本发明属于桥梁伸缩技术领域，具体涉及一种斜向多向变位伸缩装置。
背景技术：
桥梁上需要使用伸缩装置来满足桥梁伸缩的需求。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。
而目前所使用的伸缩装置只能够满足水平向的伸缩调整，在垂直向不能够满足其上下错位变形；致使车辆在通过伸缩缝时由于上下错位不仅会产生震动噪音，更严重的是由于不能够维修或更换伸缩缝而导致桥梁梁体的损坏。桥梁结构缝在自由度方向均存在不同程度的空间运动，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。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种采用模块化、单元式设计的斜向多向变位伸缩装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
斜向多向变位伸缩装置，包括滑移端变位装置、固定端变位装置、跨缝梁；跨缝梁的两端安装在滑移端变位装置、固定端变位装置上；
具体地，滑移端变位装置包括滑移端底座、后座、导向压板、导向套轨、转动球冠、转动球座、滑移端前导套、盖板；后座与滑移端底座连接，导向压板与滑移端底座固定，将导向套轨、转动球冠、转动球座、滑移端前导套限制在滑移端底座上；盖板与导向套轨连接固定，并与跨缝梁、后座接触；
固定端变位装置由固定端底座、固定端前导套、固定端后导套、固定端盖压板、转动球冠和转动球座组成；固定端盖压板将跨缝梁与转动球冠、转动球座压紧。
滑移端变位装置、固定端变位装置分别安装在相对的滑移端梁体与固定端梁体上，滑移端梁体上设有滑移端梁体托架，固定端梁体上设有固定端梁体托架。
桥梁伸缩时，盖板、导向套轨、转动球冠、转动球座、滑移端前导套整体沿桥梁横向移动；滑移端前导套和导向套轨都设置有凹槽限位结构，两者将转动球座卡入其中，转动球座与其的接触面设置为弧形。
转动球座与转动球冠之间设置球面摩擦副；滑移端前导套和导向套轨受导向压板和滑移端底座的限制；导向套轨与导向压板、滑移端底座之间，以及滑移端前导套与滑移端底座之间、转动球冠与滑移端底座之间、转动球座与跨缝梁之间、盖板与后座之间均设置滑动摩擦副。
跨缝梁与固定端盖压板之间设置阶梯弧形结构；固定端盖压板与固定端底座采用第一连接螺栓固定，将固定端前导套、固定端后导套、转动球冠和转动球座限制在其之间；固定端前导套、固定端后导套与转动球座之间设置凹槽，转动球座与其接触表面均设置弧形，固定端前导套、固定端后导套将转动球座限在其间。
该伸缩装置还包括密封装置；密封装置包括跨缝梁间密封装置和梁端止水装置；跨缝梁间密封装置包括固定螺钉、密封带压板、密封带；梁端止水装置包括止水带、止水带压板、螺钉；止水带的两端均通过止水带压板与螺钉安装在滑移端梁体、固定端梁体的相向侧壁上。
每个转动球座上方有一个跨缝梁，跨缝梁端突出轴与转动球冠孔相配合，转动球座与跨缝梁之间设置滑动摩擦副。
本发明的有益效果：本发明解决了传统模数式伸缩装置跳车严重，行车噪音大，均匀变位能力差的问题，又解决了梳齿缝安装槽尺寸大，安装精度高，骑缝型梳齿板缝不适宜行人通行的等问题，可提高行车舒适性，减少桥梁伸缩缝安装槽结构尺寸，减震降噪，模块化设计便于安装更换维修。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明伸缩装置的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图2的b-b剖视图；
图4为图2去除跨缝梁的视图；
图5为图4的a-a剖视图；
图中标记：滑移端梁体1、固定端梁体1-1、固定端梁体托架1-2、滑移端梁体托架1-3、后座2、盖板3、导向压板4、跨缝梁间密封装置5、固定螺钉5-1、密封带压板5-2、密封带5-3、跨缝梁6、固定端盖压板7、后座连接螺栓8、导向套轨9、滑移端底座10、转动球冠11、转动球座12、止水带压板13、螺钉14、止水带15、固定端底座16、固定端前导套17、固定端后导套18、第一连接螺栓19、第一竖向摩擦副20、第一水平摩擦副21、第一摩擦副22、第二竖向摩擦副23、滑动副24、第三竖向摩擦副25、第三水平摩擦副26、第二摩擦副27、球面摩擦副28、第二水平摩擦副29、第二连接螺栓30、第三连接螺栓31、第四连接螺栓32、第五连接螺栓33、滑移端前导套34。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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作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。
斜向多向变位伸缩装置，包括滑移端变位装置、固定端变位装置、跨缝梁6、密封装置；如图1-2所示，滑移端变位装置、固定端变位装置分别安装在相对的滑移端梁体1与固定端梁体1-1上，滑移端梁体1上设有滑移端梁体托架1-3，固定端梁体1-1上设有固定端梁体托架1-2；跨缝梁6的两端安装在滑移端变位装置、固定端变位装置上；
具体地，滑移端变位装置包括滑移端底座10、后座2、导向压板4、导向套轨9、转动球冠11、转动球座12、滑移端前导套34、盖板3；后座2与滑移端底座10间采用后座连接螺栓8连接，导向压板4与滑移端底座10固定，将导向套轨9、转动球冠11、转动球座12、滑移端前导套34限制在滑移端底座10上；
盖板3与导向套轨9连接固定，并与跨缝梁6、后座2接触；桥梁伸缩时，盖板3、导向套轨9、转动球冠11、转动球座12、滑移端前导套34整体沿桥梁横向移动；
滑移端前导套34和导向套轨9都设置有凹槽限位结构，两者将转动球座12卡入其中，转动球座12与其(滑移端前导套34和导向套轨9的凹槽)的接触面设置为弧形，可实现转动；
如图5所示，转动球座12与转动球冠11之间设置球面摩擦副28，可实现良好的转动；
滑移端前导套34和导向套轨9受导向压板4和滑移端底座10的限制，只可在横桥向实现运动；
导向套轨9与导向压板4、滑移端底座10之间，以及滑移端前导套34与滑移端底座10之间、转动球冠11与滑移端底座10之间、转动球座12与跨缝梁6之间、盖板3与后座2之间均设置滑动摩擦副，摩擦副由不锈钢和镶嵌耐磨材料(包括聚四氟乙烯、超高分子了聚乙烯)组成；
具体地，导向套轨9与导向压板4之间设置有摩擦副22、第三竖向摩擦副25；导向套轨9与滑移端底座10之间设置有第三水平摩擦副26；滑移端前导套34与滑移端底座10之间设置有第二竖向摩擦副23、第二水平摩擦副29；转动球冠11与滑移端底座10之间设置有摩擦副27；转动球座12与跨缝梁6之间设置有滑动副24；盖板3与后座2之间设置有第一竖向摩擦副20、第一水平摩擦副21；
固定端变位装置由固定端底座16、固定端前导套17、固定端后导套18、固定端盖压板7、转动球冠11和转动球座12组成；固定端盖压板7将跨缝梁6与转动球冠11、转动球座12压紧，限制跨缝梁6端头轴的移动，跨缝梁6与固定端盖压板7之间设置阶梯弧形结构，可实现跨缝梁限位承载和跨缝梁端头轴的竖向转动，实现桥梁伸缩时，满足跨缝梁与横桥向角度变化功能；
固定端盖压板7与固定端底座16采用第一连接螺栓19固定，将固定端前导套17、固定端后导套18、转动球冠11和转动球座12限制在其之间；固定端前导套17、固定端后导套18与转动球座12之间设置凹槽，转动球座12与其接触表面均设置弧形，固定端前导套17、固定端后导套18将转动球座12限在其间；
如图4所示，第二连接螺栓30固定固定端底座16与固定端前导套17，第三连接螺栓31固定固定端后导套18与固定端底座16，第四连接螺栓32固定导向压板4与滑移端底座10，第五连接螺栓33固定盖板3和导向套轨9；
如图5所示，转动球座12与转动球冠11间设置球面摩擦副28，转动球冠11与固定底座间、转动球座与跨缝梁之间均设置平面摩擦副(同滑移端变位装置)，摩擦副由不锈钢和镶嵌耐磨材料组成；
固定端前导套17、固定端后导套18与固定端底座16连接固定，转动球座12和转动球冠11在其间可实现三方向的转动，可适应跨缝梁沿横桥向、纵桥向、竖桥向的转动，适应了跨缝梁与桥梁横桥向的角度变化，从而适应桥梁的多向变位。
如图1、3所示，密封装置包括跨缝梁间密封装置5和梁端止水装置；跨缝梁间密封装置5包括固定螺钉5-1、密封带压板5-2、密封带5-3，可适应跨缝梁之间的间隙变化，并且将雨水灰尘导入梁端止水带中，防止污染梁端两侧变位装置工作；
密封装置安装在相邻跨缝梁之间，固定螺钉5-1将密封带压板5-2和密封带5-3固定在跨缝梁上，防止雨水杂物从跨缝梁间进入梁体上变位装置内；
跨缝梁6位于固定端变位装置的一端通过固定端盖压板7将其与转动球冠11、转动球座12压紧；跨缝梁6位于滑移端变位装置一端是通过盖板3压紧，然后通过第五连接螺栓33固定盖板3和导向套轨9，导向压板4与滑移端底座10固定，将导向套轨9限制在滑移端底座10和导向压板4之间，实现了跨缝梁6位于滑移端的变位约束。
梁端止水装置包括止水带15、止水带压板13、螺钉14；止水带15的两端均通过止水带压板13与螺钉14安装在滑移端梁体1、固定端梁体1-1的相向侧壁上。
每个转动球座12上方有一个跨缝梁6，跨缝梁端突出轴与转动球冠孔相配合，转动球座与跨缝梁之间设置滑动摩擦副，可实现跨缝梁与转动球座的转动和承载作用。
斜向多向变位伸缩装置将梁缝伸缩纵向位移转化为横桥向位移，通过采用斜向跨缝梁将梁缝变化转化为跨缝梁之间斜向缝隙的变化，斜向缝隙的变化因斜向跨缝梁与横桥向角度变化引起，斜向跨缝梁一端轴约束，只允许沿竖桥向轴向转动，斜向跨缝梁另一端采用转动装置加横向导轨约束，可实现另一端的转动和横桥向移动，从而跨缝梁与横桥向角度发生变化，实现桥梁的伸缩和转动。
斜向多向变位伸缩装置采用模块化、单元式设计，每个单元由几组或几十组跨缝梁及其相关结构组成，安装维护方便，便于维修更换，并在不中断交通的前提下，完成伸缩装置的维修和更换，方便快捷。
当桥梁受车辆、温度载荷作用产生转动、伸缩变形时，斜向跨缝梁与桥梁横向夹角发生变化，滑移端变位装置将纵桥向位移转化为横桥向位移，跨缝梁下转动球座和转动球冠可适应桥梁的多向转动，也可实现承载要求，从而满足了桥梁伸缩缝多向变位的需求。此伸缩装置解决了传统模数式伸缩装置跳车严重，行车噪音大，均匀变位能力差的问题，又解决了梳齿缝安装槽尺寸大，安装精度高，骑缝型梳齿板缝不适宜行人通行的等问题，可提高行车舒适性，减少桥梁伸缩缝安装槽结构尺寸，减震降噪，模块化设计便于安装更换维修。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。