一種自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，它將梳齒板變位與彈性阻尼變位相結(jié)合，彈性阻尼變位裝置設(shè)置在梳齒板變位裝置的活動(dòng)鋼制梳齒板根部，彈性阻尼變位裝置內(nèi)包括至少一個(gè)彈簧部件或者聚氨酯高分子復(fù)合材料制作的彈性部件，且彈性阻尼變位裝置與活動(dòng)鋼制梳齒板的接觸方式為點(diǎn)接觸。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的鋼制梳齒型伸縮裝置對(duì)變位適應(yīng)性較差、存在螺栓刺穿輪胎的情況、影響行車安全以及使用壽命不夠理想等問題，且結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低。
【專利說明】一種自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于橋梁上的自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，特別 是一種鋼制梳齒型大伸縮量橋梁自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，屬于橋梁結(jié)構(gòu)伸 縮裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著公路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，公路交通量和汽車載重量也越來越大，對(duì)公路橋梁的 設(shè)計(jì)也提出了更高的要求，而公路橋梁設(shè)計(jì)中比較重要的一個(gè)部件就是橋梁伸縮縫處的伸 縮裝置。近年來，具有多向變位性能的鋼制梳齒型大伸縮量橋梁伸縮裝置在大跨徑懸索橋、 斜拉橋等橋梁中得到了廣泛應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)梳齒板伸縮裝置的堅(jiān)向、橫向及扭轉(zhuǎn)變位等空間 多向變位，國內(nèi)橋梁工程界都做了很多有益的探索，基本做法是在活動(dòng)鋼制梳齒板的前端 或者根部設(shè)置可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的連接機(jī)構(gòu)。通常的做法是在分塊的活動(dòng)鋼制梳齒板的根部下側(cè) 設(shè)置可承壓轉(zhuǎn)動(dòng)軸或者轉(zhuǎn)動(dòng)球形支座，通過單元分塊梳齒板和承壓轉(zhuǎn)動(dòng)軸（或者轉(zhuǎn)動(dòng)球形 支座）有效組合，使鋼制活動(dòng)梳齒型板適應(yīng)大跨徑橋梁發(fā)生堅(jiān)向、橫向、扭轉(zhuǎn)等空間變形，從 而實(shí)現(xiàn)橋梁伸縮裝置本身的安全、耐久使用。
[0003] 但根據(jù)這類伸縮裝置實(shí)際使用情況及研究不難發(fā)現(xiàn)，目前市場上具有多向變位性 能的鋼制梳齒型大伸縮量橋梁伸縮裝置在鋼結(jié)構(gòu)主梁橋梁中結(jié)構(gòu)上受力明確，使用效果 好，但在混凝土主梁結(jié)構(gòu)中存在一些缺陷。缺陷一：活動(dòng)鋼制梳齒板采用根部設(shè)置承壓轉(zhuǎn) 軸式變位裝置時(shí)，因活動(dòng)鋼制梳齒板采用的是一根轉(zhuǎn)軸，單元板與轉(zhuǎn)軸為線接觸形式，對(duì)橫 向變位適應(yīng)性較差；同時(shí)由于根部未設(shè)置錨固螺栓，一旦橋梁發(fā)生的堅(jiān)向變位較大，后端極 易翹起，嚴(yán)重影響到行車的安全。缺陷二：活動(dòng)鋼制梳齒板采用前端設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)球形支座變 位裝置時(shí)，活動(dòng)鋼制梳齒板根部設(shè)置了一排保險(xiǎn)螺栓，但因保險(xiǎn)螺栓全部錨固于混凝土內(nèi)， 與前端的錨固螺栓一起使活動(dòng)鋼制梳齒板成為了固定結(jié)構(gòu)，并不能實(shí)現(xiàn)單元板堅(jiān)向變位， 造成該種結(jié)構(gòu)活動(dòng)鋼制梳齒板與傳統(tǒng)梳齒板受力沒有實(shí)質(zhì)性改變，根部錨固螺栓在受力后 極易造成混凝土的損壞及其自身的拔出，發(fā)生螺栓刺穿輪胎的情況，從而縮短伸縮裝置的 使用壽命，也影響到行車的安全。缺陷三：在采用承壓轉(zhuǎn)軸式變位裝置時(shí)，承壓轉(zhuǎn)軸下面的 混凝土澆筑空間小，質(zhì)量較難保障，經(jīng)常會(huì)造成承壓轉(zhuǎn)軸的斷裂；采用球形支座多向變位箱 時(shí)，其與主梁的連接采用預(yù)埋鋼筋與變位箱焊接形式，由于預(yù)埋鋼筋變形、焊接及混凝土操 作空間小等因素影響到焊接和混凝土澆筑質(zhì)量，從而造成箱體塌落等病害。如果這些缺陷 未得到處理和解決，都會(huì)嚴(yán)重影響多向變位鋼制梳齒型伸縮裝置的使用壽命和行車安全。 因此，對(duì)現(xiàn)有的多向變位鋼制梳齒板橋梁伸縮縫裝置存在的不足進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)以克服現(xiàn)有 技術(shù)的不足十分必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，從而解 決現(xiàn)有技術(shù)中存在的鋼制梳齒型伸縮裝置對(duì)變位適應(yīng)性較差、存在螺栓刺穿輪胎的情況、 影響行車安全以及使用壽命不夠理想等問題，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型采用了這樣的技術(shù)方案：首先，本實(shí)用新型 的技術(shù)方案應(yīng)用于橋梁的鋼制梳齒型伸縮裝置，一般這種鋼制梳齒型伸縮裝置在橋梁的伸 縮縫的兩邊的橋梁主梁上分別設(shè)置可以相互嵌合的固定鋼制梳齒板和活動(dòng)鋼制梳齒板來 實(shí)現(xiàn)裝置的變位。本實(shí)用新型主要是在這種裝置的活動(dòng)鋼制梳齒板的根部設(shè)置一種彈性阻 尼變位裝置，彈性阻尼變位裝置設(shè)置在活動(dòng)鋼制梳齒板根部，彈性阻尼變位裝置內(nèi)包括至 少一個(gè)彈簧部件或者聚氨酯高分子復(fù)合材料制作的彈性部件，且彈性阻尼變位裝置與活動(dòng) 鋼制梳齒板的接觸方式為點(diǎn)接觸。
[0006] 具體說來，本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)是這樣的：在橋梁兩段主梁之間的伸縮縫處設(shè) 置梳齒型變位裝置，梳齒型變位裝置由可以互相活動(dòng)嵌合的固定鋼制梳齒板和活動(dòng)鋼制梳 齒板組成，固定鋼制梳齒板和活動(dòng)鋼制梳齒板分別設(shè)置在橋梁伸縮縫兩側(cè)混凝土梁體上， 固定鋼制梳齒板和活動(dòng)鋼制梳齒板相互交叉布置。固定鋼制梳齒板固定在一段橋梁主梁 上，其錨固深度通常大于橋面鋪裝厚度的2倍以保證其足夠牢固，而活動(dòng)鋼制梳齒板設(shè)置 在另一段橋梁主梁上，其上的梳齒與固定鋼制梳齒板上的梳齒可以自由嵌合。
[0007] 固定鋼制梳齒板下方設(shè)有不銹鋼滑板，活動(dòng)鋼制梳齒板安裝后搭接在不銹鋼滑 板上。固定鋼制梳齒板通過固定螺栓二與橋梁主梁連接，活動(dòng)鋼制梳齒板通過固定螺栓一 與橋梁主梁連接，固定螺栓一和固定螺栓二與預(yù)埋在主梁混凝土中的預(yù)埋鋼筋焊接固定。
[0008] 活動(dòng)鋼制梳齒板根部通過一個(gè)可以使其適應(yīng)多個(gè)方向的足夠大的變形的彈性阻 尼變位裝置錨固在橋梁主梁上。彈性阻尼變位裝置是一個(gè)可以自適應(yīng)多向變位的多向變位 箱，活動(dòng)鋼制梳齒板與自適應(yīng)多向變位箱錨固連接。自適應(yīng)多向變位箱內(nèi)部包括至少一個(gè) 自適應(yīng)彈性變位裝置，該自適應(yīng)彈性變位裝置通常是壓縮彈簧或者聚氨酯高分子復(fù)合材料 制作的彈性部件。
[0009] 它還設(shè)有防水裝置，防水裝置布置在固定鋼制梳齒板和活動(dòng)鋼制梳齒板的下方， 實(shí)現(xiàn)伸縮裝置的防水功能。
[0010] 優(yōu)選的，本實(shí)用新型的自適應(yīng)多向變位箱可以這樣設(shè)計(jì)：它的箱體通過一塊錨固 鋼板將其分隔為上下兩層，箱體下層為封閉小箱體，箱體上層為上部敞口的槽；它還采用錨 固螺栓穿過錨固鋼板連接上下兩層；錨固螺栓上端連接在活動(dòng)鋼制梳齒板上，使活動(dòng)鋼制 梳齒板遮蓋住箱體的上部開口；自適應(yīng)彈性變位裝置設(shè)置在錨固螺栓位于箱體下層的位置 上。在箱體下層錨固螺栓的底部尾端在設(shè)有一個(gè)可防止錨固螺栓從箱體下層抽出的限位螺 母一，自適應(yīng)彈性變位裝置設(shè)置在箱體下層的限位螺母一與錨固鋼板之間；錨固螺栓的上 方穿過活動(dòng)鋼制梳齒板并用限位螺母三在活動(dòng)鋼制梳齒板的上表面將其固定住。這實(shí)際上 就是一種采用錨固螺栓與活動(dòng)鋼制梳齒板連接的點(diǎn)接觸連接方式。它的好處活動(dòng)鋼制梳齒 板受到多向荷載，都能通過錨固螺栓傳遞給自適應(yīng)彈性變位裝置，再通過自適應(yīng)彈性變位 裝置的自身變形來消除荷載，從而保證橋梁的安全。
[0011] 為了這種裝置具有更高穩(wěn)定性和安裝便捷性，本實(shí)用新型在箱體上層的錨固螺栓 上還設(shè)有限位螺母二和限位螺母四；限位螺母二位于錨固鋼板上，用于錨固螺栓的安裝定 位；限位螺母四位于活動(dòng)鋼制梳齒板底部，用于防止錨固螺栓從活動(dòng)鋼制梳齒板中脫出。
[0012] 對(duì)于每一塊活動(dòng)鋼制梳齒板來說，可以設(shè)置多個(gè)這種自適應(yīng)多向變位箱，成排布 置在活動(dòng)鋼制梳齒板的根部。而每個(gè)自適應(yīng)多向變位箱的箱體內(nèi)部，又可以采用分隔鋼板 將其分為若干個(gè)分隔箱體，每個(gè)分隔箱體都設(shè)置一組錨固螺栓組件(包括錨固螺栓、限位螺 母一、限位螺母二、限位螺母三、限位螺母四和自適應(yīng)彈性變位裝置)，一個(gè)箱體內(nèi)各組錨固 螺栓組件共用一塊錨固鋼板，這樣每個(gè)自適應(yīng)多向變位箱與活動(dòng)鋼制梳齒板就有多個(gè)錨固 點(diǎn)，提高裝置使用的穩(wěn)定性。
[0013] 由于采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，當(dāng)橋梁在受到車輛沖擊、橫向不均勻受力等 情況下，本實(shí)用新型的伸縮裝置中的自適應(yīng)變位箱處于活動(dòng)鋼制梳齒板受力不利的根部， 彈性阻尼變位裝置以點(diǎn)接觸形式通過其拉壓變形實(shí)現(xiàn)多向變位，較容易實(shí)現(xiàn)多向變位；在 變位較大時(shí)，可以通過錨固螺栓及限位錨固鋼板實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)控制，防止因過大變位造成梳齒 板塌落造成交通安全事故，其限位螺母與頂面錨固螺母共同固定錨固螺栓，使其不會(huì)從頂 面穿出，出現(xiàn)刺穿輪胎的情況；第三，通過預(yù)埋鋼板與多向變位箱及其鋼筋的焊接實(shí)現(xiàn)錨固 可靠的效果，也不存在底部混凝土脫空的可能。因此，能全方位實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，確保伸縮裝 置的耐久和安全使用。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型的伸縮裝置變位結(jié)構(gòu)順橋向立剖面示意圖；
[0015] 圖2是本實(shí)用新型的伸縮裝置變位結(jié)構(gòu)的平面示意圖；
[0016] 圖3是本實(shí)用新型的多向變位箱的結(jié)構(gòu)示意圖，該圖同時(shí)展示出了本實(shí)用新型的 伸縮裝置變位結(jié)構(gòu)的一塊活動(dòng)鋼制梳齒板的橫橋向立剖面示意。
[0017] 附圖標(biāo)記說明：1-固定鋼制梳齒板，2-活動(dòng)鋼制梳齒板，3-多向變位箱，4-預(yù)埋鋼 板，5-不銹鋼滑板，6-固定螺栓一，7-防水裝置，8-自適應(yīng)彈性變位裝置，9-限位螺母二， 10-錨固螺栓，11-橋面鋪裝，12-固定螺栓二，13-橋梁主梁，14-箱體鋼板，15-錨固鋼板， 16-限位螺母一，17-預(yù)埋鋼筋，18-限位螺母三，19-限位螺母四。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0019] 看圖1，圖1展示了本實(shí)用新型的伸縮裝置變位結(jié)構(gòu)順橋向立剖面示意，從圖中可 以看到，本實(shí)用新型的伸縮裝置是設(shè)在橋梁主梁13兩段之間的伸縮縫處，并主要包括固定 鋼制梳齒板1、活動(dòng)鋼制梳齒板2,在活動(dòng)鋼制梳齒板2的根部設(shè)有一個(gè)能夠自適應(yīng)多向變 位的多向變位箱3。活動(dòng)鋼制梳齒板2與多向變位箱2錨固連接。固定鋼制梳齒板1通過 固定螺栓二12與橋梁主梁13連接，活動(dòng)鋼制梳齒板2通過固定螺栓一 6與橋梁主梁13連 接，固定螺栓一 6和固定螺栓二12與預(yù)埋在主梁混凝土中的預(yù)埋鋼筋17焊接固定。
[0020] 結(jié)合圖2以期看，很顯然，從圖1和圖2中可以看到，在同一截面上，固定鋼制梳齒 板1采用了三顆固定螺栓二12使其固定在橋梁主梁13上，而活動(dòng)鋼制梳齒板2只在其中 部設(shè)有一顆固定螺栓1使其在橋梁主梁13上可以適應(yīng)移動(dòng)的變形，同時(shí)通過其根部的多向 變位箱3實(shí)現(xiàn)更好的變形。
[0021] 從圖1中還可以看到，本實(shí)用新型的這種伸縮裝置是通過將橋梁主梁13兩段的伸 縮縫邊緣的橋面鋪裝11和橋梁主梁13的一部分去除形成槽以后設(shè)置在該槽的位置，并用 混凝土澆筑使其與橋梁主梁13的混凝土形成整體。伸縮裝置通過一些預(yù)埋鋼筋17固定在 主梁混凝土中，預(yù)埋17的埋深通常需要達(dá)到橋面鋪裝11厚度的2?3倍。
[0022] 另外，從圖1同時(shí)結(jié)合圖2還可以看到，固定鋼制梳齒板1下方設(shè)有不銹鋼滑板5， 活動(dòng)鋼制梳齒板2安裝后搭接在不銹鋼滑板5上，從而固定鋼制梳齒板1和活動(dòng)鋼制梳齒 板2在不銹鋼滑板5上自由交叉。活動(dòng)鋼制梳齒板2的梳齒可以在不銹鋼滑板5上叉入或 者叉出固定鋼制梳齒板1的梳齒，從而適應(yīng)汽車通過橋梁時(shí)或者承受其他荷載帶來的沖擊 力。
[0023] 另外，圖1還清楚地展示了本實(shí)用新型的防水裝置7的設(shè)計(jì)，防水裝置7設(shè)在固定 鋼制梳齒板1和活動(dòng)鋼制梳齒板2的下方，實(shí)現(xiàn)伸縮裝置的防水功能。
[0024] 看圖3,展示了本實(shí)用新型的這種自適應(yīng)多向變位箱3的一種結(jié)構(gòu)，它是位于橋梁 梳齒型伸縮裝置的活動(dòng)鋼制梳齒板2的底部，在這種結(jié)構(gòu)中，本實(shí)用新型的自適應(yīng)多向變 位箱3的箱體被分隔鋼板堅(jiān)向分隔為四個(gè)小箱體，四個(gè)小箱體中均設(shè)有一根錨固螺栓10， 同時(shí)采用一塊錨固鋼板15將箱體橫向分隔成為兩層，錨固螺栓10上分別通過限位螺母一 6、限位螺母二9、限位螺母三18和限位螺母四19定位和限位。另外，還可以看到，變位箱的 箱體是由箱體鋼板14圍護(hù)而成，底部的一塊箱體鋼板14與預(yù)埋在橋梁主梁13中的預(yù)埋鋼 板4焊接固定，而預(yù)埋鋼板4通過預(yù)埋鋼筋17錨固在橋梁主梁13中。
[0025] 自適應(yīng)彈性變位裝置8 (在圖中為一個(gè)套在錨固螺栓10上的壓力彈簧）設(shè)置在錨 固螺栓10位于箱體下層的位置上，并卡在錨固鋼板15與限位螺母一 6之間，當(dāng)錨固螺栓10 受到從活動(dòng)鋼制梳齒板2傳遞來的力時(shí)，錨固螺栓10將荷載傳遞到自適應(yīng)彈性變位裝置8 的壓力彈簧，壓力彈簧通過自身的變形來適應(yīng)和抵消荷載，從而有效避免了橋梁主梁13受 到?jīng)_擊。
[0026] 當(dāng)然，以上只是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，本實(shí)用新型還有其他的實(shí)施方式，凡 采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，包括在兩段橋梁主梁（13)之間的伸 縮縫處設(shè)置的的固定鋼制梳齒板（1)和活動(dòng)鋼制梳齒板（2)，固定鋼制梳齒板（1)和活動(dòng)鋼 制梳齒板（2)相互交叉，其特征在于：固定鋼制梳齒板（1)下方設(shè)有不銹鋼滑板（5)，活動(dòng) 鋼制梳齒板（2)安裝后搭接在不銹鋼滑板（5)上；活動(dòng)鋼制梳齒板（2)根部通過一個(gè)可以使 其適應(yīng)多個(gè)方向變形的彈性阻尼變位裝置錨固在橋梁主梁（13)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，其特征在于：所述 彈性阻尼變位裝置是一個(gè)可以自適應(yīng)多向變位的多向變位箱（3)，活動(dòng)鋼制梳齒板（2)與 多向變位箱（2)錨固連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，其特征在于：所述 多向變位箱（3)的內(nèi)部包括至少一個(gè)自適應(yīng)彈性變位裝置（8)，該自適應(yīng)彈性變位裝置（8) 是壓縮彈簧或者聚氨酯高分子復(fù)合材料制作的彈性部件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，其特征在于：固定 鋼制梳齒板（1)通過固定螺栓二（12)與橋梁主梁（13)連接，活動(dòng)鋼制梳齒板（2)通過固定 螺栓一（6)與橋梁主梁（13)連接，固定螺栓一（6)和固定螺栓二（12)與預(yù)埋在主梁混凝土 中的預(yù)埋鋼筋（17)焊接固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，其特征在于：它還 設(shè)有防水裝置（7)，防水裝置（7)設(shè)在固定鋼制梳齒板（1)和活動(dòng)鋼制梳齒板（2)的下方，實(shí) 現(xiàn)伸縮裝置的防水功能。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自適應(yīng)多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，其特征在于：防水 裝置（7)在固定鋼制梳齒板（1)和活動(dòng)鋼制梳齒板（2)的交叉部位下方。
【文檔編號(hào)】E01D19/06GK203890870SQ201420106803
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】杜鑌, 龍萬學(xué), 漆貴榮, 許湘華, 凌桂香, 唐志, 楊健, 佘遠(yuǎn)程, 劉建軍, 萬麟 申請(qǐng)人:貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司