一种公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置及安装方法与流程

本发明涉及公路桥梁旧桥改造建设技术领域，具体是一种公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置。

背景技术：

随着我国综合国力的不断发展壮大，国内交通事业也随之迅猛发展，各类市政桥梁、特大桥梁数不胜数。桥梁作为跨越障碍、实现捷径的纽带，甚至是抗震救灾的重要“生命线”。组成桥面体系的伸缩装置是保证车辆平稳通过并满足桥面变位需要的各种装置的总称，是桥梁的一个重要组成部分，在桥梁设计中，为了保证桥跨结构在气温变化、车辆载荷及混凝土收缩等因素的影响下，桥梁梁体长度能按静力图式自由地变形，就要在两端之间以及梁端与桥台背墙之间横向设置伸缩装置，以适应位移并保持桥面行车的平顺。该伸缩装置一般由预埋钢筋、锚固螺栓、止水带、不锈钢滑板、橡胶板及钢材质面板等部分组成；其作用主要有以下四点：1）满足桥面结构自由位移需要；2）提供连续车辆通行承载面；3）具有良好的防水和排水功能；4）降低噪音和抗震的要求。根据JTQX-2011-12-1《公路桥梁伸缩缝装置设计指南》（简称设计指南）第9.7条的要求，位移量80mm的单缝伸缩装置，安装槽填料为混凝土时，槽深最小值应大于140mm。然而在大量工程实践中，由于梁体本身的桥面铺装层厚度限制，往往要求伸缩装置适用浅埋式安装，即安装深度小于设计指南的要求。由于国内早期的设计能力和施工能力限制等原因，大量已建成桥梁伸缩装置过早地出现了锚固系统失效、混凝土损坏等问题，影响正常行车，带来安全隐患。据统计，伸缩装置病害约占桥梁总病害的23%。所以，在旧桥改造中需要更换与之相适应且性能更优的浅埋式伸缩装置。目前常见的伸缩装置主要有模数式、梳齿式、多向变位式三种。

模数式伸缩装置其安装锚固依耐于焊接在两侧型钢边缘的锚固钢筋（通常锚固钢筋为环形，利于加强与安装预留槽里面的钢筋连接牢靠），通过将锚固钢筋于桥梁伸缩缝预留槽里面的钢筋焊接或绑扎在一起，实现装置的安装。模数式单缝伸缩装置，结构简单，下部没有设置位移伸缩装置，因此是一种易于实现浅埋安装的结构。但是模数式多缝伸缩装置，结构复杂，下部设置有支撑横梁、滑动箱等结构，安装深度过大，而且虽然模数式伸缩装置能够在温度变化条件下很好地满足伸缩要求，但无法满足由于荷载和风动作用下的扭变。

普通梳齿板伸缩装置通过梳齿相互交错满足桥梁纵向伸缩（主要为温度变化因素）要求，并提供车辆通行的承载面，其安装锚固依耐于工厂定制的L型锚固螺栓，安装时将L型锚固螺栓穿过梳齿板并用螺母拧紧，这种锚固螺栓结构简洁，易于制造和安装，但无法满足在多向变位和合力扭转变位的功能。

多向变位梳齿板伸缩装置和普通梳齿板桥梁伸缩装置均属于梳齿板桥梁伸缩装置，但在技术性能方面较普通梳齿板伸缩装置有本质的革新。主要区别在于该类产品首次提出了设置伸缩装置转动系统，用于适应桥梁的转动。其安装依耐于L型锚固螺栓，锚固方式和普通梳齿板伸缩装置相同，下部设置有变位结构，所以对安装深度也有较高的要求。

目前常见的这三类伸缩装置，除了模数式单缝伸缩装置因结构简单可以实现浅埋式安装，其他的均需要较深的安装空间，以满足安装牢靠的要求，因此其他产品普遍存在如下不足：

①安装深度大，难以满足小跨径桥梁，及其他有浅埋式安装需求的桥梁结构。

②锚固方式均为刚性锚固，锚固螺母容易损坏，导致伸缩装置整体破坏失效。即锚固螺栓和螺母结合，将装置整体压紧于安装槽里面。伸缩装置在使用中要反复承受外力的作用，力传递并作用于锚固结构时，螺母在外力作用下容易过早的崩掉。一旦锚固系统失效，伸缩装置也随即失去功能，甚至凸起后成为安全隐患。

刚性锚固另一个不足之处在于锚固结构不能适应梁端的转角要求，局部混凝土的强度低于伸缩装置的零部件强度，在外力反复作用的过程中容易出现局部混凝土破坏、散落，导致伸缩装置下部脱空。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置，包括活动梳齿板、锚固螺母、锚固钢筋、加固钢筋和固定梳齿板；其特征在于，还包括柔性锚固螺栓组件，所述柔性锚固螺栓组件包括柔性锚固螺栓组件一和柔性锚固螺栓组件二，所述柔性锚固螺栓组件一和柔性锚固螺栓组件二结构相同，所述柔性锚固螺栓组件一穿过活动梳齿板上的连接通孔与锚固螺母一连接；所述柔性锚固螺栓组件二穿过固定梳齿板上的连接通孔与锚固螺母二连接；所述活动梳齿板和固定梳齿板组成连续承载面，所述活动梳齿板安装在桥梁伸缩缝一端的预留安装槽内，所述固定梳齿板安装在桥梁伸缩缝另一端的预留安装槽内；所述固定梳齿板底面还设置有不锈钢板，所述不锈钢板安装在桥梁伸缩缝另一端的预留安装槽内；所述活动梳齿板与梁体之间还设置有弹性胶垫；所述柔性锚固螺栓组件一和柔性锚固螺栓组件二通过焊接或绑扎方式固定至锚固钢筋上，所述预留钢筋及加固钢筋与锚固钢筋相互嵌套后焊接或者绑扎牢靠，所述柔性锚固螺栓组件包括浅埋式柔性锚固螺栓组件和深埋式柔性锚固螺栓组件。

作为本发明进一步的方案：所述浅埋式柔性锚固螺栓组件，包括上锚杆、异形锚筋和高阻尼橡胶；所述上锚杆为一组件，其自上而下依次包括螺杆，圆柱台和U形扣件；所述异形锚筋包括中段的U形部件以及两侧的平直钢筋部件；所述上锚杆的U形扣件与异形锚筋的U形部件环扣连接，所述高阻尼橡胶完全包裹上锚杆的圆柱台、U形扣件和异形锚筋的U形部件。

作为本发明再进一步的方案：所述浅埋式柔性锚固螺栓组件包括上锚杆二、下锚杆、高阻尼橡胶和链节；所述上锚杆二与上锚杆结构相同，下锚杆为一组件，下锚杆自上而下依次包括U形扣件，圆柱台和L形锚筋；下锚杆的U形扣件与上锚杆二的U形扣件通过链节环扣连接。

作为本发明再进一步的方案：所述锚固钢筋呈长条形；所述加固钢筋呈矩形。

作为本发明再进一步的方案：所述链节的数量设置在一个及以上。

作为本发明再进一步的方案：所述柔性锚固螺栓组件一上端设置有外螺纹，锚固螺母一内侧设置有内螺纹，柔性锚固螺栓组件一与锚固螺母一通过外螺纹与内螺纹的配合完成连接；所述柔性锚固螺栓组件二上端设置有外螺纹，锚固螺母二内侧设置有内螺纹，柔性锚固螺栓组件二与锚固螺母二通过外螺纹与内螺纹的配合完成连接。

一种公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置的安装方法，其主要步骤如下：

1）检查预留槽中预留钢筋并进行修整；

2) 检查预留槽中预留钢筋，若锚固强度不足，则需另外打孔植入套有螺旋筋（10）的预埋钢筋；

3）根据需要放置柔性锚固螺栓组件并将其与路面调平，通过焊接或绑扎方式将柔性锚固螺栓组件固定至锚固钢筋；

4）拆除活动梳齿板和固定梳齿板，换装定位工装，支模后浇灌混凝土；

5）拆除定位工装并安装锚固活动梳齿板和固定梳齿板；梳齿交叉安置，确保其上表面与桥面在一个平面上；

6）清理现场，完成安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本技术方案结构简单，采用柔性锚固螺栓组件，能够实现拉伸、复位和水平扭转，满足活动梳齿板随着梁端转动的多向变位要求，实现了浅埋式安装并确保活动梳齿板的安装稳定性；（2）本发明能够通过增减链节的数量易于实现浅埋式及其它安装深度要求，经济性更突出。（3）本技术方案的伸缩装置满足旧桥更换或新建项目的浅埋式安装需求。（4）安装预紧力增强了连接的可靠性和紧密性，具有较好的减震效果。（5）在伸缩装置和混凝土之间增加弹性橡胶材料层，缓冲车轮对装置的冲击力，同时降低了噪音，起到很好的环保和保护效果。（6）柔性锚固螺栓组件以及矩形钢筋避免了局部混凝土破坏、散落，起到很好的保护作用。

附图说明

图1为公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置在旧桥更换中的安装结构示意图。

图2为图1沿A-A1方向的剖视图。

图3为公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置在新桥安装中的安装结构示意图。

图4为图3沿B-B1方向的剖视图。

图5为浅埋式柔性锚固螺栓组件的结构示意图。

图6为深埋式柔性锚固螺栓组件的结构示意图。

图7为锚固钢筋的结构示意图。

图8为加固钢筋的结构示意图。

图9为螺旋钢筋的结构示意图。

图中：1-活动梳齿板，2-锚固螺母一，3-柔性锚固螺栓组件一，4-预留钢筋，5-锚固钢筋，6-固定梳齿板，7-不锈钢板，9-弹性胶垫，10-螺旋筋，22-锚固螺母二，32-柔性锚固螺栓组件二，13-上锚杆，14-异形锚筋，15-高阻尼橡胶，101-上锚杆二，111-下锚杆，121-链节。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

请参阅图1-2和5-9，一种公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置，包括活动梳齿板1、锚固螺母2、柔性锚固螺栓组件、锚固钢筋5、加固钢筋和固定梳齿板6；所述柔性锚固螺栓组件包括柔性锚固螺栓组件一3和柔性锚固螺栓组件二32，所述柔性锚固螺栓组件一3和柔性锚固螺栓组件二32结构相同，所述柔性锚螺栓组件一3穿过活动梳齿板1上的连接通孔与锚固螺母一2连接；所述柔性锚固螺栓组件二32穿过固定梳齿板6上的连接通孔与锚固螺母二22连接；所述柔性锚固螺栓组件一3上端设置有外螺纹，锚固螺母一2内侧设置有内螺纹，柔性锚固螺栓组件一3与锚固螺母一2通过外螺纹与内螺纹的配合完成连接；所述柔性锚固螺栓组件二32上端设置有外螺纹，锚固螺母二22内侧设置有内螺纹，柔性锚固螺栓组件二32与锚固螺母二22通过外螺纹与内螺纹的配合完成连接；

所述活动梳齿板1和固定梳齿板6组成连续承载面，活动梳齿板1安装在桥梁伸缩缝一端的预留安装槽内，所述固定梳齿板6安装在桥梁伸缩缝另一端的预留安装槽内；所述固定梳齿板6底面还设置有不锈钢板7，所述不锈钢板7安装在桥梁伸缩缝另一端的预留安装槽内；所述活动梳齿板1与梁体之间还设置有弹性胶垫9，目的是减少缓冲车轮对装置的冲击力，同时降低了噪音，起到很好的环保和保护效果；

所述柔性锚固螺栓组件一3和柔性锚固螺栓组件二32通过焊接或绑扎方式固定至锚固钢筋4上，所述预留钢筋5及加固钢筋11与锚固钢筋4相互嵌套后焊接或者绑扎牢靠；所述锚固钢筋4呈长条形，所述加固钢筋11呈矩形；

所述柔性锚固螺栓组件包括浅埋式柔性锚固螺栓组件和深埋式柔性锚固螺栓组件，根据实际需要既可以在浅埋式安装结构中应用又可以在深埋式安装结构中应用；

当柔性锚固螺栓应用在浅埋式安装结构中选用浅埋式柔性锚固螺栓组件，所述浅埋式柔性锚固螺栓组件包括上锚杆13、异形锚筋14和高阻尼橡胶15；所述上锚杆13为一组件，其自上而下依次为螺杆，圆柱台和U形扣件，浅埋式柔性锚固螺栓组件的异形锚筋14由钢筋弯折而成，包括中段的U形部件以及两侧的平直钢筋部件；所述上锚杆13直接与异形锚筋14的U形部件环扣连接，所述高阻尼橡胶15完全包裹上锚杆13的圆柱台、U形扣件和异形锚筋14的U形部件；

当柔性锚固螺栓应用在深埋式安装结构中选用深埋式柔性锚固螺栓组件，所述深埋式柔性锚固螺栓组件包括上锚杆二101、下锚杆111、高阻尼橡胶15和链节121；所述上锚杆二101与上锚杆13结构相同，下锚杆111为一组件，其自上而下依次为U形扣件，圆柱台和L形锚筋；下锚杆111的U形扣件与上锚杆二101的U形扣件通过链节121环扣连接，所述链节121的数量根据实际安装深度设置在一个及以上；所述柔性锚固螺栓组件可以采用其他具有类似弹性、扭转功能的材料或复合材料替换。

所述一种公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置在旧桥更换伸缩装置安装方法步骤如下：

1）拆除旧的伸缩装置，尽可能保留原有预留钢筋4；

2）检查预留槽中预留钢筋4，若锚固强度不足，则需另外打孔植入套有螺旋筋10的预埋钢筋4；

3）放置浅埋式伸缩装置并将其与路面调平，通过焊接或绑扎方式固定锚固钢筋5、加固钢筋11和柔性锚固螺栓组件3；

4）拆除活动梳齿板1和固定梳齿板6，换装定位工装，支模后浇灌混凝土；

5）拆除定位工装并安装锚固活动梳齿板1和固定梳齿板6；梳齿交叉安置，确保其表面与桥面在一个平面上；

6）清理现场，完成安装。

实施例2

本公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置不仅可以应用到旧桥更换伸缩装置的安装中，同时也可以应用到新桥伸缩装置的安装过程；

所述一种公路桥梁浅埋式柔性梳齿板形伸缩装置在新桥伸缩装置的安装方法步骤如下：

1）检查预留槽中预留钢筋4并进行修整；

2）放置浅埋式伸缩装置并将其与路面调平，通过焊接或绑扎方式固定锚固钢筋5、加固钢筋11和柔性锚固螺栓组件3；

3）拆除活动梳齿板1和固定梳齿板6，换装定位工装，支模后浇灌混凝土；

4）拆除定位工装并安装锚固活动梳齿板1和固定梳齿板6；梳齿交叉安置，确保其表面与桥面在一个平面上；

5）清理现场，完成安装。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。