CN106149554B - 一种预制桥面板伸缩缝连接构件、制备方法及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制桥面板伸缩缝连接构件、制备方法及其施工方法，该预制桥面板伸缩缝连接构件包括从上至下依次层叠布置的上端ECC水泥基复合材料层、FRP纤维增强复合格栅、下端ECC水泥基复合材料层，上、下端ECC水泥基复合材料层上下错层设置，上、下端ECC水泥基复合材料层与FRP纤维增强复合格栅浇筑于一起；该预制桥面板伸缩缝连接构件具有结构设计新颖、韧性高、抵抗伸缩缝变形能力强、抗渗能力好且能够有效地延长桥面板的使用寿命的优点。该预制桥面板伸缩缝连接构件制备方法能够有效地生产制备上述预制桥面板伸缩缝连接构件，该预制桥面板伸缩缝连接构件施工方法能够有效地实现上述预制桥面板伸缩缝连接构件施工。

Description

一种预制桥面板伸缩缝连接构件、制备方法及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥面板伸缩连接构件技术领域，尤其涉及一种预制桥面板伸缩缝连接构件、制备方法及其施工方法。

背景技术

伸缩缝连接构件是桥梁设施重要构件，且能够有效地满足桥面板变形的需要。由于伸缩缝连接构件承受荷载以及环境的复杂作用，其是桥面板中极易损坏的构件之一；故而，伸缩缝连接构件需要经常维修或者更换，这就会产生昂贵的费用并影响桥梁的正常使用。另外，伸缩缝连接构件的破损、老化会严重损伤与其相连的混凝土构件，进而造成伸缩缝连接/填充材料不能有效地起到密封防水的作用，雨、雪水会通过缝隙进入结构内部并破坏内部结构，这就会降低结构体承载力并最终导致结构体损坏。

因此，工程业界迫切要求提高伸缩缝连接材料的变形能力和耐久性；近年来，国内外学者及工程技术人员对伸缩缝装置/构件进行了大量的研究和工程实践，对国内伸缩缝构件和材料构成进行不断改进，研制了很多新兴伸缩缝装置和填充材料，包括无缝式钢筋混凝土板、嵌固对接式、填塞式、橡胶板式、模数式以及钢支撑式。

然而，对于上述伸缩缝装置和填充材料而言，在实际的应用过程中，其普遍存在以下问题，具体为：

1、对于无缝式钢筋混凝土板而言，由于变形能力较差，随着交通运输荷载的日益增加，通常会发生由于负弯矩导致的开裂情况；

2、对于钢材接缝板连接方式而言，随着使用荷载日益增加，造成钢材接缝板变形，填充料流失，水和其它物质会腐蚀桥面板内部构造，且变形的接缝板会影响道路的舒适性；

3、对于橡胶板式连接板而言，其存在橡胶老化的问题，需经常进行维修以及更换，并且老化会引起桥梁受力结构的破坏；

4、传统桥面连接板后期投入大，维修成本高，使用周期短，影响交通运输。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种预制桥面板伸缩缝连接构件，该预制桥面板伸缩缝连接构件结构设计新颖、韧性高、抵抗伸缩缝变形能力强、抗渗能力好且能够有效地延长桥面板的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种预制桥面板伸缩缝连接构件制备方法，该预制桥面板伸缩缝连接构件制备方法能够有效地生产制备上述预制桥面板伸缩缝连接构件，且所产生制备的预制桥面板伸缩缝连接构件韧性高、抵抗伸缩缝变形能力强、抗渗能力好且能够有效地延长桥面板的使用寿命。

本发明的又一目的在于一种预制桥面板伸缩缝连接构件施工方法，该预制桥面板伸缩缝连接构件施工方法能够有效地实现上述预制桥面板伸缩缝连接构件施工。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种预制桥面板伸缩缝连接构件，包括有从上至下依次层叠布置的上端ECC水泥基复合材料层、FRP纤维增强复合格栅、下端ECC水泥基复合材料层，上端ECC水泥基复合材料层的前端面与下端ECC水泥基复合材料层的前端面对齐布置，上端ECC水泥基复合材料层的后端面与下端ECC水泥基复合材料层的后端面对齐布置，下端ECC水泥基复合材料层的左端部延伸至上端ECC水泥基复合材料层左端面的左端侧，下端ECC水泥基复合材料层的右端部延伸至上端ECC水泥基复合材料层右端面的右端侧；

FRP纤维增强复合格栅的前端边缘延伸至上端ECC水泥基复合材料层、下端ECC水泥基复合材料层前端面的前端侧，FRP纤维增强复合格栅的后端边缘延伸至上端ECC水泥基复合材料层、下端ECC水泥基复合材料层后端面的后端侧，FRP纤维增强复合格栅的左端边缘延伸至下端ECC水泥基复合材料层左端面的左端侧，FRP纤维增强复合格栅的右端边缘延伸至下端ECC水泥基复合材料层右端面的右端侧；

上端ECC水泥基复合材料层、下端ECC水泥基复合材料层浇筑成一体结构，且上端ECC水泥基复合材料层、FRP纤维增强复合格栅、下端ECC水泥基复合材料层浇筑于一起。

其中，所述FRP纤维增强复合格栅为FRP玻璃纤维增强复合格栅。

其中，所述FRP纤维增强复合格栅为FRP碳纤维增强复合格栅。

其中，所述FRP纤维增强复合格栅为FRP玄武岩纤维增强复合格栅。

一种预制桥面板伸缩缝连接构件制备方法，包括有以下工艺步骤，具体为：

a、制备浇筑成型模具：浇筑成型模具包括有成型上模以及位于成型上模下端侧且与成型上模相配合的成型下模，成型上模包括有由四块上模框板收尾依次连接并组成一矩形全围状的上模成型框，上模成型框的内部成型有上下完全贯穿且与上端ECC水泥基复合材料层的形状相适配的上模成型腔；成型下模包括有由四块下模框板收尾依次连接并组成一矩形全围状的下模成型框，下模成型框的下端侧装设有呈水平横向布置的下模底板，下模成型框的四块下模框板的下表面分别与下模底板的上表面连接，下模底板与下模成型框共同围装成一开口朝上且与下端ECC水泥基复合材料层的形状相适配的下模成型腔，下模成型框的上端部装设有朝外水平凸出且沿着下模成型框的边缘延伸的栅格支承板，栅格支承板的上表面与下模成型框的上表面水平平齐；

b、将FRP纤维增强复合格栅平铺于栅格支承板的上表面，而后将浇筑成型模具的成型上模放置于栅格支承板的上表面并通过栅格支承板与成型上模压紧固定FRP纤维增强复合格栅；c、将ECC水泥基复合材料浇筑于下模成型腔、上模成型腔内；

d、待ECC水泥基复合材料凝固后，将成型下模从下端ECC水泥基复合材料层退出，且将成型上模从上端ECC水泥基复合材料层退出。

一种预制桥面板伸缩缝连接构件施工方法，包括有以下工艺步骤，具体为：

a、对桥面板的伸缩缝界面进行凿毛处理，其中，桥面板的伸缩缝界面设置有伸出的筋条；

b、于桥面板的伸缩缝界面粘贴辅助FRP纤维增强复合格栅；

c、通过定位栓钉将预制桥面板伸缩缝连接构件定位放置于桥面板的伸缩缝；

d、待预制桥面板伸缩缝连接构件安装完毕后，往桥面板的伸缩缝内浇筑ECC水泥基复合材料。

本发明的有益效果为：本发明所述的一种预制桥面板伸缩缝连接构件，其包括从上至下依次层叠布置的上端ECC水泥基复合材料层、FRP纤维增强复合格栅、下端ECC水泥基复合材料层，下端ECC水泥基复合材料层左端部延伸至上端ECC水泥基复合材料层左端面的左端侧，下端ECC水泥基复合材料层右端部延伸至上端ECC水泥基复合材料层右端面的右端侧；上、下端ECC水泥基复合材料层浇筑成一体结构，且上端ECC水泥基复合材料层、FRP纤维增强复合格栅、下端ECC水泥基复合材料层浇筑于一起。通过上述结构设计，该预制桥面板伸缩缝连接构件具有结构设计新颖、韧性高、抵抗伸缩缝变形能力强、抗渗能力好且能够有效地延长桥面板的使用寿命的优点。

本发明的另一有益效果为：本发明所述的一种预制桥面板伸缩缝连接构件制备方法，其包括有以下工艺步骤，具体为：a、制备浇筑成型模具：浇筑成型模具包括有成型上模以及位于成型上模下端侧且与成型上模相配合的成型下模，成型上模包括有由四块上模框板收尾依次连接并组成一矩形全围状的上模成型框，上模成型框的内部成型有上下完全贯穿且与上端ECC水泥基复合材料层的形状相适配的上模成型腔；成型下模包括有由四块下模框板收尾依次连接并组成一矩形全围状的下模成型框，下模成型框的下端侧装设有呈水平横向布置的下模底板，下模成型框的四块下模框板的下表面分别与下模底板的上表面连接，下模底板与下模成型框共同围装成一开口朝上且与下端ECC水泥基复合材料层的形状相适配的下模成型腔，下模成型框的上端部装设有朝外水平凸出且沿着下模成型框的边缘延伸的栅格支承板，栅格支承板的上表面与下模成型框的上表面水平平齐；b、将FRP纤维增强复合格栅平铺于栅格支承板的上表面，而后将浇筑成型模具的成型上模放置于栅格支承板的上表面并通过栅格支承板与成型上模压紧固定FRP纤维增强复合格栅；c、将ECC水泥基复合材料浇筑于下模成型腔、上模成型腔内；d、待ECC水泥基复合材料凝固后，将成型下模从下端ECC水泥基复合材料层退出，且将成型上模从上端ECC水泥基复合材料层退出。通过上述工艺步骤设计，该预制桥面板伸缩缝连接构件制备方法能够有效地生产制备上述预制桥面板伸缩缝连接构件。

本发明的又一有益效果为：本发明所述的一种预制桥面板伸缩缝连接构件施工方法，其包括有以下工艺步骤，具体为：a、对桥面板的伸缩缝界面进行凿毛处理，其中，桥面板的伸缩缝界面设置有伸出的筋条；b、于桥面板的伸缩缝界面粘贴辅助FRP纤维增强复合格栅；c、通过定位栓钉将预制桥面板伸缩缝连接构件定位放置于桥面板的伸缩缝；d、待预制桥面板伸缩缝连接构件安装完毕后，往桥面板的伸缩缝内浇筑ECC水泥基复合材料。通过上述工艺步骤设计，该预制桥面板伸缩缝连接构件施工方法能够有效地实现上述预制桥面板伸缩缝连接构件施工。

附图说明

下面利用附图来对本发明进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明的预制桥面板伸缩缝连接构件的结构示意图。

图2为本发明的预制桥面板伸缩缝连接构件另一视角的结构示意图。

图3为发明的成型模具的结构示意图。

图4为施工过程中安装预制桥面板伸缩缝连接构件的示意图。

图5为施工过程中浇筑ECC水泥基复合材料的示意图。

在图1至图5中包括有：

1——预制桥面板伸缩缝连接构件

11——上端ECC水泥基复合材料层

12——FRP纤维增强复合格栅

13——下端ECC水泥基复合材料层

21——成型上模 211——上模成型框

2111——上模框板 212——上模成型腔

22——成型下模 221——下模成型框

2211——下模框板 222——下模底板

223——下模成型腔 224——栅格支承板

31——桥面板 32——辅助FRP纤维增强复合格栅

33——定位栓钉 34——筋条。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。

如图1和图2所示，一种预制桥面板伸缩缝连接构件，包括有从上至下依次层叠布置的上端ECC水泥基复合材料层11、FRP纤维增强复合格栅12、下端ECC水泥基复合材料层13，上端ECC水泥基复合材料层11的前端面与下端ECC水泥基复合材料层13的前端面对齐布置，上端ECC水泥基复合材料层11的后端面与下端ECC水泥基复合材料层13的后端面对齐布置，下端ECC水泥基复合材料层13的左端部延伸至上端ECC水泥基复合材料层11左端面的左端侧，下端ECC水泥基复合材料层13的右端部延伸至上端ECC水泥基复合材料层11右端面的右端侧。

进一步的，FRP纤维增强复合格栅12的前端边缘延伸至上端ECC水泥基复合材料层11、下端ECC水泥基复合材料层13前端面的前端侧，FRP纤维增强复合格栅12的后端边缘延伸至上端ECC水泥基复合材料层11、下端ECC水泥基复合材料层13后端面的后端侧，FRP纤维增强复合格栅12的左端边缘延伸至下端ECC水泥基复合材料层13左端面的左端侧，FRP纤维增强复合格栅12的右端边缘延伸至下端ECC水泥基复合材料层13右端面的右端侧。

更进一步的，上端ECC水泥基复合材料层11、下端ECC水泥基复合材料层13浇筑成一体结构，且上端ECC水泥基复合材料层11、FRP纤维增强复合格栅12、下端ECC水泥基复合材料层13浇筑于一起。

需进一步指出，FRP纤维增强复合格栅12为FRP玻璃纤维增强复合格栅、FRP碳纤维增强复合格栅或者FRP玄武岩纤维增强复合格栅，即本发明的FRP纤维增强复合格栅12由玻璃纤维、碳纤维或者玄武岩纤维复合而成。

需进一步指出，本发明的上端ECC水泥基复合材料层11、下端ECC水泥基复合材料层13分别由ECC水泥基复合材料浇筑而成，其中，ECC水泥基复合材料能够有效增强该预制桥面板伸缩缝连接构件1抵抗伸缩缝变形的能力，ECC水泥基复合材料裂缝宽度小于100μm，即具有较好的抗渗能力并能够有效地延长使用寿命。

另外，位于上端ECC水泥基复合材料层11、下端ECC水泥基复合材料层13之间的FRP纤维增强复合格栅12与ECC水泥基复合材料协同工作，并能够进一步地提高该预制桥面板伸缩缝连接构件1的韧性，且可以通过减少PVA纤维用量来降低成本。

需进一步解释，该预制桥面板伸缩缝连接构件1的上端ECC水泥基复合材料层11、下端ECC水泥基复合材料层13上下错层设置，该结构设计能够有效地防止新旧交界薄弱面重合，以减少界面应力集中现象，并增加预制桥面板伸缩缝连接构件1的寿命和工作性能。

故而，通过上述结构设计，本发明的预制桥面板伸缩缝连接构件1具有结构设计新颖、韧性高、抵抗伸缩缝变形能力强、抗渗能力好且能够有效地延长桥面板31的使用寿命的优点。

需进一步指出，本发明的预制桥面板伸缩缝连接构件1可以采用以下方法制备而成，具体的，一种预制桥面板伸缩缝连接构件制备方法，其包括有以下工艺步骤，具体为：

a、制备浇筑成型模具：浇筑成型模具包括有成型上模21以及位于成型上模21下端侧且与成型上模21相配合的成型下模22(如图3所示)，成型上模21包括有由四块上模框板2111收尾依次连接并组成一矩形全围状的上模成型框211，上模成型框211的内部成型有上下完全贯穿且与上端ECC水泥基复合材料层11的形状相适配的上模成型腔212；成型下模22包括有由四块下模框板2211收尾依次连接并组成一矩形全围状的下模成型框221，下模成型框221的下端侧装设有呈水平横向布置的下模底板222，下模成型框221的四块下模框板2211的下表面分别与下模底板222的上表面连接，下模底板222与下模成型框221共同围装成一开口朝上且与下端ECC水泥基复合材料层13的形状相适配的下模成型腔223，下模成型框221的上端部装设有朝外水平凸出且沿着下模成型框221的边缘延伸的栅格支承板224，栅格支承板224的上表面与下模成型框221的上表面水平平齐；

b、将FRP纤维增强复合格栅12平铺于栅格支承板224的上表面，而后将浇筑成型模具的成型上模21放置于栅格支承板224的上表面并通过栅格支承板224与成型上模21压紧固定FRP纤维增强复合格栅12；

c、将ECC水泥基复合材料浇筑于下模成型腔223、上模成型腔212内；

d、待ECC水泥基复合材料凝固后，将成型下模22从下端ECC水泥基复合材料层13退出，且将成型上模21从上端ECC水泥基复合材料层11退出。

通过上述工艺步骤设计，本发明的预制桥面板伸缩缝连接构件1制备方法能够有效地生产制备上述预制桥面板伸缩缝连接构件1，且所产生制备的预制桥面板伸缩缝连接构件1韧性高、抵抗伸缩缝变形能力强、抗渗能力好且能够有效地延长桥面板31的使用寿命。

一种预制桥面板伸缩缝连接构件施工方法，如图4和图5所示，其包括有以下工艺步骤，具体为：

a、对桥面板31的伸缩缝界面进行凿毛处理，其中，桥面板31的伸缩缝界面设置有伸出的筋条34；

b、于桥面板31的伸缩缝界面粘贴辅助FRP纤维增强复合格栅32；

c、通过定位栓钉33将预制桥面板伸缩缝连接构件1定位放置于桥面板31的伸缩缝；

d、待预制桥面板伸缩缝连接构件1安装完毕后，往桥面板31的伸缩缝内浇筑ECC水泥基复合材料。

需进一解释，该施工方法以预制的方式制作预制桥面板伸缩缝连接构件1，现场通过定位栓钉33定位，安装后浇筑灌浆连接，避免了现场施工作业造成的质量问题，并大幅缩减施工周期；另外，桥面板31的伸缩缝界面设置胶条且粘贴辅助FRP纤维增强复合格栅32，该施工步骤能够有效地保证界面连接的可靠性，并通过筋条34传力使连接构件中部受力，避免界面发生破坏，提高连接构件的工作性能。

通过上述工艺步骤设计，本发明的预制桥面板伸缩缝连接构件1施工方法能够有效地实现上述预制桥面板伸缩缝连接构件1施工。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种预制桥面板伸缩缝连接构件，其特征在于：包括有从上至下依次层叠布置的上端ECC水泥基复合材料层(11)、FRP纤维增强复合格栅(12)、下端ECC水泥基复合材料层(13)，上端ECC水泥基复合材料层(11)的前端面与下端ECC水泥基复合材料层(13)的前端面对齐布置，上端ECC水泥基复合材料层(11)的后端面与下端ECC水泥基复合材料层(13)的后端面对齐布置，下端ECC水泥基复合材料层(13)的左端部延伸至上端ECC水泥基复合材料层(11)左端面的左端侧，下端ECC水泥基复合材料层(13)的右端部延伸至上端ECC水泥基复合材料层(11)右端面的右端侧；

FRP纤维增强复合格栅(12)的前端边缘延伸至上端ECC水泥基复合材料层(11)、下端ECC水泥基复合材料层(13)前端面的前端侧，FRP纤维增强复合格栅(12)的后端边缘延伸至上端ECC水泥基复合材料层(11)、下端ECC水泥基复合材料层(13)后端面的后端侧，FRP纤维增强复合格栅(12)的左端边缘延伸至下端ECC水泥基复合材料层(13)左端面的左端侧，FRP纤维增强复合格栅(12)的右端边缘延伸至下端ECC水泥基复合材料层(13)右端面的右端侧；

上端ECC水泥基复合材料层(11)、下端ECC水泥基复合材料层(13)浇筑成一体结构，且上端ECC水泥基复合材料层(11)、FRP纤维增强复合格栅(12)、下端ECC水泥基复合材料层(13)浇筑于一起。

2.根据权利要求1所述的一种预制桥面板伸缩缝连接构件，其特征在于：所述FRP纤维增强复合格栅(12)为FRP玻璃纤维增强复合格栅。

3.根据权利要求1所述的一种预制桥面板伸缩缝连接构件，其特征在于：所述FRP纤维增强复合格栅(12)为FRP碳纤维增强复合格栅。

4.根据权利要求1所述的一种预制桥面板伸缩缝连接构件，其特征在于：所述FRP纤维增强复合格栅(12)为FRP玄武岩纤维增强复合格栅。

5.一种预制桥面板伸缩缝连接构件制备方法，其特征在于，包括有以下工艺步骤，具体为：

a、制备浇筑成型模具：浇筑成型模具包括有成型上模(21)以及位于成型上模(21)下端侧且与成型上模(21)相配合的成型下模(22)，成型上模(21)包括有由四块上模框板(2111)收尾依次连接并组成一矩形全围状的上模成型框(211)，上模成型框(211)的内部成型有上下完全贯穿且与上端ECC水泥基复合材料层(11)的形状相适配的上模成型腔(212)；成型下模(22)包括有由四块下模框板(2211)收尾依次连接并组成一矩形全围状的下模成型框(221)，下模成型框(221)的下端侧装设有呈水平横向布置的下模底板(222)，下模成型框(221)的四块下模框板(2211)的下表面分别与下模底板(222)的上表面连接，下模底板(222)与下模成型框(221)共同围装成一开口朝上且与下端ECC水泥基复合材料层(13)的形状相适配的下模成型腔(223)，下模成型框(221)的上端部装设有朝外水平凸出且沿着下模成型框(221)的边缘延伸的栅格支承板(224)，栅格支承板(224)的上表面与下模成型框(221)的上表面水平平齐；

b、将FRP纤维增强复合格栅(12)平铺于栅格支承板(224)的上表面，而后将浇筑成型模具的成型上模(21)放置于栅格支承板(224)的上表面并通过栅格支承板(224)与成型上模(21)压紧固定FRP纤维增强复合格栅(12)；

c、将ECC水泥基复合材料浇筑于下模成型腔(223)、上模成型腔(212)内；

d、待ECC水泥基复合材料凝固后，将成型下模(22)从下端ECC水泥基复合材料层(13)退出，且将成型上模(21)从上端ECC水泥基复合材料层(11)退出。

6.一种预制桥面板伸缩缝连接构件施工方法，其特征在于，包括有以下工艺步骤，具体为：

a、对桥面板(31)的伸缩缝界面进行凿毛处理，其中，桥面板(31)的伸缩缝界面设置有伸出的筋条(34)；

b、于桥面板(31)的伸缩缝界面粘贴辅助FRP纤维增强复合格栅(32)；

c、通过定位栓钉(33)将预制桥面板伸缩缝连接构件(1)定位放置于桥面板(31)的伸缩缝；

d、待预制桥面板伸缩缝连接构件(1)安装完毕后，往桥面板(31)的伸缩缝内浇筑ECC水泥基复合材料。