CN105256718B - 模块化多向变位伸缩装置以及桥梁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑伸缩装置，提供一种模块化多向变位伸缩装置，包括跨缝梁以及梳齿板组件，跨缝梁包括支撑面板、两个钢球支座以及至少一个弧面支撑座板，两个钢球支座与弧面支撑座板分别位于结构缝的两侧，其中一钢球支座为固定支座，另一钢球支座为双向活动支座，各梳齿板组件依次设置于跨缝梁一侧，且相邻之间均采用刚体弹性件连接；还提供一种桥梁，包括上述伸缩装置。本发明的伸缩装置跨缝梁主要适应竖直方向转角与竖直方向位移产生的影响，而梳齿板组件与刚体弹性件可适应桥梁顺桥向产生的伸缩变化以及横桥向水平转角的影响，可以满足桥梁由于温度、风力、荷载引起的三向位移、伸缩和转动，能为行车提供连续的交通承载面，降噪、防振效果好。

Description

模块化多向变位伸缩装置以及桥梁

技术领域

本发明涉及桥梁及其他建筑伸缩装置，尤其涉及一种模块化多向变位伸缩装置以及桥梁。

背景技术

伸缩装置是桥梁构件中的关键部位，在实现桥梁功能中起着重要作用。常见桥梁伸缩装置有板式橡胶伸缩装置、型钢模数式伸缩装置、梳齿板式伸缩装置等。

桥梁在建设和在运营过程中，会受到车辆载荷、桥梁自身材料收缩徐变、基础沉降、风载等作用，引起桥梁梁端变形。桥梁结构缝在6个自由度方向均存在不同程度的空间运动(XYZ三个方向的位移以及扭转)，从而对安装于桥梁梁端的伸缩装置造成挤压、拉伸、扭转、错位、沉降等空间活动。

目前市场中的型钢模数式伸缩装置，其所存在的纵向伸缩间隙大、伸缩不均、冲击力集中、跳车严重、混凝土易碎、伸缩部件损坏率高、制造费用大、设计预留槽深度深等现象较为突出。特别是对悬索桥、斜拉桥，及斜、弯桥，由于桥梁结构不可避免存在多向位移，因此使用过程中已严重暴露出不适应横向及多向变位要求的缺陷。而对竖向变形要求高，纵、横向变位大的斜拉桥、悬索桥等，桥梁模数式伸缩装置则难以满足其多向变位的要求。

而常规梳齿板伸缩缝，不能满足桥梁梁体竖向转角要求。当梁体在受载下陷梁端上翘发生转角时，传统梳齿板类伸缩装置的梳齿板会随梁端转角而翘起，翘起的齿条暨对行车安全带来隐患，同时，车辆辗压后会产生梳齿断裂，锚固拉脱等现象。而梳形板底部的橡胶板在车辆通过时发生变形，垃圾侵入梳齿板底部，导致梳齿上翘，锚固螺栓受力弯曲，最终导致整体装置早衰破坏。并且，装置的锚固结构多采用植入安装螺栓的形式安装，使用中装置受冲击锚固结构易松动并导致最后锚固结构拉脱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化多向变位伸缩装置，旨在用于解决现有的伸缩装置容易受外界环境影响不利于行车安全的问题。

本发明是这样实现的：

本发明实施例提供一种模块化多向变位伸缩装置，包括横跨结构缝的跨缝梁以及至少一个梳齿板组件，所述跨缝梁包括支撑面板、支撑所述支撑面板其中一端且可转动的两个钢球支座以及支撑所述支撑面板另一端且可转动的至少一个弧面支撑座板，两个所述钢球支座与所述弧面支撑座板分别位于所述结构缝的两侧，其中一所述钢球支座为固定支座，另一所述钢球支座为双向活动支座，各所述梳齿板组件沿所述钢球支座至所述弧面支撑座板的方向依次设置于所述跨缝梁具有所述弧面支撑座板一侧，且相邻之间均采用刚体弹性件连接。

进一步地，还包括预埋嵌设于混凝土中的两块第一钢板，两所述钢球支座均位于其中一所述第一钢板一侧，各所述弧面支撑座板以及各所述梳齿板组件位于另一所述第一钢板一侧，两个所述第一钢板分别位于所述结构缝的两侧。

进一步地，两所述第一钢板均具有向对应所述混凝土内竖直向下延伸的至少一个锚固钢筋。

进一步地，所述跨缝梁与和其紧邻的所述梳齿板组件之间通过至少一个刚性铰连接。

进一步地，相邻的两个所述梳齿板组件之间、所述跨缝梁与和其紧邻的所述梳齿板组件之间还均连接有可水平叠合的滑动板，所述滑动板位于对应的所述刚体弹性件正上方。

进一步地，于各所述滑动板的上表面均灌注有沥青料或者密封胶，所述沥青料或者所述密封胶的表面不高于所述支撑面板的上表面。

进一步地，于所述弧面支撑座板一侧的所述第一钢板上设置有梳齿板组件下座板，且于所述梳齿板组件下座板上安放有弹性四氟支座滑板，所述弹性四氟支座滑板上还平铺有第二钢板，各所述梳齿板组件的底板均滑动设置于所述第二钢板上。

进一步地，各所述钢球支座与所述支撑面板之间及钢球支座下座板之间还均通过固定拉环连接，所述固定拉环通过防松锚固螺栓锚固于跨缝梁支撑面板，所述固定拉环与钢球支座下座板焊接固定。

进一步地，每一所述梳齿板组件包括与所述支撑面板位于同一平面内的面板、水平支撑的底板以及连接所述面板与所述底板的腹板，相邻两个所述腹板之间采用所述刚体弹性件连接。

进一步地，还具有水平延伸至对应所述混凝土内的至少一个锚固拉板。

进一步地，还包括横跨所述结构缝的防水卷材，所述防水卷材位于所述跨缝梁的正下方。

本发明实施例还提供一种桥梁，包括两个桥台以及至少一个梁体，还包括至少一个上述的模块化多向变位伸缩装置，每一所述模块化多向变位伸缩装置的各所述钢球支座安设于相邻的其中一个所述桥台或者所述梁体上，各所述弧面支撑座板安设于相邻的另一所述桥台或者所述梁体上，且位于相邻两个所述桥台或者所述梁体之间的各所述支撑面板沿横桥向并排设置。

具体地，横桥向各所述模块化多向变位伸缩装置的尺寸为1m、1.5m或者2m，且相邻的两个所述模块化多向变位伸缩装置之间具有2-5mm的缝隙。

本发明具有以下有益效果：

本发明的伸缩装置，由跨缝梁以及梳齿板组件两部分组成，跨缝梁主要适应竖直方向转角与竖直水平方向位移的扭转产生的影响，而梳齿板组件与刚体弹性件则可消除横跨结构缝方向产生的伸缩变化以及垂直于横跨方向水平转角的影响，当将伸缩装置应用于桥梁上时，可以满足桥梁由于温度、风力、荷载引起的三向位移、伸缩和转动，能为行车提供连续的交通承载面，降噪、防振效果好，同时具有良好的防水性能和******，抗震效果好，而且本伸缩装置使用寿命长，可大幅提高行车安全性与舒适性。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中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它的附图。

图1为本发明实施例提供的模块化多向变位伸缩装置的结构示意图；

图2为图1的模块化多向变位伸缩装置的跨缝梁横桥向的结构示意图；

图3为图1的模块化多向变位伸缩装置的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1以及图2，本发明实施例提供一种模块化多向变位伸缩装置，包括可横跨结构缝的跨缝梁11以及至少一个梳齿板组件12，一般梳齿板组件12为多个，且间隔设置，具体为跨缝梁11包括支撑面板111、两个钢球支座112以及至少一个弧面支撑座板113，支撑面板111水平设置并横跨结构缝，其上表面为平面可供车辆行驶，两个钢球支座112均设置于跨缝梁11沿行驶方向的其中一端，且两个钢球支座112一个为固定支座，另一个为双向活动支座，弧面支撑座板113则设置跨缝梁11沿行驶方向的另一端，支撑面板111的下方具有沿行驶方向设置的至少两个顺桥向加劲肋115以及沿垂直于行驶方向设置的至少两个横桥向加劲肋114，顺桥向加劲肋115呈倒“T”型结构，两个顺桥向加劲肋115与两个横桥向加劲肋114围合形成闭合的支撑体系，各钢球支座112与各弧面支撑座板113均设置于跨缝梁11的下方，钢球支座112与弧面支撑座板113相互配合，两者在外力作用下使得跨缝梁11部分可适应水平方向以及竖直方向上一定角度范围内的转动。本伸缩装置1的各梳齿板组件12均设置于跨缝梁11具有弧面支撑座板113的一端，沿钢球支座112至弧面支撑座板113的方向(车辆行驶方向)依次设置，且相邻的两个梳齿板组件12之间采用刚体弹性件13进行连接。因此，伸缩装置1沿横跨结构缝方向上的伸缩位移变化，主要通过各梳齿板组件12来共同承担，而刚体弹性件13作为具有一定刚度的梳齿板组件12之间的联接件，在不影响梳齿板组件12纵向伸缩位移变化的前提下，又能保证梳齿板组件12的稳定性，同时又能承受一定的扭力弯矩，增加伸缩装置结构对结构缝两侧扭力作用的适应。同时，整个伸缩装置1通过刚体弹性件13连接成一个整体，刚体弹性件13可起到阻尼的作用，从而增加结构缝的抗震性能。

具体参见图1，优化上述实施例，增加施工安装的可靠性，伸缩装置1还包括有安装于结构缝两侧混凝土预留安装槽顶端的第一钢板14，两个钢球支座112位于其中一第一钢板14的一侧，而弧面支撑座板113以及各梳齿板组件12则均位于另一第一钢板14的一侧，两个第一钢板14均具有竖直延伸至对应混凝土内的至少一个锚固钢筋141。本实施例中，伸缩装置1的跨缝梁11与梳齿板组件12部分可以整体焊接或螺栓铆接于两第一钢板14上，这种设置使得伸缩装置1整体与混凝土3之间形成可靠度较高的连接关系，当支撑面板111受到车轮冲击力作用时，伸缩装置1可将冲击荷载传递至两个预埋第一钢板14，再由两个第一钢板14的各锚固钢筋141传递至混凝土，传力途径简单、明确，预埋的第一钢板14的设置可以均布扩散冲击荷载，大大增强了伸缩装置1的抗冲击能力，避免伸缩装置1附近局部混凝土的破坏。

再次参见图1以及图2，进一步地，伸缩装置1具有水平延伸至对应混凝土内的至少一个锚固拉板142。伸缩装置1还包括竖直设置的两个支撑侧板15，各锚固拉板142与对应的支撑侧板15焊接，且其中一支撑侧板15与下述的钢球支座下座板116固定连接，而另一支撑侧板15则与下述的梳齿板组件下座板124固定连接，钢球支座下座板116与梳齿板组件下座板124再分别与对应的第一钢板14焊连或者栓连，各锚固拉板142具有一定厚度，其整体均水平埋设于混凝土中，可与混凝土中的预留钢筋焊接，其可以进一步提高伸缩装置1在混凝土中的锚固作用，增强伸缩装置1的抗冲击能力。细化钢球支座112的结构，其下设置有钢球支座下座板116，在钢球支座下座板116与支撑面板111之间还通过固定拉环117进行连接，且固定拉环117一端通过防脱螺栓119锚固于支撑面板111上，且固定拉环117另一端焊接或栓接于各钢球支座下座板116上，从而保证钢球支座112的锚固。

进一步地，跨缝梁11与和其相邻的梳齿板组件12之间通过至少一个刚性铰118连接。本实施例中，通过刚性铰118可将跨缝梁11与梳齿板组件12在构造上分为两个相对独立部分，刚性铰118的设置可大幅度提高伸缩装置1对结构缝两侧混凝土竖向转角的适应性，这一特点对梁高较高的大型桥梁，尤其是公铁两用桥的结构缝尤为合适。

再次参见图1，继续优化上述实施例，相邻的两个梳齿板组件12之间还连接有可水平叠合的滑动板16，各滑动板16均位于对应刚体弹性件13的正上方，且各相邻滑动板16之间为滑动连接，当然在跨缝梁11与和其紧邻的梳齿板组件12之间也连接有滑动板16，其位于刚性铰118上。本实施例中，相邻的两个梳齿板组件12存有间距，且该间距符合相关伸缩装置的规范要求，在刚体弹性件13的正上方设置有滑动板16，则在伸缩装置1产生水平方向上的伸缩位移时，滑动板16可随刚体弹性件13的伸缩位移而相错滑动。针对上述结构，灌注有沥青油脂料或密封胶17，灌注有沥青油脂料或密封胶17的表面不高于支撑面板111的上表面，灌注后塑性形体呈凹形。这种设计可以适应梳齿板组件12伸缩位移，伸张时沥青油脂料或密封胶17形成凹形表面，压缩时凹形表面趋于平整，以形成对各滑动板16与对应梳齿板组件12之间腔室的密封性，伸缩装置1上面的积水难以渗入其内。

参见图1以及图3，具体地，细化梳齿板组件12的结构，每一梳齿板组件12均包括面板121、底板122以及连接面板121与底板122的腹板123，面板121水平设置且与跨缝梁11的支撑面板111位于同一平面内，底板122也处于水平状态，每一梳齿板组件12的面板121均具有水平延伸的若干齿条，相邻两个梳齿板组件12之间的面板121的齿条错开设置，而相邻的两个腹板123之间采用刚体弹性件13连接。本实施例中，腹板123沿垂直于车辆的行驶方向设置，每一刚体弹性件13沿行驶方向连接相邻的两个腹板123，刚体弹性件13与腹板123的连接可采用栓接或者焊接，从而使得各梳齿板组件12为一个整体，而各梳齿板组件12的面板121与跨缝梁11的支撑面板111共同构成伸缩装置1的汽车行车支撑面。一般地，在弧面支撑座板113的一侧设置有梳齿板组件下座板124，且施工安装时该梳齿板组件下座板124焊接或者螺栓固定于该侧的第一钢板14上，同时还与该侧的支撑侧板15焊接，在其上则安设有弹性四氟支座滑板18，而在弹性四氟支座滑板18上还平铺有第二钢板181，其为不锈钢，各梳齿板组件12的各底板122均滑动设置于第二钢板181上。

进一步地，伸缩装置1还包括有横跨结构缝的防水卷材19，该防水卷材19位于跨缝梁11的正下方。本实施例中，在结构缝上安设跨缝梁11或者梳齿板组件12之前，先在结构缝的两侧混凝土布设防水卷材19，防水卷材19可通过卡扣或胶水固定于结构缝两侧的混凝土上。

再次参见图1以及图3，本发明实施例还提供一种桥梁，包括两个桥台2以及至少一个梁体，在相邻的两个梁体之间或者梁体与桥台2之间形成结构缝，桥梁还包括至少一个上述的伸缩装置1，每一伸缩装置1的跨缝梁11横跨于该结构缝上，即跨缝梁11的各钢球支座112安设于相邻的其中一桥台2或者梁体上，而各弧面支撑座板113则均安设于相邻的另一桥台2或者梁体上，其整体为梁结构，当结构缝跨度增加时，只需适当增加跨缝梁11的结构高度，支撑面板111的厚度不变，此种设计较常规梳齿板缝通过增加面板结构厚度来增加支撑面板刚度的方法完全不同，以1200mm缝为例，常规梳齿缝面板厚度达到140mm，而本伸缩装置支撑面板111的厚度不受结构缝跨径增大的影响。因此，当结构缝跨度增加时，本发明可大幅度节省材料，经济性良好。当不同的桥梁，桥宽不一致时，仅需要桥梁横桥向设置多个伸缩装置1，各伸缩装置1依次拼接，相邻的两个伸缩装置1之间具有2-5mm的缝隙，而一般地，沿横桥向各伸缩装置1的尺寸为1m、1.5m或者2m。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种模块化多向变位伸缩装置，包括横跨结构缝的跨缝梁以及至少一个梳齿板组件，其特征在于：所述跨缝梁包括支撑面板、支撑所述支撑面板其中一端且可转动的两个钢球支座以及支撑所述支撑面板另一端且可转动的至少一个弧面支撑座板，两个所述钢球支座与所述弧面支撑座板分别位于所述结构缝的两侧，其中一所述钢球支座为固定支座，另一所述钢球支座为双向活动支座，各所述梳齿板组件沿所述钢球支座至所述弧面支撑座板的方向依次设置于所述跨缝梁具有所述弧面支撑座板一侧，且相邻之间均采用刚体弹性件连接。

2.如权利要求1所述的模块化多向变位伸缩装置，其特征在于：还包括预埋嵌设于混凝土中的两块第一钢板，两所述钢球支座均位于其中一所述第一钢板一侧，各所述弧面支撑座板以及各所述梳齿板组件位于另一所述第一钢板一侧，两个所述第一钢板分别位于所述结构缝的两侧。

3.如权利要求2所述的模块化多向变位伸缩装置，其特征在于：两所述第一钢板均具有向对应所述混凝土内竖直向下延伸的至少一个锚固钢筋。

4.如权利要求1所述的模块化多向变位伸缩装置，其特征在于：所述跨缝梁与和其紧邻的所述梳齿板组件之间通过至少一个刚性铰连接。

5.如权利要求1所述的模块化多向变位伸缩装置，其特征在于：相邻的两个所述梳齿板组件之间、所述跨缝梁与和其紧邻的所述梳齿板组件之间还均连接有可水平叠合的滑动板，所述滑动板位于对应的所述刚体弹性件正上方。

6.如权利要求5所述的模块化多向变位伸缩装置，其特征在于：于各所述滑动板的上表面均灌注有沥青料或者密封胶，所述沥青料或者所述密封胶的表面不高于所述支撑面板的上表面。

7.如权利要求2所述的模块化多向变位伸缩装置，其特征在于：于所述弧面支撑座板一侧的所述第一钢板上设置有梳齿板组件下座板，且于所述梳齿板组件下座板上安放有弹性四氟支座滑板，所述弹性四氟支座滑板上还平铺有第二钢板，各所述梳齿板组件的底板均滑动设置于所述第二钢板上。

8.如权利要求7所述的模块化多向变位伸缩装置，其特征在于：各所述钢球支座与所述支撑面板之间及钢球支座下座板之间还均通过固定拉环连接，所述固定拉环通过防松锚固螺栓锚固于跨缝梁支撑面板，所述固定拉环与钢球支座下座板焊接固定。

9.如权利要求1所述的模块化多向变位伸缩装置，其特征在于：每一所述梳齿板组件包括与所述支撑面板位于同一平面内的面板、水平支撑的底板以及连接所述面板与所述底板的腹板，相邻两个所述腹板之间采用所述刚体弹性件连接。

10.如权利要求2所述的模块化多向变位伸缩装置，其特征在于：还具有水平延伸至对应所述混凝土内的至少一个锚固拉板。

11.如权利要求1所述的模块化多向变位伸缩装置，其特征在于：还包括横跨所述结构缝的防水卷材，所述防水卷材位于所述跨缝梁的正下方。

12.一种桥梁，包括两个桥台以及至少一个梁体，其特征在于：还包括至少一个如权利要求1-11任一项所述的模块化多向变位伸缩装置，每一所述模块化多向变位伸缩装置的各所述钢球支座安设于相邻的其中一个所述桥台或者所述梁体上，各所述弧面支撑座板安设于相邻的另一所述桥台或者所述梁体上，且位于相邻两个所述桥台或者所述梁体之间的各所述支撑面板沿横桥向并排设置。

13.如权利要求12所述的桥梁，其特征在于：横桥向各所述模块化多向变位伸缩装置的尺寸为1m、1.5m或者2m，且相邻的两个所述模块化多向变位伸缩装置之间具有2-5mm的缝隙。