[发明专利]一种碳纤维布复合型混凝土桥面无缝伸缩缝

说明书

本发明公开了一种碳纤维布复合型混凝土桥面无缝伸缩缝，混凝土桥面板设于沥青加铺层的下方，混凝土桥面板设于沟槽两侧，钢筋预埋件下端设于混凝土桥面板内，钢筋预埋件上端设于沥青加铺层内，钢筋预埋件包括左钢筋预埋件与右钢筋预埋件，钢板设于左钢筋预埋件与右钢筋预埋件之间，钢板设于沟槽上方，U型凹槽设有多组，U型凹槽沿沟槽两侧左右对称，PAN基碳纤维布缠绕在左钢筋预埋件与右钢筋预埋件上，沟槽外其余部分均为伸缩缝填充料。本发明从裂缝产生的根源着手一种增强桥梁无缝伸缩缝抗反射裂缝性能的结构构造方法，通过高弹高模纤维布承载无缝伸缩缝横向拉应力，预防反射裂缝的产生和扩展，进而减少或阻止加铺沥青面层反射裂缝的出现。

技术领域

本发明涉及桥梁与道路工程技术领域，具体为一种碳纤维布复合型混凝土桥面无缝伸缩缝。

背景技术

较传统伸缩缝，无缝伸缩缝有缓解桥梁变形、提高桥面平整性和降低行车噪声等优点。目前我国很多地区或城市的桥梁伸缩缝面临着维修改造，采用较多的方法是使用无缝伸缩缝替代传统伸缩缝。由于桥梁无缝伸缩缝自身的力学性能特性，在一段时间内，过大的温差变化会使无缝伸缩缝弹性接缝底部出现反射裂缝。相关研究表明，造成无缝伸缩缝反射裂缝的原因是水平拉应力及垂直压应力。水平拉应力是由温度变化引起的。铺装过程中不规范的行为及温度变化会使钢板侧端面产生初始缺陷，其中板侧间隙的存在对反射裂缝形成的影响较为明显。对于钢板侧端间隙部位处,不同材料的温缩系数及混凝土在变形过程中对沥青的层间黏附阻力，使其在靠近钢板边缘处形成微小的反射裂纹。不断变化的环境温度影响下，无缝伸缩缝弹性接缝底部、钢板正上方出现比较明显的周期应力，并伴随湿度的变化，受到两种应力的反复作用。随着时间的增加，细小的反射裂纹会逐步演变为反射裂缝，并沿结构厚度方向形成贯通向上扩展的反射裂缝。对于非板侧边缘部位处，接触条件良好的弹性接缝表面，温度荷载对反射裂缝产生的影响不明显，但会间接加快已有反射裂缝的扩展。垂直方向的压应力由车辆荷载变化引起的，不同季节下车辆荷载对无缝伸缩缝反射裂缝的影响有所不同。夏季高温环境中弹性接缝相对松软，荷载作用力产生的能量以物体形变方式得到了一定程度的释放，弹性接缝底部不容易产生较为集中的应力，进而形成反射裂缝病害。冬季低温干燥环境中，无缝伸缩缝整体弹性模量较高，弹性接缝易形成较集中应力。垂直方向上的压应力大小与弹性接缝的厚度有关，铺设的厚度越大，垂直压应力越小。就无缝伸缩缝整体结构而言，水平方向的拉应力是大多数桥梁无缝伸缩缝接缝反射裂缝产生并扩展的主要原因。因此，采用适当的方法在一定程度上能减小弹性接缝处的集中拉应力，降低反射裂缝发生的概率。

现阶段，增强无缝伸缩缝抗反射裂缝的技术措施主要集中在材料配方及结构变化上，有：(1)在SBS/橡胶粉复合改性的基础上引入抗车辙剂，改善了沥青的高温稳定性及低温耐久性；(2)改变胶结剂的性能，提高抗车辙变形能力及温度敏感性；(3)选用聚氨酯弹性体材料；(4)安装复合预制块；(5)安装一些降低应力集中的装置。(1)、(2)、(3)通过提升材料的性能可以有效延缓反射裂缝发生的时间，降低裂缝的扩展速度和发展，但并不能降低底部混凝土面层对其影响。方案(4)、(5)存在运输不方便的问题，施工工艺比较复杂价格昂贵，可利用率较低。

因此，解决桥梁无缝伸缩缝弹性接缝底部的反射裂缝问题，应从裂缝产生的根源及形成的途径上着手，降低钢板两侧的水平拉应力，阻止反射裂缝的产生和扩展，进而减少或避免弹性接缝部位反射裂缝病害的出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纤维布复合型混凝土桥面无缝伸缩缝，利用高弹高模碳纤维布来增强桥梁无缝伸缩缝抗反射裂缝性能的结构构造方法，以控制底部的变形量，提高冬季抗开裂性能，以解决上述背景技术中提出的问题。