弹性混凝土、聚氨酯弹性混凝土填充料、钢底板和新型可变形端部连接装置四部分；在两段混凝土桥中间设有空当，在两段混凝土桥相对处均设有直角槽，所述粘弹性混凝土设置在直角槽的两侧，其中右侧的粘弹性混凝土下半部分向左延伸形成弹性座，所述钢底板悬跨在两个直角槽的底平面上，钢底板的左边缘贴住左侧的粘弹性混凝土，钢底板与左侧的混凝土桥通过高强螺栓一连接，钢底板的右侧与弹性座之间设有缝隙，所述新型可变形端部连接装置包括钢铸构件、聚氨酯弹性混凝土填充块体，所述聚氨酯弹性混凝土填充块体固定在弹性座上，所述钢铸构件套在聚氨酯弹性混凝土填充块体上，所述聚氨酯弹性混凝土填充料设置在钢底板上，所述聚氨酯弹性混凝土填充料右侧与右侧的粘弹性混凝土上半部分贴合。
5.作为本发明一种改进，所述粘弹性混凝土、聚氨酯弹性混凝土填充料上平面与两段混凝土桥上平面齐平。
6.作为本发明一种改进，所述钢铸构件为倒u型结构，所述聚氨酯弹性混凝土填充块体为方形结构。
7.作为本发明一种改进，所述右侧的粘弹性混凝土与右侧的混凝土桥通过高强螺栓二连接。
8.作为本发明一种改进，所述聚氨酯弹性混凝土填充块体通过高强螺栓三固定在弹性座上。
9.本发明充分利用粘弹性混凝土和聚氨酯弹性混凝土这两类新型材料的优异性能；粘弹性混凝土具有高强度、大弹性变量、高弹模等材料特性，适用于与普通混凝土交接区域，能够很好地实现普通混凝土与其他弹性材料的渐变；而聚氨酯弹性混凝土就是用聚氨酯和骨料混合经过搅拌后固化形成的特殊混凝土，聚氨酯弹性混凝土具有良好的变形能力，能够适应梁端较大的变形，具有较高的耐久性和抗疲劳特性，拥有较好的抗冲击性，能均匀的分散车轮荷载的动态冲击，并具备优异的柔韧特性，其弹性模量远远小于水泥混凝土的弹性模量，具有良好的变形特性，可以耗散车轮荷载的动态冲击，能够长时间承受各种不同的动荷载的冲击。
10.本发明提出的新型伸缩缝装置采用工厂化预制与现场相结合的方法，可根据工程实际情况与项目需求修改形状尺寸与布置数目。本发明装置采用的预制连接构件，利用工厂标准化的预制工艺，利用高强螺栓与环氧树脂等材料在工程项目现场实现快速施工，免去传统新增部件复杂的安装步骤，加快现场施工速度，降低现场施工难度，便于本发明的广泛推广应用。
11.本发明提出的新型伸缩缝装置在沿桥梁纵向的一端采用传统的机械方式（如铆钉、螺栓、植筋等）固结在桥面板上，而另一端采用新型可变形端部连接装置。该构造可以产生纵桥向变形与横桥向滑动，确保本发明的新型伸缩缝产品能够提供足够的变形与位移自由度，从而有效解决桥梁伸缩缝在服役工况下因为往复变形下产生的疲劳损伤。
12.本发明的一种新型桥梁伸缩缝装置的施工方法，包括如下步骤：1）根据实际工程需求确定新型可变形端部连接装置的尺寸与数目；2）在工厂预制标准化部件；3）在施工现场凿除两个混凝土桥的部分面板，形成直角槽，在直角槽交界区域现场浇筑粘弹性混凝土；4）在两段桥梁中间空当上架设钢底板，利用环氧树脂实现快速定位安装，在纵桥向的一端通过高强螺栓一固定钢底板；5）在纵桥向的另一端安装新型可变形端部连接装置，确保钢底板与新型可变形端部连接装置之间设有缝隙；6）以钢底板作为底模浇筑聚氨酯弹性混凝土填充料，确保聚氨酯弹性混凝土填充料与粘弹性混凝土贴合，并采取现场养护；7）最终进行修复与养护，即可投入使用。
13.本发明的有益效果是：1、本发明充分利用粘弹性混凝土和聚氨酯弹性混凝土这两类新型材料的优异性能：粘弹性混凝土具有高强度、大弹性变量、高弹模等材料特性，适用于与普通混凝土交接区域，能够很好地实现普通混凝土与其他弹性材料的渐变；而聚氨酯弹性混凝土就是用聚
氨酯和骨料混合经过搅拌后固化形成的特殊混凝土，聚氨酯弹性混凝土具有良好的变形能力，能够适应梁端较大的变形，具有较高的耐久性和抗疲劳特性，拥有较好的抗冲击性，能均匀的分散车轮荷载的动态冲击，并具备优异的柔韧特性。其弹性模量远远小于水泥混凝土的弹性模量，具有良好的变形特性，可以耗散车轮荷载的动态冲击，能够长时间承受各种不同的动荷载的冲击。
14.2、本发明提出的新型桥梁伸缩缝装置在沿桥梁纵向的一端采用传统的机械方式（如铆钉、螺栓、植筋等）固结在桥面板上，而另一端采用新型可变形端部连接构造。该构造可以产生纵桥向变形与横桥向滑动，确保本发明的新型伸缩缝产品能够提供足够的变形与位移自由度。
15.3、本发明提出的新型桥梁伸缩缝装置，铺好后所述粘弹性混凝土、聚氨酯弹性混凝土填充料上平面与两段混凝土桥上平面齐平，且表面上没有空隙，不会积累灰尘、垃圾，确保伸缩缝正常使用。
16.4、本发明提出的新型桥梁伸缩缝装置采用工厂化预制与现场相结合的方法，可根据工程实际情况与项目需求修改形状尺寸与布置数目。本发明装置采用的预制连接构件，利用工厂标准化的预制工艺，利用高强螺栓与环氧树脂等材料在工程项目现场实现快速施工，免去传统新增部件复杂的安装步骤，加快现场施工速度，降低现场施工难度，便于本发明的广泛推广应用。
附图说明
17.图1位本发明所述的一种新型桥梁伸缩缝装置的结构示意图。
18.附图标识列表：1、粘弹性混凝土，2、聚氨酯弹性混凝土填充料，3、钢底板，4、新型可变形端部连接装置，5、钢铸构件，6、聚氨酯弹性混凝土填充块体，7、空当，8、左侧的混凝土桥，9、左侧的混凝土桥，10、高强螺栓一，11、高强螺栓二，12、高强螺栓三，13、直角槽，14、弹性座。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
20.如图所示，本发明所述的一种新型桥梁伸缩缝装置，包括粘弹性混凝土1、聚氨酯弹性混凝土填充料2、钢底板3和新型可变形端部连接装置4四部分；在两段混凝土桥8、9中间设有空当7，在两段混凝土桥相对处均设有直角槽13，所述粘弹性混凝土1设置在直角槽13的两侧，其中右侧的粘弹性混凝土下半部分向左延伸形成弹性座14，所述钢底板3悬跨在两个直角槽13的底平面上，钢底板3的左边缘贴住左侧的粘弹性混凝土，钢底板3与左侧的混凝土桥通过高强螺栓一10连接，钢底板的右侧与弹性座14之间设有缝隙，所述新型可变形端部连接装置4包括钢铸构件5、聚氨酯弹性混凝土填充块体6，所述聚氨酯弹性混凝土填充块体6通过高强螺栓三12固定在弹性座14上，所述钢铸构件5套在聚氨酯弹性混凝土填充块体6上，所述聚氨酯弹性混凝土填充料2设置在钢底板上，所述聚氨酯弹性混凝土填充料2右侧与右侧的粘弹性混凝土上半部分贴合，所述右侧的粘弹性混凝土与右侧的混凝土桥通过高强螺栓二11连接.
本发明所述的一种新型桥梁伸缩缝装置，铺好后所述粘弹性混凝土1、聚氨酯弹性混凝土填充料2上平面与两段混凝土桥8、9上平面齐平，且表面上没有空隙，不会积累灰尘、垃圾，确保伸缩缝正常使用。
21.本发明所述钢铸构件5为倒u型结构，所述聚氨酯弹性混凝土填充块体6为方形结构，钢铸构件5能够套在聚氨酯弹性混凝土填充块体6上。
22.本发明充分利用粘弹性混凝土和聚氨酯弹性混凝土这两类新型材料的优异性能；粘弹性混凝土具有高强度、大弹性变量、高弹模等材料特性，适用于与普通混凝土交接区域，能够很好地实现普通混凝土与其他弹性材料的渐变；而聚氨酯弹性混凝土就是用聚氨酯和骨料混合经过搅拌后固化形成的特殊混凝土，聚氨酯弹性混凝土具有良好的变形能力，能够适应梁端较大的变形，具有较高的耐久性和抗疲劳特性，拥有较好的抗冲击性，能均匀的分散车轮荷载的动态冲击，并具备优异的柔韧特性，其弹性模量远远小于水泥混凝土的弹性模量，具有良好的变形特性，可以耗散车轮荷载的动态冲击，能够长时间承受各种不同的动荷载的冲击。
23.本发明提出的新型伸缩缝装置采用工厂化预制与现场相结合的方法，可根据工程实际情况与项目需求修改形状尺寸与布置数目。本发明装置采用的预制连接构件，利用工厂标准化的预制工艺，利用高强螺栓与环氧树脂等材料在工程项目现场实现快速施工，免去传统新增部件复杂的安装步骤，加快现场施工速度，降低现场施工难度，便于本发明的广泛推广应用。
24.本发明提出的新型伸缩缝装置在沿桥梁纵向的一端采用传统的机械方式（如铆钉、螺栓、植筋等）固结在桥面板上，而另一端采用新型可变形端部连接装置4。该构造可以产生纵桥向变形与横桥向滑动，确保本发明的新型伸缩缝产品能够提供足够的变形与位移自由度，从而有效解决桥梁伸缩缝在服役工况下因为往复变形下产生的疲劳损伤。
25.本发明的一种新型桥梁伸缩缝装置的施工方法，包括如下步骤：1）根据实际工程需求确定新型可变形端部连接装置的尺寸与数目；2）在工厂预制标准化部件；3）在施工现场凿除两个混凝土桥8、9的部分面板，形成直角槽14，在直角槽交界区域现场浇筑粘弹性混凝土1，充分利用粘弹性混凝土高弹性变形、高粘性的材料优点，直接浇筑在混凝土梁段普通混凝土的凿处区域，可以简化对于凿处区域的现场操作流程，大幅加快了现场施工速度；4）在两段桥梁中间空当7上架设钢底板3，利用环氧树脂实现快速定位安装，在纵桥向的一端通过高强螺栓一10固定钢底板；5）在纵桥向的另一端安装新型可变形端部连接装置4，确保钢底板3与新型可变形端部连接装置4之间设有缝隙；6）以钢底板3作为底模浇筑聚氨酯弹性混凝土填充料2，确保聚氨酯弹性混凝土填充料2与粘弹性混凝土1贴合，并采取现场养护，采用钢底板3架设在两个两段桥梁中间缝隙上，一方面直接作为聚氨酯弹性混凝土填充料2的浇筑底模，降低现场施工难度并加快现场施工速度；另一方面钢底板也能提高本发明的新型伸缩缝装置刚度；采用聚氨酯弹性混凝土填充料2作为主要的伸缩缝填充与承载材料，采用现场现场浇筑的方法，充分利用聚氨酯弹性混凝土材料低弹模、大变形能力、高耐磨性的材料特点；
7）最终进行修复与养护，即可投入使用。
26.需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。