一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构

本发明属于桥梁无缝式伸缩缝，具体涉及一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构。

背景技术：

1、桥梁伸缩缝是为了满足桥面变形需求而设置的，通常位于两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置。伸缩缝的目的在于调节由车辆荷载和桥梁建筑材料引起的上部结构之间的位移和连接。

2、然而，伸缩缝位于桥梁结构中最容易受到损害的桥面板上，长期暴露于恶劣环境并承受车辆荷载的反复冲击。因此，它容易受到破坏，一旦损坏将影响行车舒适性，甚至可能导致行车安全事故。

3、随着我国经济水平的提高，交通运输事业得到了全面快速的发展，公路交通流量迅速增加。车流量、车辆荷载等级及行驶速度的提高使得人们对公路桥梁性能提出了更高的要求，而同时兼顾高温和低温、渗透和粘性，并可以解决传统桥梁伸缩缝锚固区混凝土破损、碎边、渗水等常见问题的无缝式伸缩缝则得以有了更大的推广空间。

4、无缝伸缩缝的支撑面主体是弹性伸缩体，与路面连接成为整体，无缝隙。基本做法是将接缝上方一定范围的路面铺装层替换为这种弹性体材料。当前所采用的无缝伸缩缝结构存在底面易产生反射裂缝，无缝伸缩缝部分与原桥面铺装结构粘结性不强，无缝伸缩缝材料本身强度要求和性能要求达不到长寿命和高使用性的要求，因为研发设计出一种新型的无缝伸缩缝结构尤为必要。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明公开了一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，能够优化桥面结构，增加施工效率，提高车辆行驶舒适度，降低噪音。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，包括放置于两侧原有桥面铺装结构之间的无缝伸缩缝预制弹性体，连接预制弹性体与两侧原桥面铺装结构起粘结作用的硅酮密封胶和聚乙烯背衬板，位于预制体和梁体之间的起调平作用的调平层。

4、预制弹性体主体部分由聚氨酯改性材料铺筑，内设置有钢板，钢板的两侧边缘处包裹有橡胶。除此之外预制弹性体与原桥面铺装结构之间的连接材料之一的密封胶选用硅酮胶作为填缝料，作为垫层的背衬材料采用聚乙烯背衬板。在梁体与预制弹性体之间设置的调平层则由树脂混凝土构成。

5、预制弹性体由聚氨酯材料层、底部钢板与钢板两侧棱角边缘处覆盖的垫层组成。

6、聚氨酯材料层材料为聚氨酯改性材料，呈长方体形。在聚氨酯改性材料底部布设钢板，钢板厚度设置为2cm，沿行车方向长度取决于槽宽。

7、钢板位于预制弹性体下方底部位置处，沿预制弹性体在行车方向上的中心线呈左右对称，钢板底部磨平，平整无翘曲。

8、钢板边缘处包裹有垫层，垫层材质为橡胶，橡胶的厚度设置为1cm。

9、橡胶垫层于钢板的左右两侧各设置一个，呈倒l形，位于主体部分与底部钢板之间，并沿着与行车方向垂直的方向与钢板边缘处紧密贴合，包裹住钢板边缘。

10、作为预制弹性体与原桥面铺装结构之间的连接材料，硅酮密封胶位于聚乙烯背衬板之上，待预制弹性体和聚乙烯背衬板均放入以后铺筑于原桥面铺装与预制弹性体之间。

11、预制弹性体位于原桥面左右两侧铺装结构中间，与左右两侧原桥面铺装结构的底部接触面积相等。

12、硅酮密封胶宽度设置为6~12mm，深度范围为6~13mm，聚乙烯背衬板的宽度与填缝料宽度保持一致，深度由填缝料深度与预制弹性体深度共同决定。

13、调平层左侧边缘与聚乙烯背衬板的左边缘处齐平，右侧与梁体的右边缘处齐平。调平层的上表面需要保持水平，与下表面水平的预制弹性体相连。

14、调平层下表面需要与梁体贴合，以形成完整的结构组合。

15、本发明具有如下有益效果：

16、采用本发明提供的桥梁无缝伸缩缝结构，由于采用的以聚氨酯改性材料为填充物的无缝伸缩缝预制弹性体，能够同时兼顾高温和低温、渗透和粘性，它可以解决传统桥梁伸缩缝锚固区混凝土破损、碎边、渗水等常见病害。

17、本发明提供的桥梁无缝伸缩缝结构不仅适用于温度单一地区，而且适用于温差较大的地区。能比较好地适应由于温度变化产生的收缩变形。同时由于它与原桥面铺装的连接性良好，可以大大提高行车的舒适性，与此同时还可以减小行车过程中产生的噪音。

18、本发明采用在预制弹性体的底部安装钢板的方式可以有效地减少由预制弹性体底部所产生的反射裂缝，从而延长其使用寿命。同时由于车辆行驶过程中预制弹性体材料与梁体会发生相对错动，钢板此时可以在二者之间隔离作用。同时考虑到钢板的边缘位置处会出现应力集中的现象，为了方式在钢板边缘处由于应力集中而产生裂缝危害无缝伸缩缝的使用寿命，在钢板的边缘位置两侧包裹有橡胶制作的垫层，可以很好地解决上述问题。

19、本发明在预制弹性体和原桥面铺装结构之间的连接材料选用的是硅酮胶密封胶和与之搭配使用的聚乙烯背衬板，由于硅酮胶作为常温型密封材料，其耐候性好、温度稳定度高、同时具有低模量高弹性等特征，作为填缝材料在道面使用寿命内不需要大规模更换，能长期有效保护道面。同时硅酮胶自身良好的性能和高粘结力，因为可以在预制弹性体与原桥面铺装结构之间其到很好地粘结作用，有效地解决了由于材料选择不当会出现的填缝材料与所粘结层之间脱粘问题。

20、综上，本发明提供的桥梁无缝伸缩缝结构具有良好的使用性能与较长的服役寿命，同时解决了常规无缝伸缩缝结构存在的底部易生成反射裂缝和界面易脱粘的问题。

技术特征：

1.一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，其特征在于：包括放置于伸缩缝内的预制弹性体（1），预制弹性体（1）与原桥面铺装结构（7）之间设置有连接材料，在预制弹性体（1）和梁体（8）之间设置调平层（6）。

2.根据权利要求1所述的一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，其特征在于：所述预制弹性体由聚氨酯材料层（11）、底部钢板（12）与钢板两侧棱角边缘处覆盖的橡胶垫层（13）组成，聚氨酯材料层（11）材料为聚氨酯改性材料，尺寸设计取决于实际开槽宽度，设置三种常见案例，即开槽宽度分别为65cm，75cm与85cm，聚氨酯材料层（11）宽度尺寸分别对应设置为63 cm，73cm与83cm，在聚氨酯材料层（11）的底部设置的钢板（12）呈长方体形，钢板（11）厚度设置为2cm，沿行车方向长度根据三种常见案例对应设置为50cm，60cm与70cm；要求钢板底部磨平，平整无翘曲，于长方体钢板（12）左右两侧靠近聚氨酯材料层（11）一侧的边角位置处设置的橡胶垫层（13）材质为橡胶，橡胶的厚度设置为1cm。

3.根据权利要求2所述的一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，其特征在于：所述钢板（12）位于预制弹性弹性体（1）下方底部位置处，并且沿预制弹性体（1）在行车方向上的中心线呈左右对称；橡胶垫层（13）于钢板的左右两侧各设置一个，呈倒l形，位于由聚氨酯改性材料组成的聚氨酯材料层（11）与底部钢板（12）之间，并沿着与行车方向垂直的方向与钢板边缘处紧密贴合，包裹住钢板边缘。

4.根据权利要求1所述的一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，其特征在于：所述位于原路基的梁体部分（8）与预制弹性体（1）之间的调平层（6）材料为树脂混凝土，调平层（6）厚度设置为4.5~5.5cm，布设位置与梁体（8）紧密接触，其上设置由预制弹性体（1），在承接预制弹性体（1）的同时与聚乙烯背衬板（5）紧密接触，树脂混凝土调平层（6）以预制弹性体（1）在行车方向上的中心线为对称，左右各设置一个，左右两侧的树脂混凝土调平层（6）所采用的尺寸完全相同。

5.根据权利要求1所述的一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，其特征在于：所述预制弹性体（1）与原桥面铺装结构（7）之间的连接材料由硅酮密封胶（4）和聚乙烯背衬板（5）组成，硅酮密封胶（4）的成分为硅酮胶，聚乙烯背衬板（5）的组成材料为聚乙烯。

6.根据权利要求5所述的一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，其特征在于：所述预制弹性体（1）位于原桥面铺装结构（7）中间，于预制弹性体（1）左右各有一个接触面，硅酮密封胶（4）与位于其下方紧密贴合的聚乙烯背衬板（5）在预制弹性体（1）与原桥面铺装结构（7）的左右两个接触面对称设置，硅酮密封胶（4）宽度设置为6~12mm，深度范围为6~13mm，聚乙烯背衬板（5）的宽度与硅酮密封胶（4）宽度保持一致，深度由硅酮密封胶（4）深度与预制弹性体（1）深度共同决定，且两个接触面位置处所布设的硅酮密封胶（4）与聚乙烯背衬板（5）的尺寸与构造设置完全相同。

7.根据权利要求1所述的一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，其特征在于：预制弹性体（1）与左右两侧的原桥面铺装结构（7）相连接，并且沿行车方向与原桥面铺装结构（7）的底部接触面的接触面积相等。

8.根据权利要求5所述的一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，其特征在于：调平层（6）左侧边缘与聚乙烯背衬板（5）的左边缘处齐平，右侧与梁体（8）的右边缘处齐平；调平层（6）的上表面需要保持水平，与下表面水平的预制弹性体（1）相连，调平层（6）下表面需要与梁体（8）贴合，以形成完整的结构组合。

技术总结本发明公开了一种新型桥梁装配式无缝伸缩缝结构，包括以聚氨酯改性材料浇筑的装配式无缝伸缩缝预制弹性体，预制体内设置有起到防止底层反射裂缝作用的钢板，在钢板两侧边缘位置处设置有防止应力集中现象的橡胶层结构。采用硅酮胶填缝材料以连接原桥面铺装结构和预制体，硅酮胶下方采用聚乙烯背衬材料作为垫层。原桥面铺装预制体下方设置调平层以应对实际工况中存在的道面不平现象，调平层材料选用具有良好回弹性的树脂混凝土。本申请具有优化桥面结构，增加施工效率，提高车辆行驶舒适度，降低噪音的效果。技术研发人员：杨若冲,秦林靖受保护的技术使用者：东南大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19