CN106480817A - 在混凝土桥面板或桥梁的端部的接合结构 - Google Patents

Abstract

在桥梁的混凝土桥面板端部的接合结构，根据本发明的实施例，其配置为使得：下凹式台阶部形成在形成于各混凝土桥面板的各端部之间的扩张间隙或形成于混凝土桥面板的端部和桥台之间的扩张间隙的上部中；各由弹性沥青混合料制成并且覆盖有盖板的结合层形成在下凹式台阶部中；以及铺面材料设置在结合层上以形成表面层。

Description

在混凝土桥面板或桥梁的端部的接合结构

技术领域

本发明涉及在桥梁的混凝土桥面板端部的接合结构，所述桥梁例如是河上桥梁、陆上桥梁以及高架桥。

通常，如图1A和1B所示，主流接合结构配置为使得：将被称为“指形接合部”的非连接接头4埋设在形成于各混凝土桥面板1、2的各端部之间的扩张间隙3或形成于混凝土桥面板1的端部和桥台2’之间的扩张间隙3的上部中，该非连接接头4导致波纹板4a相互接合，从而扩张间隙3可在波纹板4a的接合间隔的范围内自由地扩张和收缩。

然而，这样的问题在于：当指形接合部周围的混凝土磨损时，指形接合部从路面突出来，并且由于行驶的车辆，突出的指形接合部导致噪音和振动。

关于这个方面，JP2923586B1和JP2011-162981A公开了一种接合结构，指形接头从该接合结构去除，以形成这样的结构：下凹式台阶部的形成于各混凝土桥面板的各端部之间的扩张间隙或形成于混凝土桥面板的端部和桥台之间的扩张间隙的上部中，并且可高度地伸缩的填充材料设置在该下凹式台阶部中以形成弹性接头。

更具体地说，JP2923586B1和JP2011-162981A公开了这样的接合结构，下凹式台阶部填充有可高度地伸缩的铺面材料或高弹性水泥砂浆，以形成与混凝土桥面板的端部或桥台成为一体的弹性接合部，从而该弹性接合部吸收扩张间隙的扩张和收缩。

发明内容

构成JP2923586B1和JP2011-162981A的弹性接合部的可高度地伸缩的铺面材料或高弹性水泥砂浆存在着这样的问题：虽然可高度地伸缩的铺面材料或高弹性水泥砂浆可通过它们的可伸缩性和弹性而响应于扩张间隙的扩张和收缩，但粘合料和集料之间的结合通过由车辆行驶导致的重复载荷而被解除，使得该可高度地伸缩的铺面材料和高弹性水泥砂浆由于压力而被破坏。

换言之，虽然各个常规发明使用了这样的接合结构：设置了可高度地伸缩的铺面材料或高弹性水泥砂浆、而不是指形接合部，但该接合结构包含了这样的问题：所设置的可高度地伸缩的铺面材料或高弹性水泥砂浆由于重复载荷所导致的压力而被破坏。

与上述的常规连接接头不同，本发明不使用这样的接合结构：铺面材料或水泥砂浆只设置在下凹式台阶部中。作为取代，本发明使用这样的接合结构：由受片材约束的沥青混合料制成结合层，以补偿沥青混合料中的粘合料和集料之间的结合，并且该结合层设置在下凹式台阶部中。因此，有效地防止了由压力导致的破坏。

概言之，本发明提供了一种接合结构，其被设置为使得：下凹式台阶部形成在形成于各混凝土桥面板的各端部之间的扩张间隙或形成于混凝土桥面板的端部和桥台之间的扩张间隙的上部中；由弹性沥青混合料制成并且覆盖有盖板的结合层的单层结构或多层结构形成在下凹式台阶部中。铺面材料设置在单层结构的结合层上或多层结构的最上结合层上，以形成表面层。以这种方式配置的接合结构，能够有弹性地响应扩张间隙的扩张和收缩，并适当地响应由车辆行驶所导致的重复载荷。

优选地，沥青混合料以这样的方式制备：使包括丁基橡胶或乙丙橡胶和沥青的主要材料受热并融化成混合料，该混合料用作粘合料，已知的集料和填料等与其混合。该沥青混合料用于形成易于变形的结合层。

对于构成表面层的铺面材料，优选地使用具有与构成结合层的沥青混合料相同的高弹性的沥青混合料。

用作结合层外表面的盖板的表面是粘接表面，从而形成结合层，其适当地顺应下凹式台阶部的底表面和内壁表面。粘接表面优选地由混合料形成，该混合料是这样形成的：使包括丁基橡胶或乙丙橡胶和沥青的主要材料受热并融化。

用以覆盖沥青混合料的盖板覆盖表面是粗糙表面，以增进与被覆盖的沥青混合料的可结合性。覆盖表面优选地由纤维板形成，构成纤维板的纤维增进与沥青混合料的可结合性。

本发明能够实现这样的接合结构：其能够有弹性地响应扩张间隙的扩张和收缩、但不会被压力破坏。该接合结构配置为使得非连接接合结构与设置在非连接接合结构上的表面层相配合，该非连接接合结构包括由沥青混合料制成并且覆盖有盖板的结合层的单层结构或多层结构。该接合结构可以长期使用。

附图说明

图1A是部分切割立体图，其示意性地示出在现有桥梁中的经由扩张间隙相互邻接的一对混凝土桥面板，或经由扩张间隙相互邻接的一混凝土桥面板和一桥台；

图1B是在桥梁长度方向上的横截面视图，其示出形成在扩张间隙的上部中的下凹式台阶部；

图2A在桥梁长度方向上的横截面视图，其示出在位于下凹式台阶部上的防水片材上的盖板、以及铺设在该盖板上的沥青混合料；

图2B是在桥梁长度方向上的横截面视图，其示出所铺设的沥青混合料由盖板覆盖，以形成结合层；

图3A是在桥梁长度方向上的横截面视图，其示出进一步位于结合层上的另一盖板，以及铺设在该盖板上的另一沥青混合料；

图3B是在桥梁方向上的横截面视图，其示出所铺设的沥青混合料被盖板覆盖，以形成两层结合层；

图4是在桥梁长度方向上的横截面视图，其示出根据本发明的一个实施例的接合结构；

图5是在桥梁长度方向上的横截面视图，其示出根据本发明的一个实施例的接合结构的另一实例；

图6是在桥梁宽度方向上的横截面视图，其示出根据本发明的一个实施例的接合结构；

图7A是部分切割立体图，其示出盖板；

图7B是同一盖板的横截面视图；

图8A是部分切割立体图，其示出盖板的另一实例；

图8B是同一盖板的横截面视图；

图9A是部分切割立体图，其示出盖板的另一实例；而

图9B是同一盖板的横截面视图。

具体实施方式

在下文中，将基于图1A-9B描述根据本发明的一个实施例的在桥梁的混凝土桥面板端部的接合结构的最佳方式。

＜基本结构＞

根据本发明的一个实施例的接合结构的基本结构如下所述。基本上，如图4-6所示，下凹式台阶部5形成在形成于各混凝土桥面板1、2的各端部之间的扩张间隙3或形成于混凝土桥面板1的端部和桥台2’之间的扩张间隙3的上部中。均由覆盖有盖板6的弹性沥青混合料7制成的结合层8、9的多层结构形成在下凹式台阶部5中。铺面材料设置在多层结构的最上结合层9上以形成表面层14。

在本实例中，描述了包括结合层8和结合层9的多层结构。然而，本发明不限于该实例，并且不排除包括单个结合层的单层结构和包括三个或更多个结合层的多层结构。在任何情况下，弹性沥青混合料7都覆盖有盖板6以形成结合层结构，并且该结合层结构能够对扩张间隙3的扩张和收缩做出适当响应。在下文中，将分步地给出详细解释。

图1A是部分切割立体图，其示意性地示出在现有桥梁中埋设在形成于混凝土桥面板1、2的各端部之间的扩张间隙3或形成于混凝土桥面板1的端部和桥台2’之间的扩张间隙3的上部中的指形接合部。该指形接合部是非连接接头。在该图中，附图标记15指代的是形成在混凝土桥面板1、2和桥台2’上的铺面部分。该铺面部分15由例如沥青混合料的铺面材料形成。

当根据本发明的一个实施例的接合结构在现有桥梁中实施时，首先，将指形接合部4连同附连部分周围的混凝土一起去除。然后，如图1B所示，下凹式台阶部5形成在扩张间隙3的上部中。

当根据本发明的一个实施例的接合结构在新桥梁中实施时，如图1B所示，下凹式台阶部5预先形成在各混凝土桥面板1、2各自端部的上部中或混凝土桥面板1的端部和桥台2’的各自上部中。作为替代方式，可以在现场刮擦混凝土桥面板1、2各自端部的上部或混凝土桥面板1的端部和桥台2’的各自上部，以形成下凹式台阶部5。

在本申请中使用的混凝土桥面板1、2包括全部下列各种桥面板：由现浇混凝土模制的混凝土桥面板；在工厂中模制的PC混凝土桥面板；或者在组合桥等中的由混凝土制成的桥面板，该组合桥由钢梁(例如H型钢梁)和所设置的混凝土桥面板或PC混凝土桥面板模制。

继而，如图2A所示，把防水片材16铺设在下凹式台阶部5的底表面5a上。把防水片材16的一部分悬垂进入扩张间隙3中，以形成悬垂部分16c。悬垂部分16c适当地防止雨水等侵入到扩张间隙3中。具体地说，悬垂部分16c对于构成扩张间隙3的混凝土桥面板1、2各端部的上升表面1a、2a或桥台2’的上升表面2’a加以适当的保护，使它们免于受到雨水等的侵蚀。

然后，把盖板6布设在防水片材16上，再把弹性沥青混合料7铺设在盖板6上。进而，如图2B所示，把盖板6的自由端部分6c、6d折拢到所铺设的沥青混合料7上，从而使它们相互重叠。如此，所铺设的沥青混合料7被盖板6覆盖、并被硬化，以在下凹式台阶部5中形成结合层8。

如下文中所描述的那样，盖板6配置为使得：用作结合层8的外表面8a的一个表面6a是粘合表面，并且覆盖沥青混合料7的另一表面6b是粗糙表面。一个表面6a，亦即，粘合表面，其与位于下凹式台阶部5的底表面5a上的防水片材16的前表面16b紧密接触，而另一表面6b，亦即，粗糙表面，其与要被覆盖的沥青混合料7牢固地粘结，从而形成结合层8。由于盖板6的自由端部分6c、6d相互重叠以覆盖沥青混合料7，自由端部分6c、6d中的任一个的一个表面6a(亦即，粘合表面)粘附在自由端部分6c、6d的另一个的另一表面6b(亦即，粗糙表面)上，从而牢固地覆盖沥青混合料7。

如图6所示，在桥梁宽度方向上的结合层8的左右端部分，覆盖有具有与盖板6配置相同的端部分盖板6’，从而适当地防止沥青混合料7流出。本实例已描述了这样的配置：结合层8的桥梁宽度方向上的左右端部分覆盖有端部分盖板6’。然而，本发明不限于该实例，并且不排除例如下述这样的配置：沥青混合料7覆盖有盖板6——该盖板6在桥梁长度方向和桥梁宽度方向这两个方向上都具有折叠边缘，以形成结合层8。

在本实例中，如图3A所示，再将新的盖板6铺设在结合层8上，并且把沥青混合料7以与结合层8相同的方式铺设在该盖板6上。如图3B所示，所铺设的沥青混合料7被覆盖，从而将结合层9以多层的方式布置在结合层8上。结合层8的外表面8a和结合层9的外表面9a均包括盖板6的粘合表面6a。外表面8a、9a在竖向方向上紧密地相互接触。由于结合层9的配置与上述结合层8的配置相同，故而省略对于它的描述。

最后，如图4所示，把铺面材料铺设在结合层9上，以形成表面层14。该表面层14与形成在混凝土桥面板1、2或桥台2’上的铺面部分15结合为一体。构成表面层14的铺面材料优选使用与构成各结合层8、9的沥青混合料7相同的沥青混合料而形成，使得表面层14能够顺应结合层8、9的变形而相应地变形。

图5是示出了根据本发明的一个实施例的没有防水片材16的接合结构的另一实例的视图。

具体地说，所示出的示例性结构配置为将盖板6直接铺设在下凹式台阶部5的底表面5a上，以形成上述的结合层8，上述的结合层9形成在结合层8上，而表面层14形成在结合层9上。

优选地，在该示例性结构中，当盖板6位于下凹式台阶部5中时，使盖板6的一部分在扩张间隙3中悬垂以形成悬垂部分6e，并且也将沥青混合料7设置在悬垂部分6e中并使其硬化，以形成结合层8中的突出部分8b。突出部分8b适当地防止雨水等侵入到扩张间隙3中。具体地说，突出部分8b对于构成扩张间隙3的在混凝土桥面板1、2各端部的上升表面1a、2a或桥台2’的上升表面2’a加以适当的保护，使得它们免于受到雨水等的侵蚀。

如上所述，根据本发明的一个实施例的接合结构配置为使得沥青混合料7由盖板6所约束，从而将结合层8、9设置在下凹式台阶部5中。各结合层8、9借助于盖板6而对于在沥青混合料7中的粘合料和集料之间的结合加以补偿，并且对于扩张间隙3的扩张和收缩进行适当的吸收。结合层8、9和表面层14相配合以产生接合结构，其适当地响应扩张间隙3的扩张和收缩，而不会阻碍车辆行驶。

＜沥青混合料7＞

在下文中，将描述构成各上述结合层8、9的弹性沥青混合料7。该沥青混合料7优选地以这样的方式制备：使包括丁基橡胶或乙丙橡胶和沥青的主要材料受热并融化成混合料，该混合料用作粘合料，已知的集料和填料等与其混合。该沥青混合料用于形成易于变形的各弹性结合层8、9。必要时，将加工油添加到粘合料中。

下面是沥青混合料7的优选组合实例。粘合料(包括丁基橡胶或乙丙橡胶和沥青的主要材料的混合料)和集料的配合比是重量比为26-2∶74-98。

＜组合实例1＞

＜组合实例2＞

丁基橡胶或乙丙橡胶 25-250kg/m³

沥青 25-250kg/m³

集料(沙和碎石) 1400-2400kg/m³

在本发明中，如上所述，沥青混合料7令人满意地用作构成表面层14的铺面材料以形成表面层14，其顺应结合层8、9的变形。因为表面层14的形成被局限于结合层上的一部分，该表面层14可被轻易地去除并且轻易地更新，即使该表面层随时间推移而老化。

＜盖板6(端部分盖板6’)和防水片材16＞

如图7A和7B所示，根据本发明的一个实施例的盖板6配置为使得用作结合层8、9的各外表面8a、9a的一个表面6a是粘合表面，而覆盖沥青混合料7的另一表面6b是粗糙表面。一个表面6a，亦即粘合表面，与下凹式台阶部5的底表面5a和侧面5b或防水片材16的前表面16b紧密地接触；而另一表面6b，亦即粗糙表面，与要被覆盖的沥青混合料7牢固地粘结。

粘合表面6a由粘结材料10形成。例如，以与沥青混合料7的粘合料相同的方式，使包括丁基橡胶或乙丙橡胶和沥青的主要材料受热并融化成混合料，并且粘合表面6a由包括这种混合料的粘结材料10形成。因为粘结材料10是软的并且可轻易地变形，因此优选地将网片11埋设在混合料中，以保持粘结材料10的形状、并加强该粘结材料10。网片11由已知的芳族聚酸胺纤维、尼龙纤维和碳纤维等编织而成。

用作盖板6的覆盖表面的另一表面6b由纤维片材12形成，作为粗糙表面。例如，纤维片材12由无纺织物形成。构成纤维片材12的纤维埋设在沥青混合料7中，并且纤维片材12的纤维之间的间隙被沥青混合料7的成分浸渍，使得纤维片材12和沥青混合料7牢固地粘结在一起。

另外，为了防止纤维片材12被粘结材料10浸渍，把包括合成树脂(例如聚氯乙烯)的合成树脂片材13布置在纤维片材12和粘结材料10之间。

必要时，把底涂剂施涂到盖板6的另一表面(粗糙表面)6b以执行底涂处理，从而进一步增强对于沥青混合料7的粘合以及自由端部分6c、6d之间的粘附。关于底涂剂，使包括丁基橡胶或乙丙橡胶和沥青的主要材料受热并融化而形成的混合料，被优选地使用。换言之，优选地使用包含与沥青混合料7中的粘合料相同的成分的液体作为底涂剂。根据实施要求，可以任选地使用已知的有机涂料作为底涂剂。

用于在结合层8、9的桥梁宽度方向上的左右端部分的端部分盖板6’以与盖板6相同的方式来配置。

具有与盖板6相同配置的片材也令人满意地用于防水片材16。在这种情况下，防水片材16的背面16a是粘合表面，防水片材16的前表面16b是粗糙表面。背面16a沿底表面5a的不平坦形状与下凹式台阶部5的底表面5a形成紧密接触，而前表面16b与结合层8的外表面8a(盖板6的一个表面6a)牢固地形成紧密接触。

在图8A、8B、9A和9B这些视图中，示出了盖板6的另一些实例。在图8A和8B中示出的盖板6包括粘结材料10和埋设在该粘结材料10中的网片11。另一表面6b不是粗糙表面——这与图7A和7B中所示的盖板6不同，而是粘合表面，像所述一个表面6a。图9A和9B中示出的盖板6包括粘结材料10和埋设在该粘结材料10中的网片11，以及与粘结材料10保持紧密接触的合成树脂片材13。另一表面6b不是粗糙表面——这与图7A和7B中所示的盖板6不同，而是由合成树脂片材13形成。在任何情况下，在这些实例中的各盖板6具有的一个表面6a用作粘合表面。所述一个表面6a紧密接触下凹式台阶部5的底表面5a和侧面5b，并构成结合层8、9的各自外表面8a、9a，从而使得结合层8、9相互紧密地接触。

毋庸多言，具有与在图8A、8B、9A和9B的实例中的盖板6相同配置的片材，可以用作端部分盖板6’和防水片材16。

如上所述，根据本发明的一个实施例的接合结构配置为使得各结合层8、9由覆盖有盖板6的弹性沥青混合料7形成，表面层14也由在结合层9上的弹性沥青混合料7形成、并与铺面部分15结合成一体，并且结合层8、9可以与表面层14相配合，以适当地响应扩张间隙3的扩张和收缩。

更具体地说，由于沥青混合料7构成各结合层8、9而使得各结合层8、9具有弹性和柔韧性，同时，它被盖板6所覆盖。因此，结合层8、9的变形在某种程度上受到盖板6的约束，尤其是受到粘结材料10中的网片11、纤维片材12和构成盖板6的合成树脂片材13的约束。

因而，当扩张间隙3变宽时，各结合层8、9相比于正常状态其厚度稍微减小、并在桥梁长度方向上伸展。相反地，当扩张间隙3变窄时，各结合层8、9相比于正常状态其厚度稍微增大、并在桥梁长度方向上收缩。以这种方式，结合层8、9适当地将各个混凝土桥面板1、2相连接或将混凝土桥面板1和桥台2’相连接，同时能够吸收扩张间隙3的扩张和收缩。

因为构成各结合层8、9的沥青混合料7受到盖板6的约束，因而补偿了沥青混合料7中的粘合料和集料之间的粘结。从而，结合层8、9不会因压力而破坏，并可以在长时间内用作接合部。

表面层14本身具有弹性并能顺应结合层8、9的变形。

在本申请中，用“-”表示下限和上限的数字范围代表在下限和上限之间所有的数值(整数值和小数值)。

Claims (7)

1.一种在桥梁的混凝土桥面板端部的接合结构，其中

下凹式台阶部形成在形成于各混凝土桥面板的各端部之间的扩张间隙或形成于混凝土桥面板的端部和桥台之间的扩张间隙的上部中，

由弹性沥青混合料制成并且覆盖有盖板的结合层的单层结构或多层结构形成在下凹式台阶部中，并且

铺面材料设置在单层结构的结合层上或多层结构的最上结合层上以形成表面层。

2.根据权利要求1所述的在桥梁的混凝土桥面板端部的接合结构，其中

所述沥青混合料是这样形成的沥青混合料：使包括丁基橡胶或乙丙橡胶和沥青的主要材料受热并融化成混合料，并且该混合料用作粘合料。

3.根据权利要求1或2所述的在桥梁的混凝土桥面板端部的接合结构，其中

与构成结合层的沥青混合料相同的沥青混合料用作构成表面层的铺面材料。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的在桥梁的混凝土桥面板端部的接合结构，其中

用作结合层的外表面的盖板表面是粘合表面。

5.根据权利要求4所述的在桥梁的混凝土桥面板端部的接合结构，其中

盖板的粘合表面由混合料形成，该混合料是使包括丁基橡胶或乙丙橡胶和沥青的主要材料受热并融化而制成的。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的在桥梁的混凝土桥面板端部的接合结构，其中

覆盖沥青混合料的盖板覆盖表面是粗糙表面。

7.根据权利要求6所述的在桥梁的混凝土桥面板端部的接合结构，其中

盖板的覆盖表面由纤维片材形成。