研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型及组合方法

摘要

本发明涉及一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型，包括横跨体，一对支撑体；一对支撑体包括第一支撑体和第二支撑体，均呈一梯形体结构；第一支撑体和第二支撑体对称分布于所述横跨体的两侧，且梯形体结构的倾斜面与横跨体的两侧过渡连接组成一弧形拱形结构，所述弧形拱形结构的开口方向朝下。组合方法包括：用钢筋、混凝土浇筑一对支撑体，养生至达到设计强度；制作横跨体，确保接缝密实；固定一对支撑体的安装位置；将制作成的横跨体通过机械吊具吊运至所述支撑体的上方；固定所述横跨体与所述支撑体，完成两者的组合。本发明设计的试验模型结构简单，不仅能适用于不同钢箱梁桥面铺装的材料与施工工艺的试验，还能保证接近实际使用状况。

说明书

技术领域

本发明属于市政、工业设计及材料交叉领域，具体涉及一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型及组合方法。

背景技术

随着城市交通建设事业的不断发展，立体化交通是当前及未来城市发展的主要方向之一，典型代表便是城市高架桥不断涌现。然而由于混凝土高架梁存在施工过程繁复、板面自重太大、大跨径施工困难等不足，因而越来越多城市高架桥工程采用预制的、自重更小、施工便捷的钢箱梁替代传统混凝土梁。因此，伴随着钢箱梁的应用，高架桥面铺装已然成为了一个新的课题，环氧沥青混凝土、浇注式沥青混凝土、高粘、高弹沥青混凝土是目前钢箱梁桥面铺筑的几种主要材料。

然而，高架桥路面不同于地面道路路面，可以采用试验段的形式来检验与评价拟铺装材料的各方面性能，尤其钢箱梁桥面进行拟铺装材料的试验段研究工作，关于铺装材料性能的研究工作更多在试验室或地面道路路面开展。显然将这类研究成果复制到钢箱梁桥面施工缺乏一定的科学性，主要由于钢箱梁与地面道路、混凝土桥面所受到荷载时的应力传播情况完全不相同，如在钢箱梁桥面铺装施工过程中，摊铺机、压路机等重型机具设备会造成桥面板震动，而这种情况一般不会发生在混凝土桥面板或地面道路面层施工过程中。因此，钢箱梁桥面施工的材料与工艺不同于混凝土桥面或地面道路面层。

为了科学而切合实际的探索出适用于不同钢箱梁桥面铺装的材料与施工工艺，这就需要建立相关的试验模型，类似于钢箱梁桥面的试验模型，在该类模型上开展材料、施工工艺的研究工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型，该模型结构简单，不仅能适用于不同钢箱梁桥面铺装的材料与施工工艺的试验，还能保证接近实际使用状况。

本发明提供的技术方案如下：

一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型，包括:

横跨体，一对支撑体；

所述一对支撑体包括第一支撑体和第二支撑体，且均呈一梯形体结构；

所述第一支撑体和所述第二支撑体对称分布于所述横跨体的两侧，且所述梯形体结构的倾斜面与所述横跨体的两侧过渡连接组成一弧形拱形结构，所述弧形拱形结构的开口方向朝下。

本技术方案中，通过横跨体与一对支撑体的组合，且组合后构成的一弧形拱形结构模拟了钢箱梁桥面铺装，该模型结构简单，不仅能适用于不同钢箱梁桥面铺装的材料与施工工艺的试验，还能保证试验模型接近实际使用状况。

优选地，所述横跨体由具有一定长度的面板弯曲构成弧形状结构，所述弧形状结构的两端部之间的连线与以某一个端部为切点的切线之间构成一第一夹角，所述第一夹角的角度在5°～10°之间；

所述弧形状结构的两端部之间的长度在10-50m之间。

优选地，所述横跨体从上至下依次包括一长方形面板、肋和一对底座；

所述长方形面板的宽度在1.5-5m之间，厚度在0.12-0.15m之间；

所述肋为一倒梯形结构，所述倒梯形结构由位于所述长方形面板宽度的中心位置处的板状形肋，以及对称分布在所述板状形肋两侧的一对直角梯形状肋构成。

优选地，所述板状形肋的高度2-5m之间，厚度在0.10-0.12m之间；

所述一对直角梯形状肋的底边与侧边之间构成一第二夹角，所述第二夹角的角度在20°～50°之间。

优选地，所述一对底座分设在所述长方形面板的宽度方向的两侧上，所述一对底座的顶部与所述直角梯形状肋的底部连接；

所述一对底座呈长方体，且高度在2-5m之间，宽度0.10-0.20m之间。

优选地，所述支撑体的长度在1.8-2.8m之间，高度在0.8-1.2m之间，且所述支撑体的宽度与所述横跨体的宽度相等；

所述梯形体结构的所述支撑体的一侧面与底面之间构成第三夹角，所述第三夹角的角度在5°～10°之间。

优选地，所述梯形体结构的所述支撑体由截面为三角形部分和长方形部分构成；

所述长方形部分的上表面呈一阶梯状，且表面开有至少两个相互平行的凹槽，所述凹槽的长度至靠近所述三角形部分向所述长方形部分延伸。

优选地，所述凹槽的槽长在0.8-1m之间，槽宽在0.10-0.20m之间，槽的深度在0.50-1m之间。

本发明还提供一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型组合方法，其特征在于:

步骤01：用钢筋、混凝土浇筑一对支撑体，养生至达到设计强度；

步骤02：制作横跨体，确保接缝密实；

步骤03：固定一对支撑体的安装位置；

步骤04：将制作成的横跨体通过机械吊具吊运至所述支撑体的上方；

步骤05：固定所述横跨体与所述支撑体，完成两者的组合。

优选地，步骤04中，通过机械吊具将所述横跨体吊运至所述支撑体上方，使得所述横跨体底部的底座嵌入所述支撑体的上表面上开设的凹槽内。

步骤05中，用混凝土浇筑底座与凹槽的连接处，并养生，养生完毕完成两者的组合。

综上所述，本发明提供的一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型及组合方法的具有以下几个特点：

1、本发明中，通过横跨体与一对支撑体的组合，且组合后构成的一弧形拱形结构模拟了实际钢箱梁桥面铺装，该模型结构简单，不仅能适用于不同钢箱梁桥面铺装的材料与施工工艺的试验，还能保证接近实际使用状况。

2、本发明中，将弧形状结构的两端部之间的连线与以某一个端部为切点的切线之间构成一第一夹角的角度的限定；同时将横跨体中肋的一对直角梯形状肋的底边与侧边之间构成一第二夹角的角度进行了限定；最后又将梯形体结构的支撑体的一侧面与底面之间构成第三夹角的角度进行了限定，能够保证其稳定性的基础上，还能够进一步的使其试验模型接近实际的钢箱梁桥面。

3、本发明中，试验模型使用范围广，且组合方法简单方便，同时组合后通过横跨体底部设置的底座与支撑体的上表面上开设的凹槽进行嵌入式连接，进一步的提高了连接稳定性，保证试验测试的准确性。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型及组合方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型的结构示意图；

图2为本发明一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型中横跨体的结构示意图；

图3为本发明一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型中横跨体的侧面结构示意图；

图4为本发明一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型中支撑体的结构示意图；

图5为本发明一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型中支撑体的立体结构示意图。

附图说明：

第一夹角α；第二夹角β；第三夹角γ；

横跨体1；长方形面板11；肋12；板状形肋121；直角梯形状肋122；底座13；

支撑体2；第一支撑体21；第二支撑体22；三角形部分23；长方形部分24；凹槽241。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施方式。

在本发明的实施例一中，参看图1-5所示，一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型，具体包括了横跨体1，一对支撑体2；其中，一对支撑体包括了第一支撑体21和第二支撑体22，两支撑体2均呈一梯形体结构；且第一支撑体21和第二支撑体22对称分布于横跨体1的两侧，使得梯形体结构的倾斜面与横跨体1的两侧过渡连接组成一弧形拱形结构，而弧形拱形结构的开口方向朝下。最终构成的试验模型更接近与实际的钢箱梁桥面，提高试验的准确性。

在本发明的实施例一中，参看图1、2所示，具体的横跨体1是由具有一定长度的面板进行弯曲后构成的一弧形状结构，使得弧形状结构的两端部之间的连线与某一个端部为切点的切线之间构成一第一夹角α，而第一夹角α的角度在5°～10°之间，而弧形状结构的两端部之间的长度在10-50m之间。

在本发明的实施例二中，参看图3所示，在上述实施例一的基础上做改进，且改进之处在于：具体的横跨体1从上至下依次包括了一长方形面板11、肋12和一对底座13。其中，长方形面板11的宽度在1.5-5m之间，厚度在0.12-0.15m之间。而设置的肋12为一倒梯形结构，倒梯形结构的长边面位于上方且与长方形面板11的底面连接，而倒梯形结构的短边面位于下方用于与底座13进行连接。

其中应说明的是，倒梯形结构的肋12主要由位于长方形面板11宽度的中心位置处的板状形肋121，以及对称分布在板状形肋121两侧的一对直角梯形状肋122构成。当然在实际设置时，板状形肋121和一对直角梯形状肋122可以是设置好后焊接在一起，也可以是一体成型，具体的根据实际需求设置即可，本申请中不再一一赘述。

在本发明的实施例二中，进一的将板状形肋121的高度设置在2-5m之间，厚度设置在0.10-0.12m之间；同时一对直角梯形状肋122的底边(即短边面)与侧边之间构成一第二夹角β，而第二夹角β的角度在20°～50°之间。

在本发明的实施例三中，再次参看图3所示，在上述两个实施例的基础上，进一步的改进，且改进之处在于：其中设置的一对底座13分设在长方形面板11的宽度方向的两侧上，而一对底座13的顶部与直角梯形状肋122的底部连接；同时一对底座13均呈长方体，且高度在2-5m之间，宽0.10-0.20m之间。当然在实际设置时，底座13可以是长方体空腔，且与直角梯形状肋122的底部一体成型，具体的根据实际需求设置即可，仅需达到该功能即可。

在本发明的实施例四中，参看图1、4所示，支撑体2的作用主要是实现对横跨体1的支撑，保证其安装的稳定性，依此，需设置时使得支撑体2的长度在1.8-2.8m之间，高度在0.8-1.2m之间，且宽度与横跨体1的宽度，即横跨体1的长方形面板11的宽度相等，保证试验模型安装后四周的平整性，提高美观度。同时梯形体结构的支撑体2的一侧面(即与横跨体1的两侧过渡连接的倾斜面)与底面之间构成第三夹角γ，第三夹角γ的角度在5°～10°之间。这样使得支撑体2与横跨体1连接后在第一角度与第三角度相同的基础上，保证了表面的平整性，以及支撑的稳定性。

在本发明的实施例五中，参看图5所示，在上述实施例的基础上进一步的做改进，且改进之处在于：设置的梯形体结构的支撑体2由截面为三角形部分23和长方形部分24构成；同时长方形部分24的上表面呈一阶梯状，且在表面上开有至少两个相互平行的凹槽241，凹槽241的长度至靠近三角形部分23向长方形部分24延伸。具体的将凹槽241的槽长设置在0.8-1m之间，槽宽在0.10-0.20m之间，而槽的深度在0.50-1m之间。这样设置的目的是为了将横跨体1的底座13嵌设在凹槽241内，不仅保证连接的稳定性，更优的还提高了连接强度。

在本发明中还提供了一种研究钢箱梁桥面铺装材料与工艺的试验模型组合方法，具体包括以下步骤：

步骤01：用钢筋、混凝土浇筑一对支撑体2，养生至达到设计强度；

步骤02：制作横跨体1，确保接缝密实；

步骤03：固定一对支撑体2的安装位置；

步骤04：将制作成的横跨体1通过机械吊具吊运至支撑体2的上方；

步骤05：固定所述横跨体1与支撑体2，完成两者的组合。

其中，步骤04中，通过机械吊具将横跨体1吊运至支撑体2上方，使得横跨体1底部的底座13嵌入支撑体2的上表面上开设的凹槽241内。

步骤05中，用混凝土浇筑底座13与凹槽241的连接处，并养生，养生完毕完成两者的组合。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。