连续式弹塑性桥梁伸缩缝性能及应用技术研究
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2017-11-06 17:26

  (1)课题来源与背景

  课题来源于福建省交通厅科研项目。由于道路桥梁伸缩装置主要设置在梁端等结构较薄弱部位,不但直接承受车轮荷载的反复冲击作用,而且长期暴露于大自然中,使用环境比较恶劣,极易造成伸缩装置的破损并引起桥梁桥面和梁板的破坏。而桥梁伸缩缝的破坏,又可能引起很大的车辆冲击荷载,恶化行车状况,急剧降低桥梁使用寿命。这就要求桥梁伸缩缝具有较好的耐久性、行使的舒适性、良好的防水性、施工的方便性和经济上的合理性。然而,即使设计中考虑充分,选择到合理的结构,加工精度也符合设计要求,选用了优良的伸缩缝,如果施工安装不完善,使用效果和耐久性也会有明显下降。仅此一点就会给桥梁伸缩缝带来早期破损、直至完全破坏,所以很希望有施工简便的结构型式。

  连续式弹塑性桥梁伸缩缝是一种结构独特的新颖桥梁伸缩装置,它主要由高分子弹塑体混合料与跨缝支承钢板构成。弹塑体具有很强的粘结力,能与沥青混凝土、水泥混凝土、钢板牢固粘合,无需传统伸缩缝复杂的锚固结构,施工快速。弹塑体在高温下呈塑性流体,便于混合施工;在常温下呈弹性,能支承车辆荷载,又能满足桥梁的伸缩位移。另外,弹塑性伸缩装置同桥面接合平顺,无间隙接口,行车舒适,防水性佳,同时使用寿命长等优点。因此是非常有前途的一种伸缩装置。因此,本课题通过对福建省中小跨径桥梁伸缩装置的调查分析,紧密结合福建省地区的温度及天气实际情况,开发出一种经济效益显著、可操作性强的新型伸缩装置。

  (2)技术原理及性能指标

  提炼出影响桥梁伸缩缝的弹塑体材料性能的决定性指标,建立一个全面的指标体系。其中

  弹塑体胶结料:

  a针入度(25℃、100g):2-5mm。

  b流动度(60℃):0-1mm。

  c延度(5℃):25-35cm。

  d弹性恢复(25℃):>90%。

  e软化点:90-110℃。

  f粘结强度:>0.15MPa。

  弹塑体混合料(试件模型尺寸50cm*30cm*8cm):

  a压缩强度(压缩速度2.5mm/分钟,压缩量为15mm):>0.3Mpa

  b拉伸强度(压缩速度3mm/分钟,拉伸量为15mm):>0.1Mpa

  (3)技术的创造性与先进性

  揭示了连续式伸缩缝的损坏机理,为伸缩缝结构与材料设计与选择奠定了基础。基于调研、计算、试验,提出伸缩缝界面及层内拉应力较大、界面及伸缩缝混合料的拉伸强度不足是主要的病害诱因,在此基础上提出一系列连续式伸缩缝防治措施;研发了连续式伸缩缝用胶结料。比同类型胶结料具有较好的高温稳定性、低温抗裂性、弹性恢复性能、抗老化性能,以及较高的界面粘结强度和抗剪切变形性能;构建了伸缩缝结构与材料设计体系。主要包括伸缩缝结构尺寸、跨缝板尺寸、材料设计要求、车辆荷载要求、设计控制指标、设计流程等。

  (4)技术的成熟程度,适用范围和安全性

  技术已经成熟,适用于中小跨径桥梁,具有很强的安全性。

  (5)应用情况及存在的问题

  应用于实体工程之中,取得了很好的效果。

  (6)历年获奖情况

  无

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