本實(shí)用新型涉及橋梁維護(hù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，它涉及一種降低混凝土箱體結(jié)構(gòu)溫差應(yīng)力的裝置。

背景技術(shù)：

混凝土箱體結(jié)構(gòu)由于其抗扭剛度大、內(nèi)力分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)之中，例如，連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁、斜拉橋和懸索橋的索塔、大跨橋梁的橋墩等。由于混凝土的導(dǎo)熱性較差，在日照影響下，箱體結(jié)構(gòu)上、下板和腹板之間，箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)、外側(cè)經(jīng)常存在很大的溫差，并由此在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。而混凝土抗拉強(qiáng)度僅有2-3MPa，因此混凝土箱體結(jié)構(gòu)經(jīng)常存在由溫差較大引起的表面開(kāi)裂現(xiàn)象。對(duì)于處于野外環(huán)境的混凝土結(jié)構(gòu)而言，混凝土的開(kāi)裂不但直接引起結(jié)構(gòu)耐久性下降和剛度降低，而且隨著雨水及大氣中有害物質(zhì)通過(guò)裂縫侵入混凝土結(jié)構(gòu)后，將明顯加快結(jié)構(gòu)中的鋼筋銹蝕進(jìn)程、引發(fā)進(jìn)一步的嚴(yán)重開(kāi)裂，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力下降和結(jié)構(gòu)使用壽命降低。

目前在工程上通常采用施加預(yù)應(yīng)力的方法使混凝土儲(chǔ)備較大的預(yù)壓應(yīng)力，以抵抗由于箱體截面內(nèi)外溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力，由于溫差的大小隨著季節(jié)和時(shí)間的變化往往存在很大的變化范圍，溫差的分布和方向也存在很大的不確定性，故溫差產(chǎn)生的應(yīng)力也存在很大的波動(dòng)幅度。這種方法盡管耗費(fèi)了大量的資金，卻可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于高應(yīng)力狀態(tài)，且該應(yīng)力無(wú)法隨溫差的變化而進(jìn)行變化和調(diào)整，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全和長(zhǎng)期性能不利，還容易產(chǎn)生新的次生災(zāi)害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種降低混凝土箱體結(jié)構(gòu)溫差應(yīng)力的裝置，可避免混凝土結(jié)構(gòu)形成較大的溫差應(yīng)力，減少因溫差導(dǎo)致的混凝土開(kāi)裂的情況發(fā)生，增加結(jié)構(gòu)體的安全性。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種降低混凝土箱體結(jié)構(gòu)溫差應(yīng)力的裝置，包括若干并排緊貼在混凝土箱體外壁的軟管以及將軟管編織到一起的連接繩，所述連接繩的端部通過(guò)固定組件固定在混凝土箱體的兩側(cè)，所述軟管的兩端密封且其內(nèi)部填充有低沸點(diǎn)相變物質(zhì)。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，固定組件將通過(guò)連接繩編織到一起的軟管固定在混凝土箱體上，使軟管緊貼混凝土箱體的表面不易移動(dòng)，以保證混凝土箱體可以與軟管進(jìn)行熱交換；當(dāng)外部環(huán)境溫度快速升高時(shí)，低沸點(diǎn)相變物質(zhì)從液態(tài)發(fā)生相變逐漸變?yōu)闅鈶B(tài)，吸收相應(yīng)的熱量，可以使得混凝土箱體表層溫度不會(huì)快速升高；當(dāng)外部環(huán)境溫度快速降低時(shí)，低沸點(diǎn)相變物質(zhì)從氣態(tài)發(fā)生相變逐漸變?yōu)橐簯B(tài)，釋放相應(yīng)的熱量，可以使得混凝土箱體表層溫度不會(huì)快速降低；以避免混凝土箱體內(nèi)外溫差較大產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力，從而解決因溫差導(dǎo)致的混凝土開(kāi)裂問(wèn)題，保證結(jié)構(gòu)體安全。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述軟管包括內(nèi)管、套設(shè)在內(nèi)管外的中間管以及套設(shè)在中間管外的外管，所述內(nèi)管內(nèi)、內(nèi)管與中間管之間以及中間管與外管之間的三個(gè)空間中填充有沸點(diǎn)不同的低沸點(diǎn)相變物質(zhì)。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，三種低沸點(diǎn)相變物質(zhì)在不同的溫度梯度分別發(fā)生相變或者同時(shí)發(fā)生相變，可以增加軟管內(nèi)物質(zhì)發(fā)生相變的溫度范圍，使其能夠在更大的溫度范圍內(nèi)減少混凝土箱體內(nèi)外溫差較大產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述固定組件包括固定在混凝土箱體上的吊環(huán)以及固定在所述連接繩端部的鎖扣，所述鎖扣扣掛在所述吊環(huán)上。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，連接繩可以是系在鎖扣上的，也可以是通過(guò)焊接等其他方式固定在鎖扣上的，鎖扣扣掛在吊環(huán)上以實(shí)現(xiàn)連接繩與混凝土箱體的可拆卸固定連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于操作，并且一旦軟管或者連接繩發(fā)生損壞也方便進(jìn)行更換，同時(shí)便于與混凝土箱體分開(kāi)運(yùn)輸以避免在運(yùn)輸過(guò)程中容易發(fā)生損壞。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述固定組件包括彈簧以及固定在所述連接繩端部的鎖扣，所述彈簧的一端固定在混凝土箱體上，另一端與所述鎖扣相互掛扣。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，彈簧的拉伸與收縮使得連接繩長(zhǎng)時(shí)間保持張緊狀態(tài)，達(dá)到將軟管束縛在混凝土箱體結(jié)構(gòu)的表面不會(huì)移動(dòng)的效果，并且彈簧的伸縮在一定程度上能夠彌補(bǔ)連接繩的長(zhǎng)度與混凝土箱體不能良好的匹配的問(wèn)題，彈簧與連接繩的總長(zhǎng)度可以伸縮調(diào)整，以使其適合不同尺寸的混凝土箱體。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述固定組件包括固定在混凝土箱體上的定滑輪，所述連接繩的端部穿過(guò)所述定滑輪固定有配重塊。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，配重塊的自重對(duì)連接繩產(chǎn)生拉力，使得連接繩長(zhǎng)時(shí)間保持張緊狀態(tài)，達(dá)到將軟管束縛在混凝土箱體結(jié)構(gòu)的表面不會(huì)移動(dòng)的效果，連接繩能夠與定滑輪發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以控制相應(yīng)的兩個(gè)定滑輪之間的連接繩的長(zhǎng)度，以使其適合不同尺寸的混凝土箱體。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述連接繩為鋼絲繩。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，鋼絲繩一方面耐磨耐用，另一方面其兩端配合可活動(dòng)的固定組件從而能夠使其適合不同尺寸的混凝土箱體。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述連接繩為彈力繩。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，彈力繩的長(zhǎng)度可以伸縮調(diào)整，在達(dá)到將軟管束縛在混凝土箱體結(jié)構(gòu)的表面不會(huì)移動(dòng)的效果的同時(shí)，以使其適合不同尺寸的混凝土箱體。

綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、降低混凝土箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)外的溫度差，避免溫差過(guò)大導(dǎo)致混凝土容易開(kāi)裂，保證結(jié)構(gòu)體安全；

2、裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用操作方便，減低橋梁維護(hù)的勞動(dòng)量；

3、可用于已建成的混凝土箱體結(jié)構(gòu)后期的維護(hù)，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例一的軸測(cè)圖；

圖2為實(shí)施例一的爆炸圖；

圖3為圖1中A-A向的剖視圖；

圖4為圖3中B部的放大圖；

圖5為實(shí)施例二的軸測(cè)圖；

圖6為圖5中C-C向的剖視圖；

圖7為實(shí)施例三的軸測(cè)圖；

圖8為圖7中D-D向的剖視圖。

附圖標(biāo)記：1、混凝土箱體；11、鋼筋籠；12、腹板；13、凸臺(tái)；2、軟管；21、外管；22、中間管；23、內(nèi)管；24、空腔一；25、空腔二；26、空腔三；3、彈力繩；31、繩結(jié)；4、鎖扣；5、吊環(huán)；6、彈簧；7、鋼絲繩；8、定滑輪；81、滑輪架；9、配重塊。

具體實(shí)施方式

參照附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例一：

降低混凝土箱體結(jié)構(gòu)溫差應(yīng)力的裝置，如圖1所示，包括若干并排的軟管2，軟管2為PVC鋼絲管，具有透明、耐低濃度酸堿、高彈性、抗高壓、不易老化的性能，使用壽命長(zhǎng)。結(jié)合圖2和圖3，軟管2包括：最外層的外管21、最內(nèi)層的內(nèi)管23、位于外管21內(nèi)且套設(shè)于內(nèi)管23外的中間管22，外管21、中間管22和內(nèi)管23同軸設(shè)置，且軟管2的兩端密封。結(jié)合圖4，外管21和中間管22之間形成環(huán)狀的空腔一24，中間管22與內(nèi)管23之間形成環(huán)狀的空腔二25，內(nèi)管23的內(nèi)部空間為空腔三26?？涨灰?4、空腔二25和空腔三26中分別存有沸點(diǎn)不同的相變物質(zhì)，相變物質(zhì)以氣態(tài)形式充入到軟管2內(nèi)部的空間，三個(gè)空腔內(nèi)的氣體壓強(qiáng)相同并且小于軟管2的承受壓強(qiáng)，以保證軟管2的安全使用?？涨灰?4中的相變物質(zhì)為甲胺氣體，空腔二25中的相變物質(zhì)為二甲胺氣體，空腔三26中的相變物質(zhì)為乙醚和石油醚的混合物。在相鄰軟管2之間設(shè)有彈力繩3，彈力繩3在軟管2處結(jié)成環(huán)形的繩結(jié)31，從而若干軟管2通過(guò)彈力繩3被編織在一起，相鄰軟管2之間的距離不超過(guò)5cm。由于軟管2的柔性，編織后的軟管2可以卷起成卷筒以方便儲(chǔ)存和運(yùn)輸。彈力繩3的兩端分別設(shè)有鎖扣4。

該降低混凝土箱體結(jié)構(gòu)溫差應(yīng)力的裝置使用方法和原理如下：

如圖3和圖4所示，為降低混凝土箱體結(jié)構(gòu)溫差應(yīng)力的裝置應(yīng)用于混凝土箱體1的剖面示意圖，在混凝土箱體1內(nèi)設(shè)有支撐作用的鋼筋籠11，混凝土箱體1呈環(huán)狀的梯形結(jié)構(gòu)，包括作為梯形結(jié)構(gòu)兩個(gè)腰的腹板12，梯形結(jié)構(gòu)的下底的兩側(cè)向外延伸形成凸臺(tái)13，凸臺(tái)13下方固定有吊環(huán)5，吊環(huán)5的固定方式有兩種：一是將吊環(huán)5提前焊接在鋼筋籠11上與混凝土箱體1一起澆筑；二是在混凝土箱體1上鉆孔后通過(guò)螺栓和螺母固定。將編織的軟管2緊貼混凝土箱體1的底面和側(cè)面并隨形鋪開(kāi)，把彈力繩3張緊呈拉伸狀態(tài)，且彈力繩3兩端的鎖扣4扣掛在吊環(huán)5上。由于彈力繩3對(duì)軟管2產(chǎn)生拉力，使得軟管2即緊貼在混凝土箱體1的表面不易移動(dòng)，以保證混凝土箱體1與軟管2直接進(jìn)行熱交換。

當(dāng)外部環(huán)境溫度快速升高時(shí)：①?gòu)?10℃升高到5℃，則軟管2內(nèi)的空腔一24中的甲胺從液態(tài)發(fā)生相變逐漸變?yōu)闅鈶B(tài)，吸收相應(yīng)的熱量，同時(shí)軟管2內(nèi)的剩余液態(tài)相變物質(zhì)也會(huì)吸收熱量，使得混凝土箱體1表層溫度不會(huì)快速升高；②從5℃升高到20℃，軟管2內(nèi)的空腔二25中的二甲胺從液態(tài)發(fā)生相變逐漸變?yōu)闅鈶B(tài)，吸收相應(yīng)的熱量，同時(shí)軟管2內(nèi)的剩余液態(tài)相變物質(zhì)也會(huì)吸收熱量，使得混凝土箱體1表層溫度不會(huì)快速升高；③從20℃升高到40℃，軟管2內(nèi)的空腔三26中的乙醚和石油醚的混合物從液態(tài)發(fā)生相變逐漸變?yōu)闅鈶B(tài)，吸收相應(yīng)的熱量，使得混凝土箱體1表層溫度不會(huì)快速升高。軟管2內(nèi)的三種相變物質(zhì)在不同的溫度梯度分別發(fā)生相變或者同時(shí)發(fā)生相變，可以使得混凝土箱體1表層溫度不會(huì)快速升高，避免混凝土箱體1內(nèi)外溫差較大產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。

當(dāng)外部環(huán)境溫度快速降低時(shí)：①?gòu)?0℃降低到20℃，軟管2內(nèi)的空腔三26中的乙醚和石油醚的混合液從氣態(tài)發(fā)生相變逐漸變?yōu)橐簯B(tài)，釋放相應(yīng)的熱量，使得混凝土箱體1表層溫度不會(huì)快速降低；②從20℃降低到5℃，軟管2內(nèi)的空腔二25中的二甲胺從氣態(tài)發(fā)生相變逐漸變?yōu)橐簯B(tài)，釋放相應(yīng)的熱量，同時(shí)軟管2內(nèi)的剩余液態(tài)相變物質(zhì)也會(huì)釋放熱量，使得混凝土箱體1表層溫度不會(huì)快速降低；③從5℃降低到-10℃，則軟管2內(nèi)的空腔一24中的甲胺從氣態(tài)發(fā)生相變逐漸變?yōu)橐簯B(tài)，釋放相應(yīng)的熱量，同時(shí)軟管2內(nèi)的剩余液態(tài)相變物質(zhì)也會(huì)釋放熱量，使得混凝土箱體1表層溫度不會(huì)快速降低。軟管2內(nèi)的三種相變物質(zhì)在不同的溫度梯度分別發(fā)生相變或者同時(shí)發(fā)生相變，可以使得混凝土箱體1表層溫度不會(huì)快速降低，避免混凝土箱體1內(nèi)外溫差較大產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。

實(shí)施例二：降低混凝土箱體結(jié)構(gòu)溫差應(yīng)力的裝置，如圖5和圖6所示，與實(shí)施例一的不同之處在于用彈簧6和鋼絲繩7取代吊環(huán)5和彈力繩3對(duì)軟管2的固定。彈簧6的一端固定在混凝土箱體1的凸臺(tái)13下方，彈簧6的另一端與鎖扣4扣接。彈簧6的固定在凸臺(tái)13下的方式有兩種：一是將彈簧6提前焊接在鋼筋籠11上與混凝土箱體1一起澆筑；二是在混凝土箱體1上鉆孔后通過(guò)螺栓和螺母固定。通過(guò)彈簧6的拉伸與收縮使得鋼絲繩7長(zhǎng)時(shí)間保持張緊狀態(tài)，達(dá)到將軟管2束縛在混凝土箱體1結(jié)構(gòu)的表面不會(huì)移動(dòng)的效果。相比實(shí)施例一，鋼絲繩7較彈力繩3的強(qiáng)度高，耐磨損性更強(qiáng)，提高裝置的使用壽命。

實(shí)施例三：降低混凝土箱體結(jié)構(gòu)溫差應(yīng)力的裝置，如圖7和圖8所示，與實(shí)施例一的不同之處在于用定滑輪8、鋼絲繩7和配重塊9取代吊環(huán)5和彈力繩3對(duì)軟管2的固定。定滑輪8的滑輪架81固定在混凝土箱體1的凸臺(tái)13下方，鋼絲繩7的末端穿過(guò)定滑輪8連接有配重塊9，通過(guò)配重塊9的自重對(duì)鋼絲繩7產(chǎn)生拉力，使得鋼絲繩7長(zhǎng)時(shí)間保持張緊狀態(tài)，達(dá)到將軟管2束縛在混凝土箱體1的表面不會(huì)移動(dòng)的效果。相比實(shí)施例一，鋼絲繩7較彈力繩3的強(qiáng)度高，耐磨損性更強(qiáng)，提高裝置的使用壽命。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。