CN109930480B - 暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，包括分别设于伸缩缝两侧桥梁构件上的两块梳齿板，两所述梳齿板的梳齿交错嵌插，每个梳齿底部连接有竖向加劲肋并且构成为悬臂梁式结构，所述悬臂梁式结构通过锚拉板暗锚固定在对应侧的桥梁构件上，所述锚拉板分别与对应侧梳齿板固定端以及对应的竖向加劲肋固连且与对应侧的桥梁构件内部钢筋焊连。本发明通过在梳齿板底部设置竖向加劲肋并且组合为悬臂梁式结构，以使梳齿型伸缩装置由常规“板式”结构体系转换为“梁式”结构体系，可有效地增加伸缩装置的截面惯性矩及截面刚度，提高伸缩装置的使用寿命。

Description

暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置

技术领域

本发明属于桥梁技术领域，具体涉及一种暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置。

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模数式桥梁伸缩装置及梳齿式桥梁伸缩装置两种。

梳齿板式伸缩装置有钢梳齿板型和钢平板叠合型，出现的破坏形态主要有：

①锚固件病害；

②梳齿板病害；

③转动控制座、转轴病害；

④防水橡胶条内积满尘土、垃圾、漏水。

从目前已破坏的部分钢制伸缩装置情况来看，破坏原因有设计原因、加工工艺问题、施工质量问题和管理养护问题等。此类伸缩装置在加工和使用过程中容易产生变形，难以保证齿板和垫板贴合，一旦产生间隙，对连接***及连接部位受力不利，而引起噪声、跳车；加上交通量大、荷载冲击频繁，容易引起过早疲劳、紧固螺栓松动、梳齿板转动翘起外露、杂物容易将梳齿板间隙卡住等问题，影响伸缩功能、排水功能不完善等。

从梳齿板式伸缩装置受力特点分析，造成梳齿板式伸缩装置病害的原因主要有以下几点：

(1)伸缩装置不能满足横向变位要求；同时，当梁体发生横向转动时，梳齿板之间相互作用受力，对固定螺栓形成较大的剪切力，螺栓容易断裂。

(2)装置不能满足竖向变位要求

竖向转动主要是指桥梁伸缩装置在荷载作用下的变位性能，伸缩装置无竖向转动功能，仅用铆钉将装置固定在梁端的桥面板上，当装置承受荷载，发生竖向挠度时，装置通过铆钉对梁体形成较大拉拔力，时常造成螺帽松动或脱落；当频繁冲击荷载作用在装置上时，言重时又会可导致装置弯曲变形、梳齿折断。

(3)传统跨缝式梳齿型伸缩装置对纵坡的适应性相对较差

从梁的变形分析来看，当桥梁纵坡为平坡时，梳齿板式伸缩装置的适应性能是可以的，但当纵断有坡度时，齿板式伸缩装置对坡度的变化适应性较差。

具体力学原理请参阅图1，从该图可看出：当纵断有坡度且梁在伸缩时，齿板式伸缩装置的钢板不可能自动去适应坡度的变化而变成折线。如图示假设伸缩装置两侧主梁变位前，梁端间隙为100cm、纵坡为3％、AB两点高差为3cm的示意图，但当梁端间隙因温度变化缩短为50cm时，其AB两点高差仍为3cm，则坡度就由3％增大为6％了；但主梁上钢梳齿板的坡度仍为3％，这样变形后的梁端就会给钢齿板一个很大的上顶力，在此力的作用下，梳齿板就要翘起，钢板就要变形，螺栓在冲击荷载作用下容易松动。

发明内容

本发明实施例涉及一种暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，包括分别设于伸缩缝两侧桥梁构件上的两块梳齿板，两所述梳齿板的梳齿交错嵌插，每个梳齿底部连接有竖向加劲肋并且构成为悬臂梁式结构，所述悬臂梁式结构通过锚拉板暗锚固定在对应侧的桥梁构件上，所述锚拉板分别与对应侧梳齿板固定端以及对应的竖向加劲肋固连且与对应侧的桥梁构件内部钢筋焊连。

作为实施例之一，每侧的桥梁构件上设有水平应力分散钢板，所述水平应力分散钢板包括与水平面具有夹角的倾斜段，各所述竖向加劲肋分别固定在对应侧的所述倾斜段上。

作为实施例之一，所述水平应力分散钢板还包括连接于所述倾斜段顶端的水平段，所述水平段与对应的所述梳齿板焊接。

作为实施例之一，各所述竖向加劲肋形式为I型或T型形式。

作为实施例之一，所述桥梁构件内部钢筋包括预埋于所述桥梁构件内的门架式钢筋。

作为实施例之一，该暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置还包括连接于两所述桥梁构件上的止水结构，所述止水结构位于所述悬臂梁式结构下方。

本发明实施例至少具有如下有益效果：

本发明提供的暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，通过在梳齿板底部设置竖向加劲肋并且组合为悬臂梁式结构，使梳齿型伸缩装置由常规“板式”结构体系转换为“梁式”结构体系，可有效地增加伸缩装置的截面惯性矩及截面刚度，提高伸缩装置的使用寿命。采用悬臂梁式结构锚拉固定在桥梁构件上，以悬臂梁式结构整体作为结构受力体系，其不仅增加了梳齿板的锚固性能，同时不再采用传统的螺栓连接形式，避免了传统锚栓结构形式易脱离的弊端。

本发明实施例进一步具有如下有益效果：

本发明提供的暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，梳齿板对称布设于桥梁结构缝两侧。由于伸缩装置齿板均以结构缝中心线位移或转动，因此桥梁纵坡或者是梁体伸缩导致的竖向高差对结构无影响，梳齿板结构不会受到由纵向高差而导致的对面板的上顶力。

本发明实施例进一步具有如下有益效果：

通过采用水平应力分散钢板，悬臂梁式结构在整体协同受力时，车轮冲击荷载可经水平应力分散钢板传递至桥梁构件中，增大悬臂梁式结构与桥梁构件的混凝土结构之间的接触面积，将荷载分散至桥梁混凝土结构中，避免桥梁混凝土局部受力，可以更好地保护伸缩缝安装区混凝土；尤其地，基于该水平应力分散钢板设置倾斜段的结构，将承受的车轮冲击荷载分解为水平应力和竖向应力，使桥梁构件整体承受车轮冲击。

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为背景技术提供的梁端纵向高差示意图；

图2为本发明实施例提供的暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置的横截面结构示意图；

图3和图4为本发明实施例提供的两种形式的悬臂梁式结构的立面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置的结构平面图。

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。

实施例一

如图2-图5，本发明实施例提供一种暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，包括分别设于伸缩缝两侧桥梁构件8上的两块梳齿板1，两所述梳齿板1的梳齿交错嵌插，每个梳齿底部连接有竖向加劲肋2并且构成为悬臂梁式结构，所述悬臂梁式结构通过锚拉板4暗锚固定在对应侧的桥梁构件8上，所述锚拉板4分别与对应侧梳齿板固定端以及对应的竖向加劲肋2固连且与对应侧的桥梁构件内部钢筋焊连。

易于理解地，上述桥梁构件8可以是桥梁梁体，也可以是桥梁桥台，即为位于伸缩缝两侧的两个桥梁梁体，或者为分别位于伸缩缝两侧的桥梁梁体和桥梁桥台。

上述梳齿板1一般为钢板，其一般包括脊板和设于该脊板上的多个梳齿，其中，脊板与对应侧的桥梁构件8连接，各梳齿构成为该梳齿板1的自由端。对于两梳齿板1的梳齿交错嵌插的结构，是本领域梳齿型桥梁伸缩装置的常规结构，具体此处不作赘述。显然地，伸缩缝两侧的各竖向加劲肋2也为相互交错结构。

如图3和图4，上述的竖向加劲肋2，可以为“I型”或“T型”加劲肋形式，在与梳齿板1组成悬臂梁式结构的同时，保证能够较好地支承对应的梳齿板1。本实施例中，该竖向加劲肋2优选为是焊连在对应侧梳齿板1底部的竖向加劲肋2，与梳齿板1的连接结构可靠、稳定，协同受力性好，而且施工方便。

上述锚拉板4一般为钢板，其与梳齿板1焊接固定，对于竖向加劲肋2等钢质竖向加劲肋2，锚拉板4与该竖向加劲肋2也优选为是焊接固定；焊接固定的方式可以增强悬臂梁式结构的整体协同受力性能。

对于上述锚拉板4与对应侧桥梁构件8固定的方式，如图2，可以在桥梁构件8内预埋门架式钢筋6，通过该门架式钢筋6与对应侧的锚拉板4焊接；具体为门架式钢筋6为方形框架结构，且其位于下方的结构断开，门架式钢筋6在安装时，应于制备桥梁梁体或者桥梁桥台时将其进行部分预埋，且锚拉板4与门架式钢筋6之间进行双面焊接，悬臂梁式结构的稳定性可以得到进一步地提高。

进一步地，如图2，上述锚拉板4还通过锚拉钢筋5与对应侧桥梁构件8连接，优选地，上述门架式钢筋6为实现锚拉板4与桥梁构件8的先浇结构之间的固连，锚拉钢筋5为实现锚拉板4与桥梁构件8的后浇结构之间的固连，保证锚拉板4与桥梁构件8之间连接结构的稳定性和可靠性，以及悬臂梁式结构的整体受力性能。

本实施例提供的暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，通过在梳齿板1底部设置竖向加劲肋并且组合为悬臂梁式结构，使梳齿型伸缩装置由常规“板式”结构体系转换为“梁式”结构体系，可有效地增加伸缩装置的截面惯性矩及截面刚度，提高伸缩装置的使用寿命。

采用悬臂梁式结构锚拉固定在桥梁构件8上，以悬臂梁式结构整体作为结构受力体系，通过暗锚结构形式，其不仅增加了梳齿板1的锚固性能，同时不再采用传统的螺栓连接形式，避免了传统锚栓结构形式易脱离的弊端。

梳齿板1对称布设于桥梁结构缝两侧，由于伸缩装置齿板1均以结构缝中心线位移或转动，因此桥梁纵坡或者是梁体伸缩导致的竖向高差对结构无影响，梳齿板结构不会受到由纵向高差而导致的对面板的上顶力。

另外，随着桥梁梁长增加以及伸缩装置型号的提高，传统梳齿板1技术依靠增加钢板厚度以提高结构刚度，因此，结构型号越大，则齿缝间槽深越深；而本实施例中，由于采用独特的梁式体系设计，随着伸缩装置型号的加大，仅需通过部分增加两梳齿板1的厚度，并部分增加竖向加劲肋2的高度(或加劲肋钢板厚度)便可达到计算所需要的结构刚度，因此，能够减小齿缝间槽深，例如，400mm型伸缩装置，传统伸缩装置的齿板槽深一般达到45mm，而采用本方案，其齿缝槽深仅为20mm。

进一步优选地，如图5，所述竖向加劲肋2与所述梳齿的数量相同且一一对应配置，即每个梳齿的底部连接有一个竖向加劲肋2，保证对梳齿板1的支承效果，增强伸缩装置的抗冲击能力。

进一步优化上述暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置的结构，如图2，每侧的桥梁构件8上设有水平应力分散钢板3，所述水平应力分散钢板3包括与水平面具有夹角的倾斜段，各所述竖向加劲肋2分别固定在对应侧的所述倾斜段上。基于该水平应力分散钢板3，悬臂梁式结构在整体协同受力时，车轮冲击荷载可经水平应力分散钢板3传递至桥梁构件8中，增大悬臂梁式结构与桥梁构件8的混凝土结构之间的接触面积，将荷载均匀分散至桥梁混凝土结构中，避免桥梁混凝土局部受力，可以更好地保护伸缩装置安装区桥梁混凝土；尤其地，基于该水平应力分散钢板3设置倾斜段的结构，将承受的车轮冲击荷载分解为水平应力和竖向应力，使桥梁构件8整体承受车轮冲击，对桥梁混凝土的保护效果更佳。

进一步优选地，如图2，所述水平应力分散钢板3还包括连接于所述倾斜段顶端的水平段，所述水平段与对应的所述梳齿板1焊接。基于该结构，使水平应力分散钢板3与梳齿板1、竖向加劲肋2等的装配结构更为稳定可靠，尤其是还将锚拉板4连接为一体，使锚拉板4、水平应力分散钢板3、梳齿板1和竖向加劲肋2连接为一整体钢结构体系，协同受力效果更佳。

如图2，上述水平应力分散钢板3进一步还包括竖直段，该竖直段连接于倾斜段的底端，其与对应的锚拉板4焊接固定，进一步提高锚拉板4、水平应力分散钢板3、梳齿板1和竖向加劲肋2连接成的整体钢结构体系的结构稳定性，而且可更好地传递竖向冲击荷载。

上述倾斜段优选为是自其远离伸缩缝的一端向其靠近伸缩缝的一端向下倾斜，两侧的倾斜段形成为上宽下窄的喇叭口结构，能够更加可靠地传递车轮荷载。

进一步优化上述暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置的结构，如图2，该暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置还包括连接于两所述桥梁构件8上的止水结构7，所述止水结构7位于所述悬臂梁式结构下方。该止水结构7可采用本领域常规的止水构件，例如采用止水胶条，该止水胶条的两端分别固定在伸缩缝两侧的桥梁构件8上。

在另外的实施例中，在梳齿板1下方还设置有防渣防尘结构，该防渣防尘结构可以采用叠合钢板结构等，具体地，包括分别固定在伸缩缝两侧桥梁构件8上的两块防尘钢板，其中一块防尘钢板的自由端叠置贴合于另一防尘钢板上表面，在满足随两侧桥梁构件8相对运动要求的同时，保证防尘防渣的效果。该叠合钢板结构优选为是位于各竖向加劲肋2下方，进一步优选为是位于上述水平应力分散钢板3的倾斜段的下方；进一步优选为是位于上述止水结构7的上方。

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 (4)

1.一种暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，包括分别设于伸缩缝两侧桥梁构件上的两块梳齿板，两所述梳齿板的梳齿交错嵌插，其特征在于：每个梳齿底部连接有竖向加劲肋并且构成为悬臂梁式结构，所述悬臂梁式结构通过锚拉板暗锚固定在对应侧的桥梁构件上，所述锚拉板分别与对应侧梳齿板固定端以及对应的竖向加劲肋固连且与对应侧的桥梁构件内部钢筋焊连；

每侧的桥梁构件上设有水平应力分散钢板，所述水平应力分散钢板包括与水平面具有夹角的倾斜段，各所述竖向加劲肋分别固定在对应侧的所述倾斜段上；

所述水平应力分散钢板还包括连接于所述倾斜段顶端的水平段以及连接于所述倾斜段底端的竖直段，所述水平段与对应的所述梳齿板焊接，所述竖直段与对应的锚拉板焊接固定。

2.如权利要求1所述的暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，其特征在于：各所述竖向加劲肋形式为I型或T型形式。

3.如权利要求1所述的暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，其特征在于：所述桥梁构件内部钢筋包括预埋于所述桥梁构件内的门架式钢筋。

4.如权利要求1所述的暗锚悬臂梁式梳齿型桥梁伸缩装置，其特征在于：还包括连接于两所述桥梁构件上的止水结构，所述止水结构位于所述悬臂梁式结构下方。