一種橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)
[0001]本申請(qǐng)申請(qǐng)?zhí)枮?014101783047，申請(qǐng)日為2014年4月29日，發(fā)明名稱(chēng)為一種橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)，申請(qǐng)人為合肥工業(yè)大學(xué)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)，屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]隨季節(jié)及晝夜溫度變化，簡(jiǎn)支橋梁及連續(xù)橋梁等橋梁中梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)熱脹泠縮現(xiàn)象。為此需要在相鄰的橋梁面板之間設(shè)置伸縮縫以滿足橋梁上部結(jié)構(gòu)受溫度變化、混凝土徐變、干縮以及荷載等產(chǎn)生的伸縮變形和轉(zhuǎn)動(dòng)變形。橋梁伸縮縫應(yīng)具有耐久、防水及施工方便等特性，并要求保證行車(chē)舒適性。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，橋梁工程應(yīng)用比較廣泛的伸縮縫有板式橡膠伸縮縫、TST伸縮縫和毛勒伸縮縫等。其中板式橡膠伸縮縫構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便、通用性強(qiáng)，但其剛度小、易變形，橡膠件容易破損，錨固件易損壞，容易導(dǎo)致伸縮裝置下陷；TST伸縮縫有效地避免或減緩了橋頭跳車(chē)問(wèn)題，但其填料經(jīng)車(chē)輛長(zhǎng)期沖擊荷載作用，容易隆起與凹陷，造成行車(chē)沖擊較大，長(zhǎng)時(shí)間使用易發(fā)生老化與脫落，開(kāi)裂滲水，侵蝕橋跨結(jié)構(gòu)；毛勒伸縮縫是目前最好的一種伸縮縫，它具有較長(zhǎng)的使用壽命，其燕型橡膠帶更換方便，能滿足伸縮、止水等一系列要求。但其伸縮量過(guò)大，橡膠條被拉裂或擠出，并且其型鋼易發(fā)生斷裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)，能夠在受到?jīng)_擊荷載后迅速吸收動(dòng)能，對(duì)沖擊荷載有效進(jìn)行緩沖，以大大減弱行車(chē)動(dòng)荷載對(duì)自由伸縮板的沖擊作用，延長(zhǎng)使用壽命，提高行車(chē)舒適性。
[0006]本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)在于:對(duì)于處在相鄰節(jié)段梁體之間的伸縮縫，設(shè)置在所述伸縮縫中的伸縮板的頂部平面低于橋面高度形成下凹平臺(tái)，在所述下凹平臺(tái)上設(shè)置可更換的鋪裝層，并且使所述鋪裝層的頂面與橋面高度平齊；在所述伸縮板的底部設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)是在伸縮縫兩側(cè)梁體之間架設(shè)拱形支承體，在所述拱形支承體上設(shè)置各支撐桿，所述伸縮板是由伸縮縫兩側(cè)梁體的臺(tái)階面、支撐桿以及拱形支承體共同支撐，所述拱形支承體和支撐桿為鋼結(jié)構(gòu)件，所述鋪裝層為彈性材料層；所述鋪裝層是具有力學(xué)功能梯度性能的結(jié)構(gòu)層，所述具有力學(xué)功能梯度性能是指鋪裝層的上表面具有與伸縮縫周?chē)穆访嫦嘁恢碌穆访嫘阅?，并且所述鋪裝層在沿豎向方向上、自上表面至下底面強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。
[0008]本發(fā)明橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)還在于:
[0009]所述拱形支承體與相鄰節(jié)段梁體之間是由活動(dòng)支座相連接。
[0010]所述伸縮板為一對(duì)相向設(shè)置形成為叉指的齒板，一對(duì)齒板之間的間距為可變，所述一對(duì)齒板之間的叉指的接觸面為圓弧面。
[0011]在所述鋪裝層中呈豎向設(shè)置各螺旋彈簧，所述呈豎向設(shè)置是指螺旋彈簧的軸線呈豎向，所述各螺旋彈簧在鋪裝層所在的平面中按矩形陣列的形式分布，所述螺旋彈簧的節(jié)距從上往下逐漸減小。
[0012]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0013]1、本發(fā)明以彈性鋪裝層、伸縮板以及拱形支撐體相結(jié)合，能夠在受到?jīng)_擊荷載后迅速吸收動(dòng)能，對(duì)沖擊荷載有效進(jìn)行緩沖，大大減弱了行車(chē)動(dòng)荷載對(duì)自由伸縮板的沖擊作用，延長(zhǎng)使用壽命，提高行車(chē)舒適性。
[0014]2、本發(fā)明中拱形支撐件與梁體之間采用鉸軸滑板鋼支座相連接，而非固定連接，使拱形支撐件自由移動(dòng)，從而適應(yīng)伸縮結(jié)構(gòu)的較大的伸縮變形量。
[0015]3、本發(fā)明將伸縮板設(shè)置為一對(duì)叉指狀齒板，叉指狀齒板間接觸面為圓弧面，可以有效減弱伸縮縫收縮時(shí)齒板間的撞擊力。
[0016]4、本發(fā)明螺旋彈簧的設(shè)置可以增加鋪裝層強(qiáng)度，延伸其使用壽命，有效緩沖沖擊荷載，減弱沖擊荷載對(duì)底層結(jié)構(gòu)的破壞。
[0017]5、本發(fā)明將鋪裝層設(shè)置為具有力學(xué)功能梯度性能的結(jié)構(gòu)層，既能使鋪裝層表面路用性能與正常橋梁路面的路用性能連續(xù)，使車(chē)輛在行駛過(guò)程中平順不易發(fā)生跳車(chē)現(xiàn)象，又能有效地將動(dòng)荷載轉(zhuǎn)化為靜荷載，從而使伸縮縫從上至下傳遞的沖擊力逐漸減弱。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖1a為本發(fā)明中拱形支撐件與梁體之間活動(dòng)支座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明伸縮板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ] 圖中標(biāo)號(hào):I梁體，2支撐桿，3鋪裝層，4螺旋彈簧，5伸縮板，6間隙，7拱形支撐件，8泡沫填縫料，9活動(dòng)支座，10上擺，11鉸軸，12下擺，13不銹鋼板，14座板，15叉指。
【具體實(shí)施方式】
[0022]參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例中橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)形式是:對(duì)于處在相鄰節(jié)段梁體I之間的伸縮縫，設(shè)置在伸縮縫中的伸縮板5的頂部平面低于橋面高度形成下凹平臺(tái)，在下凹平臺(tái)上設(shè)置可更換的鋪裝層3，并且使鋪裝層3的頂面與橋面高度平齊，鋪裝層3與橋面之間的預(yù)留縫隙用泡沫填縫料8進(jìn)行填充，泡沫填縫料8質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、可吸收沖擊荷載、隔熱和密封性能好；在伸縮板5的底部設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)是在伸縮縫兩側(cè)梁體I之間架設(shè)拱形支承體7，在拱形支承體7上設(shè)置各支撐桿2，伸縮板5是由伸縮縫兩側(cè)梁體I的臺(tái)階面、支撐桿2以及拱形支承體7共同支撐，拱形支承體7和支撐桿2為鋼結(jié)構(gòu)件，拱形支撐件7用于將伸縮板所受到的荷載傳遞到梁體1，并使荷載在豎直方向減弱，鋪裝層3為彈性材料層，鋪裝層3的寬度為伸縮縫寬的90-95%，用鋁合金耐腐蝕螺釘將其錨固在伸縮板5上。
[0023]具體實(shí)施中，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置也包括:
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例中的拱形支承體7與伸縮縫兩側(cè)梁體I之間是由活動(dòng)支座9相連接?；顒?dòng)支座9為常用于大跨度鋼梁及跨度簡(jiǎn)支梁上的鉸軸滑板鋼支座，如圖1a所示，活動(dòng)支座9包括上擺10、下擺12、鉸軸11、不銹鋼板13和座板14，其中上擺10固定設(shè)置在拱形支承體7的底端，座板14與梁體I固定連接，不銹鋼板13固定在座板14上，上擺10和下擺12與鉸軸11之間為弧面接觸，下擺12底部平面附有一層聚四氟乙烯板與不銹鋼板13組成摩擦副?；顒?dòng)支座9的傳力途徑為:自上擺依次經(jīng)鉸軸、下擺、不銹鋼板、座板直至梁體，其傳力途徑明確，傳力分散性好，以下擺12相對(duì)于鉸軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)滿足轉(zhuǎn)角位移。從而，當(dāng)溫度變化引起梁縫伸縮時(shí)，利用拱形支撐件的移動(dòng)有效避免對(duì)伸縮結(jié)構(gòu)造成破壞。
[0025]如圖2所示，伸縮板5為一對(duì)相向設(shè)置形成為叉指15的齒板，一對(duì)齒板之間的間距為可變，其間形成有間隙6，一對(duì)齒板之間的叉指的接觸面為圓弧面，以此有效減弱伸縮縫收縮時(shí)齒板間的撞擊力，避免使伸縮板5因撞擊而損壞。
[0026]為了增加強(qiáng)度，如圖1所示，在鋪裝層3中呈豎向設(shè)置各螺旋彈簧4，呈豎向設(shè)置是指螺旋彈簧4的軸線呈豎向，各螺旋彈簧4在鋪裝層3所在的平面中按矩形陣列的形式分布，螺旋彈簧4的節(jié)距從上往下逐漸減小，用以緩沖沖擊荷載，減弱沖擊荷載對(duì)底層結(jié)構(gòu)的破壞。
[0027]鋪裝層3可以是環(huán)氧樹(shù)脂材料層。
[0028]鋪裝層3也可以是環(huán)氧樹(shù)脂基材料層，是以環(huán)氧樹(shù)脂為基體材料，以陶瓷顆粒和玻璃纖維為增強(qiáng)材料，環(huán)氧樹(shù)脂、陶瓷顆粒及玻璃纖維的質(zhì)量配比為1:3:6，陶瓷顆粒的粒徑為7 μ m?35 μ m，玻璃纖維的直徑為1.5mm?2.5mm。
[0029]本實(shí)施例中還給出鋪裝層3是具有力學(xué)功能梯度性能的結(jié)構(gòu)層，具有力學(xué)功能梯度性能是指鋪裝層3的上表面具有與伸縮縫周?chē)穆访嫦嘁恢碌穆访嫘阅?，鋪裝層3在沿豎向方向上、自上表面至下底面強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。具體實(shí)施是以環(huán)氧樹(shù)脂為基體材料，以陶瓷顆粒和玻璃纖維為增強(qiáng)材料，通過(guò)離心鑄造法生產(chǎn)。陶瓷顆粒具有高硬度、高彈性模量及耐磨損等性能；玻璃纖維具有耐腐蝕、耐高溫及減震等功能。鋪裝層在其表面層實(shí)現(xiàn)與橋面力學(xué)性能的連續(xù)，在中間層實(shí)現(xiàn)較好地吸收沖擊動(dòng)能，在底層增加強(qiáng)度以提高鋪裝層結(jié)構(gòu)的抗破壞性能，該具有力學(xué)功能梯度性能的結(jié)構(gòu)層即鋪裝層3設(shè)置為:以環(huán)氧樹(shù)脂為基體材料，環(huán)氧樹(shù)脂收縮性小，液態(tài)下具有很高的粘附性；以陶瓷顆粒和玻璃纖維為增強(qiáng)材料，陶瓷陶瓷顆粒的粒徑為7 μ m?35 μ m，玻璃纖維的直徑為1.5mm?2.5mm ;鋪裝層3自表面到底面按三層分布，依次為上層、中層和下層；環(huán)氧樹(shù)脂、陶瓷顆粒以及玻璃纖維的質(zhì)量配比在上層為2: 6: 12，在中層為2: 6: 15，在下層為2: 6: 18。
[0030]預(yù)先用粘結(jié)劑將增強(qiáng)材料制成塊狀，再將基體溶液在離心力的作用下對(duì)增強(qiáng)材料的進(jìn)行鑄滲，再經(jīng)固化完成制備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)，其特征是:對(duì)于處在相鄰節(jié)段梁體(I)之間的伸縮縫，設(shè)置在所述伸縮縫中的伸縮板(5)的頂部平面低于橋面高度形成下凹平臺(tái)，在所述下凹平臺(tái)上設(shè)置可更換的鋪裝層(3)，并且使所述鋪裝層(3)的頂面與橋面高度平齊；在所述伸縮板(5)的底部設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)是在伸縮縫兩側(cè)梁體(I)之間架設(shè)拱形支承體(7)，在所述拱形支承體(7)上設(shè)置各支撐桿(2)，所述伸縮板(5)是由伸縮縫兩側(cè)梁體(I)的臺(tái)階面、支撐桿(2)以及拱形支承體(7)共同支撐，所述拱形支承體(7)和支撐桿(2)為鋼結(jié)構(gòu)件，所述鋪裝層(3)為彈性材料層，所述鋪裝層(3)是具有力學(xué)功能梯度性能的結(jié)構(gòu)層，所述具有力學(xué)功能梯度性能是指鋪裝層(3)的上表面具有與伸縮縫周?chē)穆访嫦嘁恢碌穆访嫘阅?，并且所述鋪裝層(3)在沿豎向方向上、自上表面至下底面強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)，其特征是:所述拱形支承體(7)與相鄰節(jié)段梁體(I)之間是由活動(dòng)支座(9)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)，其特征是:所述伸縮板(5)為一對(duì)相向設(shè)置形成為叉指(15)的齒板，一對(duì)齒板之間的間距為可變，所述一對(duì)齒板之間的叉指的接觸面為圓弧面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)，其特征是:在所述鋪裝層(3)中呈豎向設(shè)置各螺旋彈簧，所述呈豎向設(shè)置是指螺旋彈簧的軸線呈豎向，所述各螺旋彈簧在鋪裝層(3)所在的平面中按矩形陣列的形式分布，所述螺旋彈簧(4)的節(jié)距從上往下逐漸減小。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)，其特征是對(duì)于處在相鄰節(jié)段梁體之間的伸縮縫，設(shè)置在伸縮縫中的伸縮板的頂部平面低于橋面高度形成下凹平臺(tái)，在下凹平臺(tái)上設(shè)置可更換的鋪裝層，并且使鋪裝層的頂面與橋面高度平齊；在伸縮板的底部設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)是在伸縮縫兩側(cè)梁體之間架設(shè)拱形支承體，在拱形支承體上設(shè)置各支撐桿，伸縮板是由伸縮縫兩側(cè)梁體的臺(tái)階面、支撐桿以及拱形支承體共同支撐，拱形支承體和支撐桿為鋼結(jié)構(gòu)件，鋪裝層為彈性材料層，鋪裝層是具有力學(xué)功能梯度性能的結(jié)構(gòu)層，鋪裝層在沿豎向方向上、自上表面至下底面強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。本發(fā)明能夠在受到?jīng)_擊荷載后迅速吸收動(dòng)能，對(duì)沖擊荷載有效進(jìn)行緩沖，延長(zhǎng)使用壽命，提高行車(chē)舒適性。
【IPC分類(lèi)】E01D19-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104746425
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510181246
【發(fā)明人】董滿生, 李滿, 儲(chǔ)誠(chéng)富, 李淑琴
【申請(qǐng)人】合肥工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2014年4月29日
【公告號(hào)】CN103952972A, CN103952972B