铁路桥梁弹性体伸缩装置斜面分段浇筑工艺
阅读说明：本技术 铁路桥梁弹性体伸缩装置斜面分段浇筑工艺 (Railway bridge elastomer expansion device inclined plane sectional pouring process ) 是由 孙天磊 申佳鹏 刘训翔 姜源 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铁路桥梁弹性体伸缩装置斜面分段浇筑工艺,解决了由于桥面人字坡斜度要求,使得模底到挡水台顶部的高度不一,中间高两头低,而液体浇注时,弹性体在浇注成型后是自流平的,弹性体的浇注高度只能与桥面最低点持平,在横桥向截面上看,桥梁两侧的弹性体已经浇满,但桥梁中部仍有较大空腔无法填满,容易造成缝内积水、应力集中导致开裂、薄厚不均匀的问题。该分段工艺通过平行设置浇注模腔,插入分隔板进行分段浇注,并且通过调节B组分中催化剂的加入,来控制浇注弹性体的流动性,实现斜面浇注,避免缝内积水,应力集中导致开裂、薄厚不均匀的问题,实现提升产品质量和使用寿命,降低成本的效果。(The invention discloses a railway bridge elastic body telescopic device inclined plane sectional pouring process, which solves the problems that the height from the bottom of a mold to the top of a water retaining table is different due to the requirement of the inclination of a herringbone slope of a bridge deck, the middle of the herringbone slope is high, the two ends of the herringbone slope are low, the elastic body is self-leveling after being poured and molded during liquid pouring, the pouring height of the elastic body can only be equal to the lowest point of the bridge deck, the elastic bodies on the two sides of the bridge are fully poured when viewed from the transverse bridge cross section, but the middle of the bridge is still large and cannot be fully filled, water accumulation in a seam and stress concentration are easy to cause cracking and uneven thickness. According to the sectional process, the casting mold cavities are arranged in parallel, the partition plates are inserted for sectional casting, the addition of the catalyst in the component B is adjusted to control the flowability of the cast elastomer, inclined plane casting is realized, the problems of cracking and uneven thickness caused by water accumulation in seams and stress concentration are avoided, the product quality is improved, the service life is prolonged, and the cost is reduced.)
技术领域
本发明属于铁路桥梁施工领域，具体涉及一种铁路桥梁弹性体伸缩装置斜面分段浇筑工艺。
背景技术
铁路各类简支梁和连续梁间、桥梁与桥台之间，均需要安装伸缩装置，弹性体梁端伸缩装置是近几年来新兴的聚氨酯新材料防水伸缩装置。弹性体梁端防水装置以聚氨酯材料A、B组分现场混合浇注而成，利用衬垫模板造型，填充于铁路桥梁梁端接缝处，凝固成既定的大小、形状的伸缩装置，用于桥面防水和满足梁体热胀冷缩。
在实践中发现，传统的浇注工艺依赖于梁端挡水台的水平度，当挡水台不水平时，凝固前的液态材料难以浇满整个模腔。另外一般的梁体结构，为满足排水需求均在横桥向设有2％坡度的人字坡，这就使模底到挡水台顶部的高度不一，中间高两头低。弹性体在浇注成型后是自流平的，弹性体的浇注高度只能与桥面最低点持平，按传统的施工工艺，在横桥向截面上看，桥梁两侧的弹性体已经浇满，但桥梁中部仍有较大空腔无法填满，容易造成缝内积水、应力集中导致开裂、薄厚不均匀等问题。
针对以上问题，亟需开发一种新型浇注工艺，来满足桥梁伸缩缝间的斜面浇注的要求，解决上述问题。
发明内容
(1)要解决的技术问题
针对现有技术中铁路桥梁弹性体梁端伸缩装置在施工中，只能水平浇注，无法满足斜面浇注的现状，本发明的目的在于提供一种新的铁路桥梁弹性体伸缩装置斜面分段浇筑工艺，使得弹性体材料充满整个模腔、粘接面均匀。解决了现有技术中，由于桥面人字坡斜度要求，使得模底到挡水台顶部的高度不一，中间高两头低，而液体浇注时，弹性体在浇注成型后是自流平的，弹性体的浇注高度只能与桥面最低点持平，在横桥向截面上看，桥梁两侧的弹性体已经浇满，但桥梁中部仍有较大空腔无法填满，容易造成缝内积水、应力集中导致开裂、薄厚不均匀的问题。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铁路桥梁弹性体伸缩装置斜面分段浇筑工艺，具体方案如下：
一种铁路桥梁弹性体伸缩装置斜面分段浇筑工艺，包括以下步骤：
1)桥缝检查、基层处理；
2)安装浇注模腔，所述浇筑模腔与梁体表面保持平行；保证安装厚度均匀，消除安装公差对材料用量的影响。
3)底涂料施工，然后在浇注模腔和水泥的交界处均匀填充发泡胶或其他材料，填充浇注模腔与水泥相接部分的空隙；
底涂料为本领域常规底涂料，施工方法也为常规施工方法，为了封闭水泥空隙，同时也可以增加水泥和弹性体之间的粘贴性能；在浇注模腔和水泥的交界处均匀填充填缝剂，例如发泡胶等，填充浇注模腔与水泥相接部分的空隙是为了填充浇注模腔和水泥之间的空隙；
4)插入分隔板；所述隔板形状与浇注模腔的上顶面匹配，使其可以随型卡装在缝隙里，以分隔空间，实现分段浇注。参见图10-13。
将整体梁缝的模腔进行分割，化整为零，分段浇筑，可以更准确控制弹性体凝固临界点。
5)弹性体浇注：将聚氨酯弹性体A组分与聚氨酯弹性体B组分混合，浇注；
所述聚氨酯弹性体A组分、聚氨酯弹性体B组分选自中国铁道科学研究院铁道建筑研究所的AB双组份聚氨酯弹性体；
其中，双组份混合前，所述聚氨酯弹性体B组分中加入催化剂，所述催化剂的添加量为聚氨酯弹性体B组分的1-5(wt)‰；聚氨酯弹性体B组分中添加一定剂量的催化剂，加速凝固，使得弹性体凝固过程更加可控，在斜面流动过程中凝固成为可能。其中A组分和B组分为现有技术中，例如：
聚氨酯弹性体A组分，是通过两类聚醚多元醇和改性MDI的半预聚反应，在特定的温度、真空度条件下调节-NCO百分比使其达到技术要求，所得到的半预聚体液体；B组分主要是扩链剂、催化剂及多种其它助剂在特定的温度下脱水，使其总羟值达到技术要求，得到的均匀混合物液体。A、B组分在混合后聚醚中的羟基和改性MDI中-NCO发生扩链反应，在一定的时间内由液态逐渐固化，形成具有一定强度和硬度的弹性体，反应过程具有可控性。反应方程式如下：
6)取出分隔板，结合催化剂的加入，缩短每段浇注时弹性体的流动距离，使得弹性体凝固过程更加可控，拆除分隔板前，各段略微呈阶梯状，由于弹性体凝固的控制，在拆除分隔板后，弹性体继续流动，成为斜面。
7)消泡/面涂料施工
8)全面自检/养护
进一步地，所述浇注模腔的横截面上部小，下部大，这样能保证弹性体填充后，和桥梁有充分的接触面积，具体的，所述浇注模腔的横截面为半圆型、半椭圆型、三角型或梯形的腔体。
进一步地，步骤2)中，所述浇注模腔是横截面为半圆型、半椭圆型的腔体。
进一步地，步骤2)中，所述浇注模腔是横截面为半圆型的腔体。
进一步地，步骤4)中，所述分隔板的间距为0.5-2.5米；优选地，分隔板的间距为1-2米，进一步优选地，分隔板的间距为2米。
进一步地，步骤5)中，所述催化剂的添加量为聚氨酯弹性体B组分的2-4(wt)‰。
进一步地，所述催化剂的添加量为聚氨酯弹性体B组分的3(wt)‰。
进一步地，聚氨酯弹性体A组分与聚氨酯弹性体B组的重量比为(90-105)∶100，
作为优选技术方案，聚氨酯弹性体A组分与聚氨酯弹性体B组的重量比为92∶100。
进一步地，步骤5)中，催化剂为异辛酸铅和/或醋酸苯汞。
进一步地，步骤6)中，取出隔板的时间为浇注后10-30min，作为优选技术方案，取出隔板的时间为浇注后15-20min。
通过控制取出分隔板的时间和催化剂的加入量，保证拆除后弹性体保持一定程度的流动，而不会过分流动，控制在斜面流动过程中凝固，从而形成相对平滑的斜坡。
有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
技术效益：形成了较成熟的新的弹性体梁端防水装置斜面分段浇筑工艺，使得粘接面面积均匀分布，弹性体能够灌满整个模腔，避免应力集中，解决了伸缩缝内积水的病害，提高产品质量和使用寿命。
经济效益：新的施工工艺使得原材料的用量精准可控，在标准要求的范围内尽可能的节省原材料，以最常见的10-14cm宽、11.88m长的伸缩缝来计算，平均每道伸缩缝可节省原材料18.45kg，极大的节约成本。
社会效益：形成了较成熟的新的施工工艺，在类似的弹性体伸缩缝装置施工中可广泛应用。
附图说明
为了更清楚的说明本发明
具体实施方式
或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施方式，对于本领域普通技术人员来说，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附图
图1为传统施工工艺梁端内弹性体材料浇注后自流平顺桥向截面示意图；
图2为本发明梁端内弹性体材料浇注后自流平顺桥向截面示意图；
图3为本发明的铁路桥梁弹性体伸缩装置斜面分段浇筑工艺流程图；
图4为施工现场图(平行安装浇注模腔)；
图5为施工现场图(平行安装浇注模腔后填充发泡胶)；
图6为施工现场图(平行安装浇注模腔后填充填缝剂)；
图7为施工现场图(浇注过程，也可以是机器浇注)；
图8为施工现场图(浇注完成面)；
图9为施工现场图(浇注完成面的处理)；
图10为浇注模腔为半圆型的示意图；
图11为浇注模腔为半椭圆型的示意图；
图12为浇注模腔为三角型的示意图；
图13为浇注模腔为梯型的示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本发明，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的样式。
一种铁路桥梁弹性体伸缩装置斜面分段浇筑工艺，包括以下步骤：1)桥缝检查、基层处理；
2)安装浇注模腔，其中，所述浇注模腔是横截面为半圆型(参见图10)，所述浇筑模腔与梁体表面保持平行；保证安装厚度均匀，消除安装公差对材料用量的影响。
在其他实施方式中，浇注模腔还可以是横截面半椭圆型、三角型或梯形的腔体，参见图11-13。
3)底涂料施工，然后在浇注模腔和水泥的交界处均匀填充填缝剂，例如发泡胶等，填充浇注模腔与水泥相接部分的空隙；
底涂料为本领域常规底涂料，施工方法也为常规施工方法，为了封闭水泥空隙，同时也可以增加水泥和弹性体之间的粘贴性能；在浇注模腔和水泥的交界处均匀填充填缝剂，例如发泡胶等，填充浇注模腔与水泥相接部分的空隙是为了填充浇注模腔和水泥之间的空隙；
4)插入分隔板；所述分隔板的间距为0.5-2.5米；所述隔板形状与浇注模腔的上顶面匹配，使其可以随型卡装在缝隙里，以分隔空间，实现分段浇注。将整体梁缝的模腔进行分割，化整为零，分段浇筑，可以更准确控制弹性体凝固临界点。
在其他实施例中，作为优选方案，分隔板的间距为1-2米，进一步地，分隔板的间距为2米。
5)弹性体浇注：将聚氨酯弹性体A组分与聚氨酯弹性体B组分混合，浇注；
所述聚氨酯弹性体A组分、聚氨酯弹性体B组分选自中国铁道科学研究院铁道建筑研究所的AB双组份聚氨酯弹性体；其中聚氨酯弹性体A组分，是通过两类聚醚多元醇和改性MDI的半预聚反应，在特定的温度、真空度条件下调节-NCO百分比使其达到技术要求，所得到的半预聚体液体；B组分主要是扩链剂、催化剂及多种其它助剂在特定的温度下脱水，使其总羟值达到技术要求，得到的均匀混合物液体。A、B组分在混合后聚醚中的羟基和改性MDI中-NCO发生扩链反应，在一定的时间内由液态逐渐固化，形成具有一定强度和硬度的弹性体，反应过程具有可控性。反应方程式如下：
聚氨酯弹性体A组分与聚氨酯弹性体B组的重量比为(90-105)∶100。在一些实施例中，聚氨酯弹性体A组分与聚氨酯弹性体B组的重量比为90∶100、95∶100、100∶100、92∶100、105∶100。
其中，双组份混合前，所述聚氨酯弹性体B组分中加入催化剂，所述催化剂的添加量为聚氨酯弹性体B组分的1-5(wt)‰；聚氨酯弹性体B组分中添加一定剂量的催化剂，加速凝固，使得弹性体凝固过程更加可控，在斜面流动过程中凝固成为可能。催化剂为异辛酸铅，在另一些实施例中，催化剂为醋酸苯汞。
作为优选方案，在一些实施例中，所述催化剂的添加量为聚氨酯弹性体B组分的2-4(wt)‰。
作为进一步优选技术方案，在一些实施例中，所述催化剂的添加量为聚氨酯弹性体B组分的3(wt)‰。
6)弹性体浇注10-30min后，取出分隔板，结合催化剂的加入量的确定，缩短每段浇注时弹性体的流动距离，使得弹性体凝固过程更加可控，拆除分隔板前，各段略微呈阶梯状，由于弹性体凝固的控制，在拆除分隔板后，弹性体继续流动，成为斜面。
作为优选技术方案，在一些实施例中，取出隔板的时间为浇注后15-20min，如15min，16min，17min，18min，19min，20min。
由于是分段浇注，在插入隔板，进行弹性体浇注后，实际上，取出隔板之前，聚氨酯是呈阶梯状的，通过控制取出分隔板的时间和催化剂的加入量，保证拆除后弹性体保持一定程度的流动，而不会过分流动，控制在斜面流动过程中凝固，从而形成相对平滑的斜坡。
7)消泡/面涂料施工
8)全面自检/养护
实施例1
在潍莱铁路工程中，采用上述工艺，如下：
一种铁路桥梁弹性体伸缩装置斜面分段浇筑工艺，包括以下步骤：1)桥缝检查、基层处理；
2)安装浇注模腔，其中，所述浇注模腔是横截面为半圆型，所述浇筑模腔与梁体表面保持平行；保证安装厚度均匀，消除安装公差对材料用量的影响。
3)底涂料施工，然后在浇注模腔和水泥的交界处均匀填充发泡胶，填充浇注模腔与水泥相接部分的空隙；
4)插入分隔板；所述分隔板的间距为2米；所述隔板形状与浇注模腔的上顶面匹配，使其可以随型卡装在缝隙里，以分隔空间，实现分段浇注。
5)弹性体浇注(浇注厚度20mm)：在聚氨酯弹性体B组分中加入催化剂异辛酸铅，添加量为聚氨酯弹性体B组分的3(wt)‰；然后将聚氨酯弹性体A组分与添加过催化剂的聚氨酯弹性体B组分混合(其中AB组分的重量比为92∶100)，浇注；
所述聚氨酯弹性体A组分、聚氨酯弹性体B组分选自中国铁道科学研究院铁道建筑研究所；
浇注厚度20mm，此厚度是最薄处的厚度，也就是高于浇注模腔顶部最高处28mm。
6)弹性体浇注15-20min后，取出分隔板。
7)消泡/面涂料施工。
8)全面自检/养护。
对比例1
浇注方式采用传统模式，自流平的方式进行浇注，无插入分隔板和取出分隔板步骤，且步骤5)中不额外添加催化剂，其他同实施例1。浇注厚度28mm，此厚度是最薄处的厚度，也就是高于浇注模腔顶部最高处28mm。
对上述实施例1和对比例1的弹性体伸缩材料进行性能测试，结果如下表1和2。
表1弹性体材料混合性能表(原施工工艺厚度28mm)
表2弹性体材料混合性能统计表(斜面浇注工艺厚度20mm)
另外，在该工程中(实施例1)，伸缩缝缝宽14cm宽、11.88m长，平均每道伸缩缝可节省原材料18.45kg，极大的节约成本。
以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本发明的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种分体式检查车的行走机构