一种变形可调节的桥头搭板结构的制作方法

本发明涉及道路工程技术领域，具体涉及一种变形可调节的桥头搭板结构。

背景技术：

在道路的使用过程中，由于桥梁结构与路基路面变形不一致，经常在路桥衔接处形成错台及高差，车辆通行时因路面不平整引起冲击振动，从而出现桥头跳车现象，严重影响车辆行车安全及道路使用性能。

国内外相关研究表明，该病害出现的原因主要为桥梁结构与路基填土刚度及模量差距过大，路桥建设及使用过程中，桥梁结构多采用钢筋混凝土等刚性材料，且基础多采用桩基础，其变形及沉降量相对较小；而道路结构多采用土石填料等柔性及半刚性材料填筑，其变形及沉降量较大，故而在路桥衔接处出现明显错台，致使两侧竖向位移及变形量相差较大，产生桥头跳车现象。

由于路桥结构各自工作原理及工作特点的不同，所采用的材料难以统一，其变形量及沉降量难以协调，因此桥头跳车病害难以彻底解决。

实际工程中，设置桥头搭板是缓解桥头跳车问题简单有效、利用广泛的处治措施，但现有桥头搭板结构多为刚性结构，无法根据路桥沉降差来调节自身变形量，协调两侧差异变形的能力有限，难以满足路桥衔接段动态调整的要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种变形可调节的桥头搭板结构，可有效的消除变形和沉降产生的高差和错台，有效的防治桥头跳车病害，提高道路桥梁的使用性能；本发明结构简单，应用型强，材料耐久性好，实用性强，装置维修更换方便，经济性好。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种变形可调节的桥头搭板结构，包括承载系统和变形支撑系统，承载系统包括由上至下依次布置的顶部承载板和底部固定板，变形支撑系统布置于顶部承载板和底部固定板之间。

按照上述技术方案，变形支撑系统包括铰接支撑件和多个可升降支撑立柱，铰接支撑件的上端与顶部承载板铰接，铰接支撑件的下端与底部固定板连接，可升降支撑立柱的上端与顶部承载板连接，可升降支撑立柱通过螺纹与底部固定板连接。

按照上述技术方案，顶部承载板和底部固定板上均预设有多个槽孔，顶部承载板的槽孔内壁预埋有限位加固环，底部固定板的槽孔内设有螺纹套筒，可升降支撑立柱的上端套设于限位加固环内，可升降支撑立柱的下端通过螺纹与螺纹套筒套接；可升降支撑立柱设有加劲托盘，加劲托盘与顶部承载板的底面连接接触；形成对顶部承载板的支撑托举作用。

按照上述技术方案，槽孔为圆形槽孔。

按照上述技术方案，可升降支撑立柱的下端与螺纹套筒底部之间设有橡胶填充物。

按照上述技术方案，铰接支撑件上端铰接有铰接座，铰接座固设于顶部承载板上，铰接座埋入顶部承载板，底部固定板上设有限位槽，铰接支撑件的下端设置于限位槽内。

按照上述技术方案，铰接支撑件的下端与限位槽之间设有缓冲橡胶垫。

按照上述技术方案，铰接支撑件为预制钢构件，所述可升降支撑立柱为预制钢构螺栓。

按照上述技术方案，顶部承载板的底面设有变形协调减振板，顶部承载板和底部固定板之间的空腔设有柔性填充物。

按照上述技术方案，柔性填充物的材质为高聚物材料。

按照上述技术方案，变形协调减震板通过环氧树脂与顶部承载板粘合固定。

按照上述技术方案，顶部承载板和底部固定板为现浇或预制带孔高性能钢筋混凝土结构。

按照上述技术方案，顶部承载板为预制梁板式结构。

按照上述技术方案，底部固定板的下方布置有台背填充物，底部固定板与台背填充物之间设有排水砂垫层，排水砂垫层内布设有预埋穿孔管；穿孔管用于排水，穿孔管横向垂直道路纵轴线，出口穿过两侧挡土墙或桥梁锥坡，穿孔管可采用pvc穿孔管。

按照上述技术方案，承载系统的一端与桥台连接，另一端与路面结构连接，承载系统与桥台之间设有伸缩缝，伸缩缝内设有防水填充物。

按照上述技术方案，防水填充物为沥青麻絮。

按照上述技术方案，所述顶部承载板和底部固定板上的槽孔纵向等间距布设，横向布设一排为一级，孔槽中心线法向重合，底部固定板通过螺栓铆钉与台背牛腿固定。

本发明还提供了变形可调节的桥头搭板结构的施工方法，具体如下：

(1)台背填筑：填筑桥台台背填料至指定标高，填筑排水砂垫层，固定并埋入pvc排水穿孔管，整平压实。

(2)构件制备：根据道路等级，交通荷载等设计标准，结合力学计算，确定桥头搭板各构件的尺寸规格，预埋限位环、螺纹套筒及铰接座，预留铰接支撑件限位槽，完成顶部承载板、底部固定板的预制。

(3)底部固定板安装：将预制好的底部固定板吊装至排水砂垫层上，与桥台台背牛腿搭接并预留伸缩缝，打入螺栓铆钉至台背牛腿内。

(4)变形支撑系统安装：底板限位槽内先垫入缓冲橡胶垫，后安装并固定铰接支撑件。在底部固定板螺纹套筒底部设橡胶填充物，后拧入各级支撑立柱，转动支撑立柱初步调整各级支撑立柱标高，使各级立柱顶部标高大体一致。

(5)柔性填充物安装：在底部固定板和变形支撑系统的空腔内填入柔性填充物。

(6)顶部承载板安装：安装变形协调减震板，通过预设孔槽穿入各级支撑立柱，固定于支撑立柱的加劲托盘上，变形协调减震板上表面涂刷环氧树脂粘合剂，吊装顶部承载板，通过预设孔槽穿入各级支撑立柱，底面与变形协调减震板顶面粘合，链接铰接座与铰接支撑体凸头接合。

(7)初始高程定位：拧转各级支撑立柱，调整顶部承载板顶标高，使顶部承载板顶面平整，顶标高与道路、桥梁标高相相同，纵坡与道路纵坡一致。

(8)变形动态调整：待道路、桥梁经一段时间的使用后，在路桥现阶段出现高差及错台后，拧转各级升降支撑立柱，调整桥头搭板顶面高程，消除高差及错台。

(9)设备维修更换：当构件出现损坏后，按上述施工方法重新预制并更换该构件即可。

本发明具有以下有益效果：

本发明桥头搭板结构自身主动变形能力强，可有效的消除变形和沉降产生的高差和错台，有效的防治桥头跳车病害，提高道路桥梁的使用性能；本发明结构简单，应用型强，材料耐久性好，实用性强，装置维修更换方便，经济性好。

附图说明

图1是本发明实施例中变形可调节的桥头搭板结构的结构示意图；

图中，1-桥台；2-伸缩缝；3-铰接座；4-铰接支撑件；5-可升降支撑立柱；5a-加劲托盘；5b-螺纹接头；6-顶部承载板；7-变形协调减震板；8-柔性填充物；9-预埋限位环；10-路面结构；11-橡胶填充物；12-底部固定板；13-台背填充物；14-排水砂垫层；15-螺纹套筒；16-螺栓铆钉；17-台背牛腿；18-穿孔管；19-限位槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1所示，本发明提供的一个实施例中的一种变形可调节的桥头搭板结构，包括承载系统和变形支撑系统，承载系统包括由上至下依次布置的顶部承载板6和底部固定板12，变形支撑系统布置于顶部承载板6和底部固定板12之间。

进一步地，变形支撑系统包括铰接支撑件4和多个可升降支撑立柱5，铰接支撑件4的上端与顶部承载板6铰接，铰接支撑件4的下端与底部固定板12连接，可升降支撑立柱5的上端与顶部承载板6连接，可升降支撑立柱5通过螺纹与底部固定板12连接。

进一步地，顶部承载板6和底部固定板12上均预设有多个槽孔，顶部承载板6的槽孔内壁预埋有限位加固环，底部固定板12的槽孔内设有螺纹套筒15，可升降支撑立柱5的上端套设于限位加固环内，可升降支撑立柱5的下端通过螺纹与螺纹套筒15套接；可升降支撑立柱5设有加劲托盘5a，加劲托盘5a与顶部承载板6的底面连接接触；形成对顶部承载板6的支撑托举作用。

进一步地，槽孔为圆形槽孔。

进一步地，可升降支撑立柱5的下端与螺纹套筒15底部之间设有橡胶填充物11。

进一步地，铰接支撑件4上端铰接有铰接座3，铰接座3固设于顶部承载板6上，铰接座3埋入顶部承载板6，底部固定板12上设有限位槽19，铰接支撑件4的下端设置于限位槽19内。

进一步地，铰接支撑件4的下端与限位槽19之间设有缓冲橡胶垫。

进一步地，铰接支撑件4为预制钢构件，所述可升降支撑立柱5为预制钢构螺栓。

进一步地，顶部承载板6的底面设有变形协调减振板，顶部承载板6和底部固定板12之间的空腔设有柔性填充物8。

进一步地，柔性填充物8的材质为高聚物材料。

进一步地，变形协调减震板7通过环氧树脂与顶部承载板6粘合固定。

进一步地，顶部承载板6和底部固定板12为现浇或预制带孔高性能钢筋混凝土结构。

进一步地，顶部承载板6为预制梁板式结构。

进一步地，底部固定板12的下方布置有台背填充物13，底部固定板12与台背填充物13之间设有排水砂垫层14，排水砂垫层14内布设有预埋穿孔管18；穿孔管18用于排水，穿孔管18横向垂直道路纵轴线，出口穿过两侧挡土墙或桥梁锥坡，穿孔管18可采用pvc穿孔管。

进一步地，承载系统的一端与桥台1连接，另一端与路面结构10连接，承载系统与桥台1之间设有伸缩缝2，伸缩缝2内设有防水填充物。

进一步地，防水填充物为沥青麻絮。

进一步地，所述顶部承载板6和底部固定板12上的槽孔纵向等间距布设，横向布设一排为一级，孔槽中心线法向重合，底部固定板12通过螺栓铆钉与台背牛腿固定。

本发明还提供了变形可调节的桥头搭板结构的施工方法，具体如下：

(1)台背填筑：填筑桥台1台背填料至指定标高，填筑排水砂垫层14，固定并埋入pvc排水穿孔管，整平压实。

(2)构件制备：根据道路等级，交通荷载等设计标准，结合力学计算，确定桥头搭板各构件的尺寸规格，预埋限位环9、螺纹套筒15及铰接座3，预留铰接支撑件4限位槽19，完成顶部承载板6、底部固定板12的预制。

(3)底部固定板12安装：将预制好的底部固定板12吊装至排水砂垫层14上，与桥台1台背牛腿搭接并预留伸缩缝2，打入螺栓铆钉至台背牛腿内。

(4)变形支撑系统安装：底板限位槽19内先垫入缓冲橡胶垫，后安装并固定铰接支撑件4。在底部固定板12螺纹套筒15底部设橡胶填充物11，后拧入各级支撑立柱，转动支撑立柱初步调整各级支撑立柱标高，使各级立柱顶部标高大体一致。

(5)柔性填充物8安装：在底部固定板12和变形支撑系统的空腔内填入柔性填充物8。

(6)顶部承载板6安装：安装变形协调减震板7，通过预设孔槽穿入各级支撑立柱，固定于支撑立柱的加劲托盘5a上，变形协调减震板7上表面涂刷环氧树脂粘合剂，吊装顶部承载板6，通过预设孔槽穿入各级支撑立柱，底面与变形协调减震板7顶面粘合，链接铰接座3与铰接支撑体凸头接合。

(7)初始高程定位：拧转各级支撑立柱，调整顶部承载板6顶标高，使顶部承载板6顶面平整，顶标高与道路、桥梁标高相相同，纵坡与道路纵坡一致。

(8)变形动态调整：待道路、桥梁经一段时间的使用后，在路桥现阶段出现高差及错台后，拧转各级升降支撑立柱，调整桥头搭板顶面高程，消除高差及错台。

(9)设备维修更换：当构件出现损坏后，按上述施工方法重新预制并更换该构件即可。

本发明的工作原理：

如附图所示，一种变形可调节的桥头搭板结构，位于排水砂垫层14以上，靠近桥台1端砂垫层内埋入排水穿孔管18，底部固定板12安装就位后利用螺栓铆钉16与台背牛腿17固定；在预留限位槽19内安装铰接支撑体4；将各级支撑立柱5的螺纹头螺纹接头拧入底部固定板内预埋的螺纹套筒15内，螺纹套筒15下设橡胶填充物11；铺设柔性填充物8后，各级支撑立柱5顶端穿入变形协调减震板7，坐于加劲托盘5a内，后吊装顶部承载板6，各级支撑立柱5顶端穿过顶部承载板预埋限位环9，铰接支撑体4与铰接座3连接，变形协调减震板7和顶部承载板6之间采用环氧树脂粘合；拧转各级支撑立柱5调整顶部承载板6标高；伸缩缝2内填入沥青麻絮；铺筑路面结构层10。

砂垫层采用3～5cm厚中粗砂，靠近桥台1端砂垫层内穿孔管18采用8cm穿孔pvc管，外包反滤土工布。

底部固定板11尺寸采用长20cm×宽12cm×高24cm，双层钢筋混凝土结构，混凝土标号c50，纵向预埋3排dn40镀锌钢制螺纹套筒15，壁厚3mm，每排横向布设22个，螺纹套筒规格与支撑立柱相匹配。

支撑立柱均采用公称直径40mm、长600mm的40#钢轴，底端滚轧螺纹，顶端设内六角凹槽，顶端以下22cm处焊接钢圆盘，圆盘与支撑立柱间焊接6片三角形钢肘板。铰接座3采用铸钢材料，铰接支撑件4采用铬钒钢材料，顶部制作成铰接头。底板限位槽19深度2cm，平面尺寸与铰接支撑件4底座相匹配。

顶部承载板6尺寸采用长20cm×宽12cm×高24cm，双层钢筋混凝土结构，混凝土标号c50，预埋限位环9采用dn42镀锌钢管，壁厚3mm。变形协调减震板7采用胶合板，板厚10mm。

柔性填充物8采用泡沫材料，伸缩缝2内填充沥青麻絮。

螺栓铆钉采用10.9级高强度螺栓，外径20mm，长度400mm。

变形调节：路堤经过一段时间的固结沉降，其沉降量明显大于桥台沉降量，致搭板末端与路面顶部出现高差，此时利用螺丝刀通过内六角槽拧转支撑立柱，均匀降低搭板末端的高度，调节搭板的变形，消除搭板末端与路面结构顶面的错台，实现桥头跳车病害的有效处治。

维修更换：桥头搭板经长期使用，板面磨损严重或者变形过大，则对顶部承载板6、变形协调减震板7以及柔性填充物8等结构进行更换，步骤同上；变形支撑系统出现故障时，可对铰接件3和4、可升降支撑立柱5进行清洁、润滑、防锈处理或更换。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。