一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝，包括铺装层和现浇混凝土层，在所述铺装层和现浇混凝土层之间设置有磷镁材料界面层、薄钢板以及设置在磷镁材料界面层内侧的横向钢筋和竖向钢筋，所述薄钢板设置在现浇混凝土层的夹缝上，所述横向钢筋与铺装层、磷镁材料界面层、现浇混凝土层和薄钢板之间的空隙处填充有磷镁砂浆层，还公开了其施工方法。本发明专利技术桥梁伸缩缝伸缩性好、高温稳定性强、低温抗裂性佳、施工简单、投用时间短、早期强度高、维修维护简单、耐久性强、防水性和粘接性强、运营行车舒适平稳、使用寿命长。本发明专利技术桥梁伸缩缝简单致密，安装槽口浅，无需锚固系统，与路面结合紧密，平顺，适用各种类型的桥梁伸缩缝的安装或补修。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝及其施工方法
本专利技术属于路桥桥梁工程
，尤其涉及一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝及其施工方法。
技术介绍
桥梁伸缩缝：指的是为满足桥面变形的要求，通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩缝。要求伸缩缝在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，均能自由伸缩，牢固可靠，车辆行驶过时应平顺、无突跳与噪声；要能防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞；安装、检查、养护、消除污物都要简易方便。在设置伸缩缝处，栏杆与桥面铺装都要断开。桥梁伸缩缝的作用：在于调节由车辆荷载和桥梁建筑材料所引起的上部结构之间的位移和联结。斜交桥的伸缩装置一旦被破坏，将严重影响行车的速度、舒适性与安全，甚至造成行车安全事故。桥梁伸缩缝一般有对接式、钢制支承式、组合剪切式(板式)、模数支承式以及弹性装置，但是以上这几种桥梁伸缩缝不仅结构复杂，而且成本较高。采用沥青、改性沥青或热塑体为为胶结料的TST弹塑体桥梁无缝式伸缩缝存在高温稳定性不足和低温抗裂性欠佳等性能缺点，且需要专用加热、熔化设备对胶结料和石料进行加热处理，施工工艺较为复杂且不环保。磷酸镁水泥(Magnesiumphosphatecement，简称MPC)是一种新型早强快硬性无机胶凝材料，兼有水泥、陶瓷和耐火材料的优点，具有毒性低、生物相容性好、早期强度高、粘结力强的特点，水化后结构致密、粘结力强、耐腐蚀性好，是一种非常有研究价值、节能环保的新型绿色环保材料。但是目前还没见磷酸镁水泥在桥梁伸缩缝上应用的相关文献报道。本专利技术人为了解决目前桥梁伸缩缝存在高温稳定性不足、低温抗裂性欠佳、施工复杂、投用时间长、难维修维护、早期强度低、耐久性差、防水性和粘接性差、运营行车不舒适平稳、使用寿命低等问题，对磷酸镁水泥进行了进一步研究。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝及其施工方法。本专利技术基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝伸缩性好、高温稳定性强、低温抗裂性佳、施工简单、投用时间短、早期强度高、维修维护简单、耐久性强、防水性和粘接性强、运营行车舒适平稳、使用寿命长。为了能够达到上述所述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝，包括铺装层和现浇混凝土层，在所述铺装层和现浇混凝土层之间设置有磷镁材料界面层、薄钢板以及设置在磷镁材料界面层内侧的横向钢筋和竖向钢筋，所述薄钢板设置在现浇混凝土层的夹缝上，所述横向钢筋与铺装层、磷镁材料界面层、现浇混凝土层和薄钢板之间的空隙处填充有磷镁砂浆层。进一步地，所述横向钢筋呈矩形状，所述竖向钢筋设置在该横向钢筋内测，该竖向钢筋通过钢线与横向钢筋连接。进一步地，所述横向钢筋和竖向钢筋的直径均为16mm，所述竖向钢筋至少有两根，且同向钢筋之间的距离为200mm。进一步地，所述现浇混凝土层的夹缝之间靠近薄钢板处安装有圆柱泡沫体。进一步地，所述薄钢板与现浇混凝土层之间通过钢钉连接。进一步地，所述薄钢板至少有两层，所述薄钢板与薄钢板之间通过所述钢钉连接。进一步地，一种如上述所述的基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝的施工方法，包括以下步骤：①施工前准备：了解桥梁的结构、伸缩量及环境温度，测算施工宽度、深度和面积，确定施工槽口尺寸，准备好施工机器和材料；②铺装层的处理：标志铺装层的施工区域，在锯口的位置打上水线，用路面切割机沿线切割划线位置，用风镐机在水线内开槽，开槽后及时清理槽内的碎石和碎渣，用空气压缩机吹扫槽口使槽内无浮土和松散颗粒，使槽底漏出现浇混凝土层；③安装圆柱泡沫体：沿桥的现浇混凝土层缝内安装圆柱泡沫体；④涂刷磷镁材料界面层：当磷镁材料界面剂的流动度为280±10mm、凝结时间为20～60min时，用刷子将磷镁材料界面剂均匀地刷涂在槽内的四周上；⑤安装薄钢板：磷镁材料界面层初凝后在缝的位置安装薄钢板，使薄钢板铺满槽口内缝的位置；⑥绑扎钢筋：用钢线将横向钢筋与竖向钢筋绑扎固定好；⑦浇筑磷镁砂浆：配置磷镁砂浆，当磷镁砂浆的流动度为240±10mm、凝结时间为20～60min时，在2min内将磷镁砂浆加入搅拌输送一体机内，匀速搅拌1～3.5min，将搅拌好的磷镁砂浆转入输送斗槽中，在输送斗槽内最低处开始浇筑磷镁砂浆，一边浇筑，一边用振捣棒进行捣实，浇筑的标高与磷镁材料界面层的标高等高；⑧养护：当步骤⑦浇筑的磷镁砂浆初凝后用塑料薄膜覆盖保湿养护，养护时间为1～2h；⑨投用：施工2～4h后，开始通车使用。进一步地，在步骤④，所述磷镁材料层的厚度为0.1～0.3mm。进一步地，在步骤④，所述磷镁材料界面剂由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80～120份、外加剂2～15份、掺合料10～20份、乳化沥青80～120份，其制备方法为：将上述原料送入搅拌机中搅拌3～7min，加入水混合均匀制得；所述水的用量为磷镁材料界面剂总重量的5～10％。进一步地，在步骤⑦，所述磷镁砂浆由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80～120份、外加剂2～15份、掺合料10～20份、乳化沥青80～120份、细骨料250～400份，其制备方法为：将上述原料送入搅拌机中搅拌3～7min，加入水混合均匀制得；所述水的用量为磷镁砂浆总重量的5～10％。进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵按照1～4：1的比例混合得到。进一步地，所述重烧氧化镁为磷镁矿经过在1600℃以上煅烧后粉磨获得，氧化镁含量为88～95％，细度为80～400目；所述磷酸一铵的养份不低于58％、细度为60～400目。所述磷酸一铵的养份是以N和P2O5的总含量计。进一步地，所述外加剂为硼砂、消泡剂和减水剂，且硼砂、消泡剂和减水剂的比例＝4：1～2：1。进一步地，所述硼砂的纯度以质量百分数计不低于95％；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂。进一步地，所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物，且粉煤灰和偏高岭土的比例＝2～4：1。进一步地，所述粉煤灰的细度为200～1600目且等级不低于二级；所述偏高岭土为在800℃以上煅烧过、细度为800～1600目的高岭土。进一步地，所述乳化沥青含油量为40～70％。进一步地，所述骨料为精品机制砂石，粒径为0～2.36mm。本专利技术所述流动度是用砂浆的扩展度来衡量的，检测方法为：根据测试标准，将砂浆倒入规定尺寸的管状试验模具中，然后提起，砂浆自由流动，摊开成圆形，圆形的直径即是流动度。本专利技术所用骨料是砂石在加工过程中通过了筛分、整形和除尘等工序得到的粒径为0～2.36mm产品，使砂石的级配满足质量标准，骨料粒型呈立方多棱体，能有效降低空隙率，增加堆积密度和抗压强度，可大大降低磷酸镁水泥的用量，同时砂石中的含粉量能得到有效控制。本专利技术所用磷酸一铵和硼砂均为工业级别产品。本专利技术施工所用机械设备以及用途如下表1所示：表1本专利技术在磷酸镁水泥中加入乳化沥青后形成了多级空间双重网络结构体系，由有机胶凝材料沥青的粘结和无机胶凝材料磷酸镁水泥的凝固两种粘结料的共同作用构成复合力，使磷酸镁水泥和乳化沥青混合料成为一个坚实的、既富有刚性又有柔性的整体，它与刚性大但易于脆性破坏的磷酸镁水泥混凝土不同，也不同于普通沥青混合料的柔性，其性能介于两者之间，从而保证了桥梁伸缩缝所需的伸缩量。本专利技术所采用的磷酸镁水泥凝结硬化快，早期强度高，保证了桥梁伸缩缝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝，包括铺装层(1)和现浇混凝土层(6)，其特征在于：在所述铺装层(1)和现浇混凝土层(6)之间设置有磷镁材料界面层(2)、薄钢板(7)以及设置在磷镁材料界面层(2)内侧的横向钢筋(3)和竖向钢筋(4)，所述薄钢板(7)设置在现浇混凝土层(6)的夹缝上，所述横向钢筋(3)与铺装层(1)、磷镁材料界面层(2)、现浇混凝土层(6)和薄钢板(7)之间的空隙处填充有磷镁砂浆层(5)。

【技术特征摘要】
1.一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝，包括铺装层(1)和现浇混凝土层(6)，其特征在于：在所述铺装层(1)和现浇混凝土层(6)之间设置有磷镁材料界面层(2)、薄钢板(7)以及设置在磷镁材料界面层(2)内侧的横向钢筋(3)和竖向钢筋(4)，所述薄钢板(7)设置在现浇混凝土层(6)的夹缝上，所述横向钢筋(3)与铺装层(1)、磷镁材料界面层(2)、现浇混凝土层(6)和薄钢板(7)之间的空隙处填充有磷镁砂浆层(5)。2.根据权利要求1所述的一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝，其特征在于：所述横向钢筋(3)呈矩形状，所述竖向钢筋(4)设置在该横向钢筋(3)内测，该竖向钢筋(4)通过钢线与横向钢筋(3)连接。3.根据权利要求1或2所述的一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝，其特征在于：所述横向钢筋(3)和竖向钢筋(4)的直径均为16mm，所述竖向钢筋(4)至少有两根，且同向钢筋之间的距离为200mm。4.根据权利要求1所述的一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝，其特征在于：所述现浇混凝土层(6)的夹缝之间靠近薄钢板(7)处安装有圆柱泡沫体(8)。5.根据权利要求1或4所述的一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝，其特征在于：所述薄钢板(7)与现浇混凝土层(6)之间通过钢钉(9)连接。6.根据权利要求5所述的一种基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝，其特征在于：所述薄钢板(7)至少有两层，所述薄钢板(7)与薄钢板(7)之间通过所述钢钉(9)连接。7.一种如权利要求1～6任一项所述的基于磷镁材料的无缝桥梁伸缩缝的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：①施工前准备：了解桥梁的结构、伸缩量及环境温度，测算施工宽度、深度和面积，确定施工槽口尺寸，准备好施工机器和材料；②铺装层(1)的处理：标志铺装层(1)的施工区域，在锯口的位置打上水线，用路面切割机沿线切割划线位置，用风镐机在水线内开槽，开槽后及时清理槽内的碎石和碎渣，用空气压缩机吹扫槽口使槽内无浮土和松散颗粒，使槽底漏出现浇混凝土层(6)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王闯，周永勤，杨恒，王秀，安光文，刘俊才，王敏，谭启辉，
申请(专利权)人：贵州磷镁材料有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52