均匀变位拉索模数伸缩缝的制作方法

本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体而言，涉及一种均匀变位拉索模数伸缩缝。

背景技术：

随着现代化建设的进步，大跨度桥梁、长联多跨桥梁建设日益增多。模数伸缩缝，作为一种结构简单、使用寿命长、安装方便的伸缩缝装置，被越来越多地用在大跨度及长联多跨桥以适应正常使用情况下联间较大的收缩变形。

模数伸缩缝将总位移量分为多个位移单元，并且上部防水橡胶避免了水流入伸缩缝，有效防止了桥梁上部结构的腐蚀。此外，模数伸缩缝衍生出了多梁式、单梁式等不同的承重系统，单梁式承重系统又分为格栅式和旋转式等多种不同形式，以适应不同的缝宽变化范围，保证车辆通过时的平稳性和舒适性。

发明人袁万城将传统模数伸缩缝横梁改为两端滑动，并用贯穿的拉索将支撑横梁和控制箱联系在一起，提出了拉索模数伸缩缝装置。拉索模数伸缩缝可以有效的防止地震作用下梁端位移过大造成的碰撞和落梁，这样，伸缩缝从作为适应梁间伸缩变形的一种构造设施变为一种防碰撞、落梁的抗震装置。然而，拉索模数伸缩缝仍然存在着纵梁间缝宽不均匀的现象，具体表现为：在温度升高伸缩缝压缩时，靠近固定端位置缝宽大于远离固定端处纵梁间缝宽；相反，在温度降低伸缩缝拉伸时，靠近固定端位置处的缝宽小于远离固定端处纵梁间缝宽。并且研究分析发现：伸缩缝宽度不均匀不仅严重影响行车舒适性，而且对伸缩缝的冲击特性、疲劳特性以及振动特性产生影响，并可能进一步增加行车过程中产生的噪音。

所以，需要针对伸缩缝纵梁间缝宽不均匀的现象进行探索以提出合理有效的方法，以使得纵梁变位均匀，最终实现模数伸缩缝纵梁间均匀的缝宽。

技术实现要素：

为解决模数伸缩缝缝宽不均匀的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单的均匀变位拉索模数伸缩缝。

本实用新型中，均匀变位拉索模数伸缩缝，其特征在于，所述伸缩缝包括支撑系统、中纵梁4、边纵梁9、铰链式位移控制系统和拉索11；所述支撑系统由横梁7，压紧支座6，承压支座5和支撑框8组成，压紧支座6和承压支座5均由聚四氟乙烯板制成，横梁7穿过支撑框8，其上表面通过压紧支座6与支撑框8固定连接，其下表面通过承压支座5与支撑框8固定连接；中纵梁4与支撑系统垂直布置，中纵梁与横梁7固定连接；所述铰链式位移控制系统由等长链杆1、转动滑移销2和转动销3组成，等长链杆1通过转动滑移销2连接形成一组等长链杆组，两组等长链杆组由位于等长链杆1中部的转动销3连接，构成铰链式结构，使各等长链杆1可靠转动，所述中纵梁4底部设有纵向滑移槽12，所述铰链式位移控制系统的转动滑移销2通过中纵梁底部的纵向滑移槽12与中纵梁4连接；横梁7两侧设有控制箱10，横梁7与控制箱10通过拉索11相连。

本实用新型中，所述中纵梁4的数量视具体情况而定。

本实用新型中，所述中纵梁4的两侧设置边梁9，边梁9与横梁7垂直布置，边梁9两端固定在主梁上。

本实用新型所述的铰链式位移调节系统是长度相同的链杆通过链杆中间位置的转动销以及端部的转动滑移销连接而成。该铰链式位移调节系统通过端部的转动滑移销嵌入到纵梁底部纵向滑动槽中实现位移控制系统与支撑系统的组合。当伸缩缝伸缩变形时，该位移调节系统的链杆两端的转动滑移销沿纵梁上的缝槽滑移，相邻转动滑移销钉间横向距离减小，带动各纵梁的横向等位移运动，将伸缩缝由于主梁的温度变化产生的收缩位移通过机械调节方式可靠均匀传递到各纵梁上，最终实现缝宽的均匀性。

传统模数伸缩缝横梁为一端固定一端滑动，伸缩缝在伸缩过程中，力由活动端向固定端传递，并且受传递过程中各纵横梁间摩擦阻力的影响，作用在每根纵梁上的力大小不同，最终模数伸缩缝各纵梁位移量不同，造成纵梁间缝宽的不均匀。本发明提供的技术方案的优点：

本实用新型提供的均匀变位拉索模数伸缩缝为减小摩擦阻力的影响，将纵横梁的压紧支座和承压支座采用聚四氟乙烯滑板制作，使得纵横梁之间的摩擦阻力显著降低。

为进一步减小纵横梁之间摩擦阻力影响，实现纵梁间缝宽的均匀化，本实用新型将原先一端固定一端滑动改为两端滑动，缩短力的传递路径，减小了摩擦阻力的叠加组合影响，降低力传递过程中纵横梁间摩阻力影响，缩小各纵梁受力的差异。

此外，本实用新型提供了相互独立的支撑系统和位移控制系统，伸缩缝收缩位移可以均匀有效的传递到各纵梁，最终实现缝宽的均匀化。

为避免横梁与控制箱体间的相对位移过大导致横梁的落梁，本实用新型在横梁与控制箱体间设置贯穿的拉索，将两者联系在一起，避免横梁落梁。此外，通过对拉索设置一定的自由程，使得拉索在不影响伸缩缝正常使用的前提下可以防止位移过大而引起的碰撞。

本实用新型中铰链式位移调节系统将传统依靠剪切弹簧和压紧弹簧的弹性位移控制系统变为机械位移控制系统，减小摩擦阻力的影响，有利于各纵梁的均匀变位，实现纵梁间缝宽的均匀性。

总之，本实用新型是一种大位移均匀变位拉索模数伸缩缝，意在解决模数伸缩缝纵梁间缝宽不均匀的现象。

附图说明

图1为铰链式位移调节系统；

图2为均匀变位拉索模数伸缩缝立体图；

图3为均匀变位拉索模数伸缩缝平面图；

图4为铰链式位移调节系统与纵梁连接构造；

图5为支撑系统连接构造；

图6为转动销构造；

图7为转动滑移销构造；

图8为铰链式位移调节系统缝宽调节机理。，其中：

其中d 1为伸缩缝伸缩前纵梁间位移，2l 为等长链杆的长度，a 为伸缩缝伸缩前等长链杆与桥梁纵桥向间的夹角（锐角），a +b为伸缩缝伸缩后等长链杆与桥梁纵桥向间的夹角（锐角）。△d 为伸缩缝各纵梁间缝宽变化值。

图中标号：1为链杆，2为转动滑移销，3为转动销，4为中纵梁，5为承压支座，6为压紧支座，7为横梁，8为支撑框，9为边梁，10为控制箱，11为拉索，12为纵向滑移槽。

具体实施方式

为使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明。但是对实施例的描述均不是对本实用新型的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。

实施例1

均匀变位拉索模数伸缩缝，包含支撑系统，中纵梁4、铰链式位移控制系统和拉索11。其中支撑系统由横梁7、压紧支座6、承压支座5以及支撑框8组成。压紧支座6和承压支座5由聚四氟乙烯滑板制成，分别放置在横梁7的上、下表面处，并且压紧支座6和承压支座5分别与支撑框8固结，其连接方式如图5所示；中纵梁4、边梁9与横梁7相互垂直，并且支撑系统与中纵梁4采用销钉固结，边梁9锚固在主梁上。

该均匀变位拉索模数伸缩缝位移控制系统由等长度的链杆1通过链杆中间位置的转动销3和链杆端部的转动滑移销2连接而成，如图1所示，并且要保证链杆可以可靠的运动。

铰链式位移控制系统通过将转动滑移销2安装到纵梁底部的纵向滑移槽12中，实现位移控制系统与支撑系统的组合，当伸缩缝伸缩变形时，链杆1两端的转动滑移销2沿中纵梁４上的纵向滑移槽12滑移，相邻转动滑移销钉2间横向距离减小，带动中纵梁4、边梁9的横向等位移运动，最终实现缝宽的均匀性。

拉索11连接于横梁7与控制箱10之间，贯穿拉索11两端分别锚固在控制箱10上，避免横梁与控制箱10之间相对位移过大而造成中纵梁4落梁情况，并通过设置合理的拉索自由程防止中纵梁4、边梁9间的加压破坏。

本实用新型技术方案的技术要点之一减小纵横梁之间的摩擦阻力。为减小摩擦阻力的影响，将压紧支座6和承压支座5由聚四氟乙烯制成，这样中纵梁４和横梁7之间摩擦阻力将显著降低，此外，伸缩缝的竖向刚度也得到提高了。

本实用新型技术方案的技术要点之二是缩短力的传递路径。传统模数伸缩缝的横梁是一端固定一端滑动，伸缩缝伸缩变形时运动是由活动端开始向固定端转移，在这个过程中力由活动端向固定端传递，并经过各纵梁与横梁之间摩擦阻力的作用使得传递到各纵梁上的力不相等，最终导致纵梁位移的不均匀，所以，本实用新型首先释放了横梁7的固定端约束，变为两端均滑动的结构形式，这样力在传递过程中传力路径缩短，一定程度上提高了各中纵梁4、边梁9之间力的均匀性。

本实用新型技术方案的技术要点之三拉索11限位。横梁7两端均变为滑动状态，为避免横梁7与控制箱体之间10位移过大造成落梁、碰撞，本实用新型将支撑横梁和控制箱体之间用贯穿的拉索11联系在一起，如图２所示。通过调整拉索11自由程可以使得在不影响伸缩缝正常工作的前提下，可有效的控制梁间相对位移，从而防止落梁和碰撞。

本实用新型技术方案的技术要点之四是铰链式等位移控制系统。要实现该铰链式等位移控制系统的位移调节功能，首先要保证转动销3和转动滑移销2之间的杆长相等，其次要实现该等位移控制系统的可靠连接。并且本均匀变位拉索模数伸缩缝实现了支撑系统和位移控制系统之间受力的分离，并且可以模块化制造。

作为本实用新型实施例的一种变换，可以根据模数伸缩缝纵梁数量增加铰链式位移控制系统的长度。

作为本实用新型实施例的一种变化，可以根据铰链式位移控制系统的受力需要更换链杆的材料、选择合适尺寸以达到理想的刚度要求。