一种自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置，它将梳齿板变位与弹性阻尼变位相结合，弹性阻尼变位装置设置在梳齿板变位装置的活动钢制梳齿板根部，弹性阻尼变位装置内包括至少一个弹簧部件或者聚氨酯高分子复合材料制作的弹性部件，且弹性阻尼变位装置与活动钢制梳齿板的接触方式为点接触。本实用新型解决了现有技术中存在的钢制梳齿型伸缩装置对变位适应性较差、存在螺栓刺穿轮胎的情况、影响行车安全以及使用寿命不够理想等问题，且结构简单，生产成本低。
【专利说明】一种自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于桥梁上的自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置，特别 是一种钢制梳齿型大伸缩量桥梁自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置，属于桥梁结构伸 缩装置【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 随着公路运输的快速发展，公路交通量和汽车载重量也越来越大，对公路桥梁的 设计也提出了更高的要求，而公路桥梁设计中比较重要的一个部件就是桥梁伸缩缝处的伸 缩装置。近年来，具有多向变位性能的钢制梳齿型大伸缩量桥梁伸缩装置在大跨径悬索桥、 斜拉桥等桥梁中得到了广泛应用。为实现梳齿板伸缩装置的坚向、横向及扭转变位等空间 多向变位，国内桥梁工程界都做了很多有益的探索，基本做法是在活动钢制梳齿板的前端 或者根部设置可相对转动的连接机构。通常的做法是在分块的活动钢制梳齿板的根部下侧 设置可承压转动轴或者转动球形支座，通过单元分块梳齿板和承压转动轴（或者转动球形 支座）有效组合，使钢制活动梳齿型板适应大跨径桥梁发生坚向、横向、扭转等空间变形，从 而实现桥梁伸缩装置本身的安全、耐久使用。
[0003] 但根据这类伸缩装置实际使用情况及研究不难发现，目前市场上具有多向变位性 能的钢制梳齿型大伸缩量桥梁伸缩装置在钢结构主梁桥梁中结构上受力明确，使用效果 好，但在混凝土主梁结构中存在一些缺陷。缺陷一：活动钢制梳齿板采用根部设置承压转 轴式变位装置时，因活动钢制梳齿板采用的是一根转轴，单元板与转轴为线接触形式，对横 向变位适应性较差；同时由于根部未设置锚固螺栓，一旦桥梁发生的坚向变位较大，后端极 易翘起，严重影响到行车的安全。缺陷二：活动钢制梳齿板采用前端设置转动球形支座变 位装置时，活动钢制梳齿板根部设置了一排保险螺栓，但因保险螺栓全部锚固于混凝土内， 与前端的锚固螺栓一起使活动钢制梳齿板成为了固定结构，并不能实现单元板坚向变位， 造成该种结构活动钢制梳齿板与传统梳齿板受力没有实质性改变，根部锚固螺栓在受力后 极易造成混凝土的损坏及其自身的拔出，发生螺栓刺穿轮胎的情况，从而缩短伸缩装置的 使用寿命，也影响到行车的安全。缺陷三：在采用承压转轴式变位装置时，承压转轴下面的 混凝土浇筑空间小，质量较难保障，经常会造成承压转轴的断裂；采用球形支座多向变位箱 时，其与主梁的连接采用预埋钢筋与变位箱焊接形式，由于预埋钢筋变形、焊接及混凝土操 作空间小等因素影响到焊接和混凝土浇筑质量，从而造成箱体塌落等病害。如果这些缺陷 未得到处理和解决，都会严重影响多向变位钢制梳齿型伸缩装置的使用寿命和行车安全。 因此，对现有的多向变位钢制梳齿板桥梁伸缩缝装置存在的不足进行优化改进以克服现有 技术的不足十分必要。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置，从而解 决现有技术中存在的钢制梳齿型伸缩装置对变位适应性较差、存在螺栓刺穿轮胎的情况、 影响行车安全以及使用寿命不够理想等问题，从而克服现有技术的不足。
[0005] 为实现本实用新型的目的，本实用新型采用了这样的技术方案：首先，本实用新型 的技术方案应用于桥梁的钢制梳齿型伸缩装置，一般这种钢制梳齿型伸缩装置在桥梁的伸 缩缝的两边的桥梁主梁上分别设置可以相互嵌合的固定钢制梳齿板和活动钢制梳齿板来 实现装置的变位。本实用新型主要是在这种装置的活动钢制梳齿板的根部设置一种弹性阻 尼变位装置，弹性阻尼变位装置设置在活动钢制梳齿板根部，弹性阻尼变位装置内包括至 少一个弹簧部件或者聚氨酯高分子复合材料制作的弹性部件，且弹性阻尼变位装置与活动 钢制梳齿板的接触方式为点接触。
[0006] 具体说来，本实用新型的整体结构是这样的：在桥梁两段主梁之间的伸缩缝处设 置梳齿型变位装置，梳齿型变位装置由可以互相活动嵌合的固定钢制梳齿板和活动钢制梳 齿板组成，固定钢制梳齿板和活动钢制梳齿板分别设置在桥梁伸缩缝两侧混凝土梁体上， 固定钢制梳齿板和活动钢制梳齿板相互交叉布置。固定钢制梳齿板固定在一段桥梁主梁 上，其锚固深度通常大于桥面铺装厚度的2倍以保证其足够牢固，而活动钢制梳齿板设置 在另一段桥梁主梁上，其上的梳齿与固定钢制梳齿板上的梳齿可以自由嵌合。
[0007] 固定钢制梳齿板下方设有不锈钢滑板，活动钢制梳齿板安装后搭接在不锈钢滑 板上。固定钢制梳齿板通过固定螺栓二与桥梁主梁连接，活动钢制梳齿板通过固定螺栓一 与桥梁主梁连接，固定螺栓一和固定螺栓二与预埋在主梁混凝土中的预埋钢筋焊接固定。
[0008] 活动钢制梳齿板根部通过一个可以使其适应多个方向的足够大的变形的弹性阻 尼变位装置锚固在桥梁主梁上。弹性阻尼变位装置是一个可以自适应多向变位的多向变位 箱，活动钢制梳齿板与自适应多向变位箱锚固连接。自适应多向变位箱内部包括至少一个 自适应弹性变位装置，该自适应弹性变位装置通常是压缩弹簧或者聚氨酯高分子复合材料 制作的弹性部件。
[0009] 它还设有防水装置，防水装置布置在固定钢制梳齿板和活动钢制梳齿板的下方， 实现伸缩装置的防水功能。
[0010] 优选的，本实用新型的自适应多向变位箱可以这样设计：它的箱体通过一块锚固 钢板将其分隔为上下两层，箱体下层为封闭小箱体，箱体上层为上部敞口的槽；它还采用锚 固螺栓穿过锚固钢板连接上下两层；锚固螺栓上端连接在活动钢制梳齿板上，使活动钢制 梳齿板遮盖住箱体的上部开口；自适应弹性变位装置设置在锚固螺栓位于箱体下层的位置 上。在箱体下层锚固螺栓的底部尾端在设有一个可防止锚固螺栓从箱体下层抽出的限位螺 母一，自适应弹性变位装置设置在箱体下层的限位螺母一与锚固钢板之间；锚固螺栓的上 方穿过活动钢制梳齿板并用限位螺母三在活动钢制梳齿板的上表面将其固定住。这实际上 就是一种采用锚固螺栓与活动钢制梳齿板连接的点接触连接方式。它的好处活动钢制梳齿 板受到多向荷载，都能通过锚固螺栓传递给自适应弹性变位装置，再通过自适应弹性变位 装置的自身变形来消除荷载，从而保证桥梁的安全。
[0011] 为了这种装置具有更高稳定性和安装便捷性，本实用新型在箱体上层的锚固螺栓 上还设有限位螺母二和限位螺母四；限位螺母二位于锚固钢板上，用于锚固螺栓的安装定 位；限位螺母四位于活动钢制梳齿板底部，用于防止锚固螺栓从活动钢制梳齿板中脱出。
[0012] 对于每一块活动钢制梳齿板来说，可以设置多个这种自适应多向变位箱，成排布 置在活动钢制梳齿板的根部。而每个自适应多向变位箱的箱体内部，又可以采用分隔钢板 将其分为若干个分隔箱体，每个分隔箱体都设置一组锚固螺栓组件(包括锚固螺栓、限位螺 母一、限位螺母二、限位螺母三、限位螺母四和自适应弹性变位装置)，一个箱体内各组锚固 螺栓组件共用一块锚固钢板，这样每个自适应多向变位箱与活动钢制梳齿板就有多个锚固 点，提高装置使用的稳定性。
[0013] 由于采用了本实用新型的技术方案，当桥梁在受到车辆冲击、横向不均匀受力等 情况下，本实用新型的伸缩装置中的自适应变位箱处于活动钢制梳齿板受力不利的根部， 弹性阻尼变位装置以点接触形式通过其拉压变形实现多向变位，较容易实现多向变位；在 变位较大时，可以通过锚固螺栓及限位锚固钢板实现保险控制，防止因过大变位造成梳齿 板塌落造成交通安全事故，其限位螺母与顶面锚固螺母共同固定锚固螺栓，使其不会从顶 面穿出，出现刺穿轮胎的情况；第三，通过预埋钢板与多向变位箱及其钢筋的焊接实现锚固 可靠的效果，也不存在底部混凝土脱空的可能。因此，能全方位实现设计意图，确保伸缩装 置的耐久和安全使用。本实用新型结构简单，生产成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型的伸缩装置变位结构顺桥向立剖面示意图；
[0015] 图2是本实用新型的伸缩装置变位结构的平面示意图；
[0016] 图3是本实用新型的多向变位箱的结构示意图，该图同时展示出了本实用新型的 伸缩装置变位结构的一块活动钢制梳齿板的横桥向立剖面示意。
[0017] 附图标记说明：1-固定钢制梳齿板，2-活动钢制梳齿板，3-多向变位箱，4-预埋钢 板，5-不锈钢滑板，6-固定螺栓一，7-防水装置，8-自适应弹性变位装置，9-限位螺母二， 10-锚固螺栓，11-桥面铺装，12-固定螺栓二，13-桥梁主梁，14-箱体钢板，15-锚固钢板， 16-限位螺母一，17-预埋钢筋，18-限位螺母三，19-限位螺母四。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0019] 看图1，图1展示了本实用新型的伸缩装置变位结构顺桥向立剖面示意，从图中可 以看到，本实用新型的伸缩装置是设在桥梁主梁13两段之间的伸缩缝处，并主要包括固定 钢制梳齿板1、活动钢制梳齿板2,在活动钢制梳齿板2的根部设有一个能够自适应多向变 位的多向变位箱3。活动钢制梳齿板2与多向变位箱2锚固连接。固定钢制梳齿板1通过 固定螺栓二12与桥梁主梁13连接，活动钢制梳齿板2通过固定螺栓一 6与桥梁主梁13连 接，固定螺栓一 6和固定螺栓二12与预埋在主梁混凝土中的预埋钢筋17焊接固定。
[0020] 结合图2以期看，很显然，从图1和图2中可以看到，在同一截面上，固定钢制梳齿 板1采用了三颗固定螺栓二12使其固定在桥梁主梁13上，而活动钢制梳齿板2只在其中 部设有一颗固定螺栓1使其在桥梁主梁13上可以适应移动的变形，同时通过其根部的多向 变位箱3实现更好的变形。
[0021] 从图1中还可以看到，本实用新型的这种伸缩装置是通过将桥梁主梁13两段的伸 缩缝边缘的桥面铺装11和桥梁主梁13的一部分去除形成槽以后设置在该槽的位置，并用 混凝土浇筑使其与桥梁主梁13的混凝土形成整体。伸缩装置通过一些预埋钢筋17固定在 主梁混凝土中，预埋17的埋深通常需要达到桥面铺装11厚度的2?3倍。
[0022] 另外，从图1同时结合图2还可以看到，固定钢制梳齿板1下方设有不锈钢滑板5， 活动钢制梳齿板2安装后搭接在不锈钢滑板5上，从而固定钢制梳齿板1和活动钢制梳齿 板2在不锈钢滑板5上自由交叉。活动钢制梳齿板2的梳齿可以在不锈钢滑板5上叉入或 者叉出固定钢制梳齿板1的梳齿，从而适应汽车通过桥梁时或者承受其他荷载带来的冲击 力。
[0023] 另外，图1还清楚地展示了本实用新型的防水装置7的设计，防水装置7设在固定 钢制梳齿板1和活动钢制梳齿板2的下方，实现伸缩装置的防水功能。
[0024] 看图3,展示了本实用新型的这种自适应多向变位箱3的一种结构，它是位于桥梁 梳齿型伸缩装置的活动钢制梳齿板2的底部，在这种结构中，本实用新型的自适应多向变 位箱3的箱体被分隔钢板坚向分隔为四个小箱体，四个小箱体中均设有一根锚固螺栓10， 同时采用一块锚固钢板15将箱体横向分隔成为两层，锚固螺栓10上分别通过限位螺母一 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，还可以看到，变位箱的 箱体是由箱体钢板14围护而成，底部的一块箱体钢板14与预埋在桥梁主梁13中的预埋钢 板4焊接固定，而预埋钢板4通过预埋钢筋17锚固在桥梁主梁13中。
[0025] 自适应弹性变位装置8 (在图中为一个套在锚固螺栓10上的压力弹簧）设置在锚 固螺栓10位于箱体下层的位置上，并卡在锚固钢板15与限位螺母一 6之间，当锚固螺栓10 受到从活动钢制梳齿板2传递来的力时，锚固螺栓10将荷载传递到自适应弹性变位装置8 的压力弹簧，压力弹簧通过自身的变形来适应和抵消荷载，从而有效避免了桥梁主梁13受 到冲击。
[0026] 当然，以上只是本实用新型的具体应用范例，本实用新型还有其他的实施方式，凡 采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置，包括在两段桥梁主梁（13)之间的伸 缩缝处设置的的固定钢制梳齿板（1)和活动钢制梳齿板（2)，固定钢制梳齿板（1)和活动钢 制梳齿板（2)相互交叉，其特征在于：固定钢制梳齿板（1)下方设有不锈钢滑板（5)，活动 钢制梳齿板（2)安装后搭接在不锈钢滑板（5)上；活动钢制梳齿板（2)根部通过一个可以使 其适应多个方向变形的弹性阻尼变位装置锚固在桥梁主梁（13)上。
2. 根据权利要求1所述的自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置，其特征在于：所述 弹性阻尼变位装置是一个可以自适应多向变位的多向变位箱（3)，活动钢制梳齿板（2)与 多向变位箱（2)锚固连接。
3. 根据权利要求2所述的自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置，其特征在于：所述 多向变位箱（3)的内部包括至少一个自适应弹性变位装置（8)，该自适应弹性变位装置（8) 是压缩弹簧或者聚氨酯高分子复合材料制作的弹性部件。
4. 根据权利要求1所述的自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置，其特征在于：固定 钢制梳齿板（1)通过固定螺栓二（12)与桥梁主梁（13)连接，活动钢制梳齿板（2)通过固定 螺栓一（6)与桥梁主梁（13)连接，固定螺栓一（6)和固定螺栓二（12)与预埋在主梁混凝土 中的预埋钢筋（17)焊接固定。
5. 根据权利要求1所述的自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置，其特征在于：它还 设有防水装置（7)，防水装置（7)设在固定钢制梳齿板（1)和活动钢制梳齿板（2)的下方，实 现伸缩装置的防水功能。
6. 根据权利要求5所述的自适应多向变位的梳齿型桥梁伸缩装置，其特征在于：防水 装置（7)在固定钢制梳齿板（1)和活动钢制梳齿板（2)的交叉部位下方。
【文档编号】E01D19/06GK203890870SQ201420106803
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】杜镔, 龙万学, 漆贵荣, 许湘华, 凌桂香, 唐志, 杨健, 佘远程, 刘建军, 万麟 申请人:贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司