一种曲轴驱动型自复位桥梁伸缩装置的制作方法

本实用新型涉及一种桥梁伸缩装置，具体涉及一种曲轴驱动型自复位桥梁伸缩装置。

背景技术：

为了使车辆平稳通过桥梁上部并满足桥梁变形的需要，在桥面伸缩接缝处设置了桥梁伸缩装置，桥梁伸缩装置是桥梁的重要组成部分之一，不仅可以调节车辆载荷、环境特征和梁体自身所引起的上部结构之间的位移和转动，也是车辆通过桥面的重要受力构件。目前，桥梁伸缩装置主要包括模数伸缩装置和梳齿板伸缩装置。

通常条件下，伸缩装置必须满足梁体自身在温度、大风、活载、地震等外力作用下产生的纵向、竖向、横向、扭转等多向转动要求；伸缩装置的锚固组件必须牢固可靠，经久耐用，能够抵抗车辆与伸缩装置之间的摩擦损耗、瞬间冲击，还要保证车辆行驶平稳，噪音小等特征；在长时间的服役工况下，伸缩装置能防止雨水和垃圾渗入，且安装方便、简单快捷，更换方便。

由于伸缩装置的受力条件和转动机理较为复杂，桥梁伸缩装置在安装后早期容易破坏，缝体变形和后浇混凝土表面局部剥落，甚至出现破损等病害，因此伸缩装置是桥梁工程中最容易损坏的部件，不仅影响桥梁服役时间，也对社会和交通安全带来危害。目前的模数伸缩装置是一种格栅式装置，该类伸缩装置应用广泛，但其结构与性能的缺陷，导致了很多严重的破坏现象，并出现了重大的交通事故，主要表现为型钢断裂、承压支座脱落、止水带破裂等问题，严重影响了我国交通事业的发展；近年来兴起的多向变位伸缩装置已上升为交通行业标准（JT/T927-2008），但该装置在竖向转动时容易造成桥面铺装层的破坏，且由于自身构造的缺陷，转动间隙较小，无自复位功能，久而久之，变位装置裸露在桥面，造成转轴剪断，变位失效，危害极大。市场上也出现了其他多向变位伸缩装置如球冠结构、板式支座结构、盆式支座结构等，但都无外乎导致桥面铺装层的破坏，没有从根本上解决问题。

技术实现要素：

针对目前应用较多的多向变位伸缩装置在竖向转动时会造成桥面铺装层破坏的缺陷，本实用新型提供一种曲轴驱动型自复位桥梁伸缩装置，通过曲轴上下曲面的转动，使齿板上平面和桥面铺装层平行，减小铺装层的冲力，并通过齿板自身重力，达到复位功能。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种曲轴驱动型自复位桥梁伸缩装置，包括主齿板和副齿板，其特征在于：

主齿板位于伸缩缝上方并覆盖前后两侧梁体边缘，副齿板通过梳齿与主齿板对接咬合并位于后侧梁体边缘；

主齿板前端横向间隔设置缺口，缺口内设置有上凹板，主齿板前端底面与上凹板底面设置有横向连贯的上凹柱面；主齿板前端下方设置有下凹板，下凹板顶面设置有与上凹柱面对应的横向连贯的下凹柱面，上凹柱面和下凹柱面之间的空间内设置有横向的曲轴。

伸缩缝前后两侧的梁体边缘设置下陷台阶，主齿板和副齿板位于下陷台阶上方并通过浇筑混凝土固定。

上凹板和下凹板前后两侧通过下方的U型螺栓固定，U型螺栓上部端头位于上凹板表面的沉槽内并设置有防松螺母和橡胶垫片，U型螺栓上部端头在上凹板的螺孔中具有螺栓间隙。

主齿板通过T型螺栓固定到前侧梁体边缘的浇筑混凝土中，T型螺栓上部端头位于主齿板表面的沉槽内并设置有防松螺母和钢垫片，T型螺栓上部端头在主齿板的螺孔中具有螺栓间隙；

副齿板通过T型螺栓固定到后侧梁体边缘的浇筑混凝土中，T型螺栓上部端头位于副齿板表面的沉槽内并设置有防松螺母和钢垫片，T型螺栓上部端头在副齿板的螺孔中具有螺栓间隙。

前侧梁体边缘的浇筑混凝土中设置有横向排列的多个U型钢筋，U型钢筋底端伸入梁体结构中，前侧梁体边缘的U型螺栓和T型螺栓底部均焊接到U型钢筋上；U型钢筋之间、U型螺栓之间均设置有横向钢筋。

后侧梁体边缘的浇筑混凝土中设置有横向排列的多个U型钢筋，U型钢筋底端伸入梁体结构中，后侧梁体边缘的T型螺栓底部焊接到U型钢筋上；U型钢筋之间设置有横向钢筋。

主齿板和副齿板底面设置有不锈钢板。

曲轴前后两侧的下凹板上设置有防尘条。

后侧梁体边缘的浇筑混凝土中设置有横向排列的回型钢筋，回型钢筋之间设置有横向钢筋并与U型钢筋捆扎在一起。

主齿板前端面和副齿板后端面均设置有橡胶层。

本实用新型具有以下优点：

一、通过改进变位装置结构，采用曲轴驱动式构造，在竖向转动时，曲轴下球径沿下凹板摆动，为了保证主齿板平面与桥面铺装层平行，曲轴上平面绕着上凹板内径向伸缩方向转动，将竖向转角变换为水平位移，避免了主齿板与桥面铺装层的转动接触，并通过主齿板自身的重力作用，回复到初始状态。

二、本伸缩装置通过在上凹板与下凹板之间设置了防尘条，防止杂物进入转动区域，延长了曲轴的转动寿命，进而提高了伸缩装置的整体运营寿命。

三、本伸缩装置通过采用U型螺栓，提高了曲轴转动装置下部的下凹板与浇筑混凝土的连接强度，并通过横向钢筋焊接U型钢筋与U型螺栓，保证了浇筑混凝土与梁体的连接强度。

四、本伸缩装置通过在主齿板表面加工有防滑槽，增大了车辆通过齿面的摩擦力，使得侧向转动概率减小，延长了伸缩装置使用寿命，降低了交通风险。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图2的主视图。

图4是曲轴构造示意图。

图5是曲轴构造转动原理示意图。

图中标记：

1—桥面铺装层，2—浇筑混凝土，3-1—主齿板，3-2—副齿板，4—曲轴；5-1—下凹板，5-2—上凹板，6—不锈钢板，7—止水组件，8—回型钢筋，9—U型钢筋，10—横向钢筋，11—橡胶层，12—防松螺母，13—橡胶垫片，14—U型螺栓，15—防尘条，16—钢垫片，17—T型螺栓，18—螺栓间隙，19—防滑槽，20—配合耳板，21-1—副齿间隙，21-2—主齿间隙。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型涉及一种曲轴驱动型自复位桥梁伸缩装置，适用于有竖向转动需求的公路混凝土桥梁、钢桁架桥、钢箱梁及各种组合梁桥，具体的说是一种可将竖向转角变换为水平位移并依靠主齿板重量自动复位的桥梁伸缩装置。

结构具体包括主齿板3-1和副齿板3-2，主齿板3-1位于伸缩缝上方并覆盖前后两侧梁体边缘，副齿板3-2通过梳齿与主齿板3-1对接咬合并位于后侧梁体边缘，咬合部位于后侧梁体上方。主齿板3-1和副齿板3-2配合端交叉布置，呈梳齿形，之间的水平间隙保证梁体自由伸缩及转动变换下的水平位移，横向间隙保证梁体横桥位移。在极限状态下，搭接长度不小于30mm，横向间隙保证梁体横桥位移，不小于2mm。主齿板3-1与副齿板3-2之间的主齿间21-2隙与副齿板3-2与主齿板3-1之间的副齿间隙21-1尺寸相等，间隙值为温度伸缩量、竖向转动变化量及搭接长度等值的综合数值。

主齿板3-1前端横向间隔设置缺口，缺口内设置有上凹板5-2，上凹板5-2边缘设置有配合耳板20插入主齿板3-1对应的凹槽中，耳板个数在上凹板边可为1个或2个。如图3，上凹板5-2与主齿板3-1的三边设计有配合耳板。主齿板3-1前端底面与上凹板5-2底面设置有横向连贯的上凹柱面；主齿板3-1前端下方设置有下凹板5-1，下凹板5-1顶面设置有与上凹柱面对应的横向连贯的下凹柱面，上凹柱面和下凹柱面之间的空间内设置有横向的曲轴4。曲轴4的上、下球径分别与上凹板5-2的下球径、下凹板5-1的上球径构成两个转动柱面，转动面可镀铬、聚四氟乙烯板与不锈钢板配合，摩擦系数小。两个转动面的大球径R、小球径r与曲轴截面直径比值不小于1.5，曲轴圆柱段直台长度不小于10mm。

伸缩缝前后两侧的梁体边缘设置下陷台阶，主齿板3-1和副齿板3-2位于下陷台阶上方并通过浇筑混凝土2固定。

上凹板5-2和下凹板5-1前后两侧通过下方的U型螺栓14固定，U型螺栓14上部端头位于上凹板5-2表面的沉槽内并设置有防松螺母12和橡胶垫片13，依靠橡胶垫片13克服转动时的主齿板3-1的抬高量。沉槽内径直径不小于16mm。U型螺栓14上部端头在上凹板5-2的螺孔中具有螺栓间隙18，不小于5mm，提供竖向转动变换水平位移空间。

主齿板3-1通过T型螺栓17固定到前侧梁体边缘的浇筑混凝土2中，T型螺栓17上部端头位于主齿板3-1表面的沉槽内并设置有防松螺母12和钢垫片16。沉槽内径直径不小于16mm。T型螺栓17上部端头在主齿板3-1的螺孔中具有螺栓间隙18，不小于5mm，提供竖向转动变换水平位移空间。

副齿板3-2通过T型螺栓17固定到后侧梁体边缘的浇筑混凝土2中，T型螺栓17上部端头位于副齿板3-2表面的沉槽内并设置有防松螺母12和钢垫片16。沉槽内径直径不小于16mm。T型螺栓17上部端头在副齿板3-2的螺孔中具有螺栓间隙18，不小于5mm，提供竖向转动变换水平位移空间。

前侧梁体边缘的浇筑混凝土2中设置有横向排列的多个U型钢筋9，U型钢筋9底端伸入梁体结构中，前侧梁体边缘的U型螺栓14和T型螺栓17底部均焊接到U型钢筋9上；U型钢筋9之间、U型螺栓14之间均设置有横向钢筋10。

后侧梁体边缘的浇筑混凝土2中设置有横向排列的多个U型钢筋9，U型钢筋9底端伸入梁体结构中，后侧梁体边缘的T型螺栓17底部焊接到U型钢筋9上；U型钢筋9之间设置有横向钢筋10。

主齿板3-1和副齿板3-2底面设置有不锈钢板6。

曲轴4前后两侧的下凹板5-1上设置有防尘条15，与曲轴4等长。防尘条15嵌入深度与厚度均不小于5mm，上凹板位于防尘条上部，压缩余量为0.2～0.5mm。

后侧梁体边缘的浇筑混凝土2中设置有横向排列的回型钢筋8，回型钢筋8之间设置有横向钢筋10并与U型钢筋9捆扎在一起。

主齿板3-1前端面和副齿板3-2后端面均设置有橡胶层11，橡胶层厚度不小于10mm。

所有横向钢筋为整体式，与桥同宽，直径不小于16mm。

如图5为本装置的竖向转动变换水平位移原理，主齿板3-1绕着曲轴4双面转动时，主齿板3-1有一定的抬升，抬升高度与曲轴4的上下球径有关，通过橡胶垫圈13厚度方向的弹力克服。

本实用新型利用主齿板3-1一侧的曲轴4的上下球径与上凹板5-2下球径、下凹板5-1上球径之间的双向转动实现竖向转角转化为水平位移的原理，并通过主齿板的重力作用，再利用曲轴4进行反向回复，实现自复位功能，避免了主齿板3-1边缘与桥面铺装层1的破坏。主要应用在公路混凝土桥、钢桁架桥、钢箱梁桥及各种组合梁桥等。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。