专利名称：模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置及其安装方法
技术领域：
本发明属于桥梁伸缩装置技术领域，具体涉及一种模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置及其安装方法。
背景技术：
近年来，随着基础建设投资加大，公路领域得到突飞猛进发展，尤其是高速公路、 市政高架桥梁、大型独立桥梁和跨海大桥等均得到迅速发展，桥梁作为跨越障碍、实现捷径的纽带，对其形式、功能、安全、外观等均提出了很高的要求。伸缩装置是为了保证车辆平稳通过桥面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。其作用主
要满足以下四点要求(D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。桥梁伸缩装置安装在桥梁端部预留伸缩缝隙区域，由于伸缩缝隙位置是桥梁结构受力集中且复杂多变的关键部位，对伸缩装置的安全、性能、寿命、外观等均提出较高的需求。目前，桥梁伸缩装置类型主要有以下几种
1、模数式伸缩装置。该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。2、普通梳齿板伸缩装置。该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，但无法满足在多项变位和合力扭转变位的功能。3、多向变位梳形板桥梁伸缩装置。该装置一般包括跨缝活动梳齿板和固定梳齿板，跨缝活动梳齿板和固定梳齿板的梳齿交叉的下方设置有不锈钢板；跨缝活动梳齿板的末端设置有数个“L”形保险螺栓和数组“L”形固定螺栓；固定梳齿板的末端设置有数个“L” 形固定螺栓；跨缝活动梳齿板的端部下方横向设置有竖向变位转轴。该装置在普通梳齿板伸缩装置基础上进行了一定的改变。但该装置结构设计存在的主要问题是不能满足在横向受力条件下发生水平转动，尤其是当纵向、横向、竖向同时发生合力扭变的情况下不能满足使用的要求，从而造成装置损坏。另外，该装置设计的竖向转动系统和混凝土未形成分离， 转动系统被混凝土牢牢包裹而失去竖向转动功能，或者转轴将包裹在其表面的混凝土剥落而造成装置损坏。
发明内容
本发明提供了一种模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置及其安装方法，以解决现有伸缩装置技术不能满足桥梁在温度、风动、荷载、合力等共同作用下的多向变位和扭变的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是
一种模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置，包括跨缝活动梳齿板和固定梳齿板，在跨缝活动梳齿板和固定梳齿板的梳齿交叉的下方设置有不锈钢板，跨缝活动梳齿板的末端设置有数个“L”形保险螺栓，其特征在于所述跨缝活动梳齿板的末端下部横向设置有变位箱，变位箱的上端面与跨缝活动梳齿板之间设置有活动间隙；所述变位箱包括上开口的箱体，箱体内包括设置在中间的多向变位装置和两侧的变位连接装置，所述多向变位装置包括以凹球面和凸球面嵌套滑动配合的上连接块和下连接块，上连接块与跨缝活动梳齿板固定连接，下连接块与变位箱的底板固定连接；所述变位连接装置包括套接的上U形螺栓和下U形螺栓，上U形螺栓和跨缝活动梳齿板固定连接，下U形螺栓和变位箱的底板固定连接。上述跨缝活动梳齿板的末端端部和下部均设置有弹性胶垫。可以有效起到缓冲荷载，减少震动和减少噪音的作用，更重要的是可以满足变位的需要。一种如上所述模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置的安装方法，包括以下步骤
1)在桥梁伸缩缝预留槽位置的一端安装变位箱，将下连接块固定于变位箱中间的箱
底；
2)把上连接块固定于跨缝活动梳齿板的末端的正下方；
3)把跨缝活动梳齿板安装在变位箱正上方，保证上连接块和下连接块的球面重合，确保装置跨缝活动梳齿板表面和桥面在同一个平面上；
4)将上U形螺栓和下U形螺栓交叉套接，分别安装在跨缝活动梳齿板的下部和变位箱的箱底部；
5)在桥梁伸缩缝预留槽位置的另一端安装固定梳齿板；跨缝活动梳齿板和固定梳齿板梳齿交叉安置，确保装置固定梳齿板的表面和桥面在同一个平面上；
6)在跨缝活动梳齿板和固定梳齿板的下方和周围浇注C50钢纤维混凝土并抹平。本发明在梁体一端作为活动端，在另一端作为固定端，在活动端下方安装一个变位箱，将球面多向变位装置放在变位箱内，在变位箱上通过变位连接装置固定活动端梳齿板。活动端梳齿板通过多向变位装置来满足桥梁横向、竖向、扭转变位，同时通过梳齿板的梳齿来完成纵向伸缩。本发明的优点如下
1、本发明解决了桥梁受环境因素影响产生的自由变位需要，主要通过多向变位装置解决桥梁在纵向、竖向、横向、扭变的功能；
2、在跨缝活动梳齿板和变位箱之间保留了一定缝隙，实现了变位装置和混凝土的分离，不会造成相互的受力制约；
3、伸缩装置采用模块化设计，减少了装置扭转变位的绝对值，达到更大的扭转效果；同时模块化设计为以后的定点维修带来方便，大大降低了维修成本；
4、跨缝活动梳齿板和固定梳齿板与桥面标高相同，梳齿方向沿车辆行驶方向，大大减少水平摩阻力(水平摩阻力仅在4kN/m以内，仅为模数式的1/5)，降低了车轮对伸缩装置的冲击力，延长装置使用寿命，并大大减少噪音；
5、在伸缩装置梳齿板和混凝土之间增加了弹性橡胶材料层，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、该伸缩装置所有配件均在车间加工成型，施工现场只需对配件进行组装，安装方便，工艺简单。
图1为现有伸缩装置结构示意图； 图2为图1的B—B面剖视图3为本发明结构示意图； 图4为图3的A—A面剖视图； 图5为图3的B—B面剖视图； 图6为桥梁伸缩装置的使用环境及功能示意图； 图7为桥梁在综合环境下的变位其中1、跨缝活动梳齿板；2、固定梳齿板；3、变位箱；4、上连接块；5、下连接块；6、上U 形螺栓；7、下U形螺栓；8、“L”形保险螺栓；9、“L”形固定螺栓；10、活动间隙；11、不锈钢板； 12、弹性胶垫；13、伸缩缝；14、不锈钢筋；15、箱体；16、竖向变位转轴。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。参见图1和图2，现有技术中的一种模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置，包括跨缝活动梳齿板1和固定梳齿板2，在跨缝活动梳齿板1和固定梳齿板2的梳齿交叉的下方设置有不锈钢板11。所述跨缝活动梳齿板1的末端设置有数个“L”形保险螺栓8和数组“L” 形固定螺栓9 ；所述固定梳齿板2的末端设置有数个“L”形固定螺栓9。在跨缝活动梳齿板 1的端部下方横向设置有竖向变位转轴16。参见图3、图4和图5，本发明所述的一种模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置，包括跨缝活动梳齿板1和固定梳齿板2，在跨缝活动梳齿板1和固定梳齿板2的梳齿交叉的下方设置有不锈钢板11，跨缝活动梳齿板1的末端设置有数个“L”形保险螺栓8 ；所述跨缝活动梳齿板1的末端下部横向设置有变位箱3，变位箱3的上端面与跨缝活动梳齿板1之间设置有活动间隙10 ；所述变位箱3包括上开口的箱体15，箱体内包括设置在中间的多向变位装置和两侧的变位连接装置，所述多向变位装置包括以凹球面和凸球面嵌套滑动配合的上连接块4和下连接块5，上连接块4与跨缝活动梳齿板1固定连接，下连接块5与变位箱 3的底板固定连接；所述变位连接装置包括套接的上U形螺栓6和下U形螺栓7，上U形螺栓6和跨缝活动梳齿板1固定连接，下U形螺栓7和变位箱3的底板固定连接。所述跨缝活动梳齿板1的末端端部和下部均设置有弹性胶垫12。可以有效起到缓冲荷载，减少震动和减少噪音的作用，更重要的是可以满足变位的需要。本发明所有配件均在车间加工成型，施工现场只需对配件进行组装，安装方便，工艺简单，包括以下步骤
1)在桥梁伸缩缝预留槽位置的一端安装变位箱3，将下连接块5装固于变位箱3中间的箱底；
2)把上连接块4装固于跨缝活动梳齿板1的末端的正下方；
3)把跨缝活动梳齿板1放在变位箱3正上方，保证上连接块4和下连接块5的球面重合，确保装置跨缝活动梳齿板1表面和桥面在同一个平面上；4)将上U形螺栓6和下U形螺栓7交叉套接，分别安装在跨缝活动梳齿板1的下部和变位箱3的箱底部；
5)在桥梁伸缩缝预留槽位置的另一端安装固定梳齿板2；跨缝活动梳齿板1和固定梳齿板2梳齿交叉安置，确保装置固定梳齿板2的表面和桥面在同一个平面上；
6)在跨缝活动梳齿板1和固定梳齿板2的下方和周围浇注C50钢纤维混凝土并抹平。本发明设计基本原理该装置在梁体一端作为活动端，在另一端作为固定端，在活动端下方安装一个变位箱，将球面多向变位装置置放在变位箱内，在变位箱上通过变位连接装置固定活动端梳齿板。活动端梳齿板通过多向变位装置来满足桥梁横向、竖向、扭转变位，同时通过梳齿板的梳齿来完成纵向伸缩。参见图6，为桥梁伸缩装置的使用环境及功能示意图。参见图7，为桥梁在综合环境下的变位图，桥梁在使用过程中会受到各种因素的影响，Y表示桥梁由于温度变化而热胀冷缩在顺延桥梁的方向产生的变位，X表示桥梁在汽车的压力下产生的垂直于桥面方向的变位，Z表示桥梁在风力作用下产生的垂直于桥梁侧面的变位，由于每个时刻三个因素影响不一样，产生的变位也不一样，所以三个变位产生的综合变位的方向的大小是不一样的，这样会使桥梁在可能产生任何一个方向的变位，甚至产生较大的扭变，本发明的变位装置是球面设计，而且伸缩装置和混凝土分离，不会相互制约，伸缩可以满足桥梁在任何方向变位，而且不会对混凝土产生破坏，保证桥梁和伸缩装置的使用寿命。本发明解决了桥梁受环境因素影响产生的自由变位需要，主要通过球面多向变位装置解决桥梁在纵向、竖向、横向、扭变的功能；在跨缝活动梳齿板的和变位箱之间保留了一定缝隙，确保了混凝土和转动装置的分离，不会造成相互的受力制约；本发明采用模块化设计，减少了装置扭转变位的绝对值，达到更大的扭转效果；同时模块化设计为以后的定点维修带来方便，大大降低了维修成本；跨缝活动梳齿板和固定梳齿板与桥面标高相同，梳齿方向沿车辆行驶方向，大大减少水平摩阻力(水平摩阻力仅在4KN/m以内，仅为模数式的 1/5)，降低了车轮的装置的冲击力，延长装置使用寿命，并大大减少噪音；在伸缩装置梳齿板和混凝土之间增加了弹性橡胶材料层，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；该伸缩装置所有配件均在车间加工成型，施工现场只需对配件进行组装，安装方便，工艺简单。
权利要求
1.一种模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置，包括跨缝活动梳齿板(1)和固定梳齿板 (2)，在跨缝活动梳齿板(1)和固定梳齿板(2)的梳齿交叉的下方设置有不锈钢板(11)，跨缝活动梳齿板(1)的末端设置有数个“L”形保险螺栓(8)，其特征在于所述跨缝活动梳齿板(1)的末端下部横向设置有变位箱(3)，变位箱(3)的上端面与跨缝活动梳齿板(1)之间设置有活动间隙(10)；所述变位箱(3)包括上开口的箱体(15)，箱体内包括设置在中间的多向变位装置和两侧的变位连接装置，所述多向变位装置包括以凹球面和凸球面嵌套滑动配合的上连接块(4 )和下连接块(5 )，上连接块(4 )与跨缝活动梳齿板(1)固定连接，下连接块(5)与变位箱(3)的底板固定连接；所述变位连接装置包括套接的上U形螺栓(6)和下U 形螺栓(7 )，上U形螺栓(6 )和跨缝活动梳齿板(1)固定连接，下U形螺栓(7 )和变位箱(3 ) 的底板固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置，其特征在于所述跨缝活动梳齿板(1)的末端端部和下部均设置有弹性胶垫(12)。
3.根据权利要求1或2任一所述模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置的安装方法，包括以下步骤1)在桥梁伸缩缝预留槽位置的一端安装变位箱(3)，将下连接块(5)装固于变位箱(3) 中间的箱底；2)把上连接块(4)装固于跨缝活动梳齿板(1)的末端的正下方；3 )把跨缝活动梳齿板(1)放在变位箱(3 )正上方，保证上连接块(4 )和下连接块(5 )的球面重合，确保装置跨缝活动梳齿板(1)表面和桥面在同一个平面上；4)将上U形螺栓(6)和下U形螺栓(7)交叉套接，分别安装在跨缝活动梳齿板(1)的下部和变位箱(3)的箱底部；5)在桥梁伸缩缝预留槽位置的另一端安装固定梳齿板(2)；跨缝活动梳齿板(1)和固定梳齿板(2)梳齿交叉安置，确保装置固定梳齿板(2)的表面和桥面在同一个平面上；6)在跨缝活动梳齿板(1)和固定梳齿板(2)的下方和周围浇注C50钢纤维混凝土并抹平。
全文摘要
本发明属于桥梁伸缩装置技术领域，具体涉及一种模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置及其安装方法。现有技术不能满足桥梁纵向、横向、竖向同时发生合力扭变的情况下的变位。本发明采用的技术方案是一种模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置，包括跨缝活动梳齿板和固定梳齿板，所述跨缝活动梳齿板的末端下部横向设置有变位箱，变位箱的上端面与跨缝活动梳齿板之间设置有活动间隙；所述变位箱包括上开口的箱体，箱体内包括设置在中间的多向变位装置和两侧的变位连接装置，所述多向变位装置包括以凹球面和凸球面嵌套滑动配合的上连接块和下连接块，上连接块与跨缝活动梳齿板固定连接，下连接块与变位箱的底板固定连接。本发明能满足桥梁多方向的变位。
文档编号E01D19/06GK102277829SQ201110125568
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者丁小军, 张华 , 张建军, 张江洪, 彭泽友, 潘长平, 王伟, 王似舜, 王建强, 王永祥, 罗波, 葛胜锦, 郑鹏飞, 韩敦赞, 鲁平印 申请人:西安万向交通科技有限公司, 西安中交土木科技有限公司