一種伸縮裝置的自適應多向變位方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種伸縮裝置的自適應多向變位方法及其裝置，它將梳齒板變位與彈性阻尼變位相結合，彈性阻尼變位裝置設置在梳齒板變位裝置的活動鋼制梳齒板根部，彈性阻尼變位裝置內包括至少一個彈簧部件或者聚氨酯高分子復合材料制作的彈性部件，且彈性阻尼變位裝置與活動鋼制梳齒板的接觸方式為點接觸。本發(fā)明解決了現有技術中存在的鋼制梳齒型伸縮裝置對變位適應性較差、存在螺栓刺穿輪胎的情況、影響行車安全以及使用壽命不夠理想等問題，且結構簡單，生產成本低。
【專利說明】一種伸縮裝置的自適應多向變位方法及其裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橋梁伸縮裝置的自適應多向變位方法及其裝置，特別是一種鋼制梳齒型大伸縮量橋梁伸縮裝置的自適應多向變位方法及其裝置，屬于橋梁結構伸縮裝置【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著公路運輸的快速發(fā)展，公路交通量和汽車載重量也越來越大，對公路橋梁的設計也提出了更高的要求，而公路橋梁設計中比較重要的一個部件就是橋梁伸縮縫處的伸縮裝置。近年來，具有多向變位性能的鋼制梳齒型大伸縮量橋梁伸縮裝置在大跨徑懸索橋、斜拉橋等橋梁中得到了廣泛應用。為實現梳齒板伸縮裝置的豎向、橫向及扭轉變位等空間多向變位，國內橋梁工程界都做了很多有益的探索，基本做法是在活動鋼制梳齒板的前端或者根部設置可相對轉動的連接機構。通常的做法是在分塊的活動鋼制梳齒板的根部下側設置可承壓轉動軸或者轉動球形支座，通過單元分塊梳齒板和承壓轉動軸(或者轉動球形支座)有效組合，使鋼制活動梳齒型板適應大跨徑橋梁發(fā)生豎向、橫向、扭轉等空間變形，從而實現橋梁伸縮裝置本身的安全、耐久使用。
[0003]但根據這類伸縮裝置實際使用情況及研究不難發(fā)現，目前市場上具有多向變位性能的鋼制梳齒型大伸縮量橋梁伸縮裝置在鋼結構主梁橋梁中結構上受力明確，使用效果好，但在混凝土主梁結構中存在一些缺陷。缺陷一:活動鋼制梳齒板采用根部設置承壓轉軸式變位裝置時，因活動鋼制梳齒板采用的是一根轉軸，單元板與轉軸為線接觸形式，對橫向變位適應性較差；同時由于根部未設置錨固螺栓，一旦橋梁發(fā)生的豎向變位較大，后端極易翹起，嚴重影響到行車的安全。缺陷二:活動鋼制梳齒板采用前端設置轉動球形支座變位裝置時，活動鋼制梳齒板根部設置了一排保險螺栓，但因保險螺栓全部錨固于混凝土內，與前端的錨固螺栓一起使活動鋼制梳齒板成為了固定結構，并不能實現單元板豎向變位，造成該種結構活動鋼制梳齒板與傳統(tǒng)梳齒板受力沒有實質性改變，根部錨固螺栓在受力后極易造成混凝土的損壞及其自身的拔出，發(fā)生螺栓刺穿輪胎的情況，從而縮短伸縮裝置的使用壽命，也影響到行車的安全。缺陷三:在采用承壓轉軸式變位裝置時，承壓轉軸下面的混凝土澆筑空間小，質量較難保障，經常會造成承壓轉軸的斷裂；采用球形支座多向變位箱時，其與主梁的連接采用預埋鋼筋與變位箱焊接形式，由于預埋鋼筋變形、焊接及混凝土操作空間小等因素影響到焊接和混凝土澆筑質量，從而造成箱體塌落等病害。如果這些缺陷未得到處理和解決，都會嚴重影響多向變位鋼制梳齒型伸縮裝置的使用壽命和行車安全。因此，對現有的多向變位鋼制梳齒板橋梁伸縮縫裝置存在的不足進行優(yōu)化改進以克服現有技術的不足十分必要。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種橋梁伸縮裝置的自適應多向變位方法及其裝置，從而解決現有技術中存在的鋼制梳齒型伸縮裝置對變位適應性較差、存在螺栓刺穿輪胎的情況、影響行車安全以及使用壽命不夠理想等問題，從而克服現有技術的不足。
[0005]為實現本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用了這樣的技術方案:首先，本發(fā)明的技術方案應用于橋梁的鋼制梳齒型伸縮裝置，一般這種鋼制梳齒型伸縮裝置在橋梁的伸縮縫的兩邊的橋梁主梁上分別設置可以相互嵌合的固定鋼制梳齒板和活動鋼制梳齒板來實現裝置的變位。本發(fā)明主要是在這種裝置的活動鋼制梳齒板的根部設置一種彈性阻尼變位裝置，彈性阻尼變位裝置設置在活動鋼制梳齒板根部，彈性阻尼變位裝置內包括至少一個彈簧部件或者聚氨酯高分子復合材料制作的彈性部件，且彈性阻尼變位裝置與活動鋼制梳齒板的接觸方式為點接觸。
[0006]具體說來，本發(fā)明的整體結構是這樣的:在橋梁兩段主梁之間的伸縮縫處設置梳齒型變位裝置，梳齒型變位裝置由可以互相活動嵌合的固定鋼制梳齒板和活動鋼制梳齒板組成，固定鋼制梳齒板和活動鋼制梳齒板分別設置在橋梁伸縮縫兩側混凝土梁體上，固定鋼制梳齒板和活動鋼制梳齒板相互交叉布置。固定鋼制梳齒板固定在一段橋梁主梁上，其錨固深度通常大于橋面鋪裝厚度的2倍以保證其足夠牢固，而活動鋼制梳齒板設置在另一段橋梁主梁上，其上的梳齒與固定鋼制梳齒板上的梳齒可以自由嵌合。
[0007]固定鋼制梳齒板下方設有不銹鋼滑板，活動鋼制梳齒板安裝后搭接在不銹鋼滑板上。固定鋼制梳齒板通過固定螺栓二與橋梁主梁連接，活動鋼制梳齒板通過固定螺栓一與橋梁主梁連接，固定螺栓一和固定螺栓二與預埋在主梁混凝土中的預埋鋼筋焊接固定。
[0008]活動鋼制梳齒板根部通過一個可以使其適應多個方向的足夠大的變形的彈性阻尼變位裝置錨固在橋梁主梁上。彈性阻尼變位裝置是一個可以自適應多向變位的多向變位箱，活動鋼制梳齒板與自適應多向變位箱錨固連接。自適應多向變位箱內部包括至少一個自適應彈性變位裝置，該自適應彈性變位裝置通常是壓縮彈簧或者聚氨酯高分子復合材料制作的彈性部件。
[0009]它還設有防水裝置，防水裝置布置在固定鋼制梳齒板和活動鋼制梳齒板的下方，實現伸縮裝置的防水功能。優(yōu)選的，防水裝置在固定鋼制梳齒板和活動鋼制梳齒板的交叉部位下方。
[0010]優(yōu)選的，本發(fā)明的自適應多向變位箱可以這樣設計:它的箱體通過一塊錨固鋼板將其分隔為上下兩層，箱體下層為封閉小箱體，箱體上層為上部敞口的槽；它還采用錨固螺栓穿過錨固鋼板連接上下兩層；錨固螺栓上端連接在活動鋼制梳齒板上，使活動鋼制梳齒板遮蓋住箱體的上部開口 ；自適應彈性變位裝置設置在錨固螺栓位于箱體下層的位置上。在箱體下層錨固螺栓的底部尾端在設有一個可防止錨固螺栓從箱體下層抽出的限位螺母一，自適應彈性變位裝置設置在箱體下層的限位螺母一與錨固鋼板之間；錨固螺栓的上方穿過活動鋼制梳齒板并用限位螺母三在活動鋼制梳齒板的上表面將其固定住。這實際上就是一種采用錨固螺栓與活動鋼制梳齒板連接的點接觸連接方式。它的好處活動鋼制梳齒板受到多向荷載，都能通過錨固螺栓傳遞給自適應彈性變位裝置，再通過自適應彈性變位裝置的自身變形來消除荷載，從而保證橋梁的安全。
[0011]為了這種裝置具有更高穩(wěn)定性和安裝便捷性，本發(fā)明在箱體上層的錨固螺栓上還設有限位螺母二和限位螺母四；限位螺母二位于錨固鋼板上，用于錨固螺栓的安裝定位；限位螺母四位于活動鋼制梳齒板底部，用于防止錨固螺栓從活動鋼制梳齒板中脫出。
[0012]對于每一塊活動鋼制梳齒板來說，可以設置多個這種自適應多向變位箱，成排布置在活動鋼制梳齒板的根部。而每個自適應多向變位箱的箱體內部，又可以采用分隔鋼板將其分為若干個分隔箱體，每個分隔箱體都設置一組錨固螺栓組件(包括錨固螺栓、限位螺母一、限位螺母二、限位螺母三、限位螺母四和自適應彈性變位裝置)，一個箱體內各組錨固螺栓組件共用一塊錨固鋼板，這樣每個自適應多向變位箱與活動鋼制梳齒板就有多個錨固點，提高裝置使用的穩(wěn)定性。
[0013]由于采用了本發(fā)明的技術方案，當橋梁在受到車輛沖擊、橫向不均勻受力等情況下，本發(fā)明的伸縮裝置中的自適應變位箱處于活動鋼制梳齒板受力不利的根部，彈性阻尼變位裝置以點接觸形式通過其拉壓變形實現多向變位，較容易實現多向變位；在變位較大時，可以通過錨固螺栓及限位錨固鋼板實現保險控制，防止因過大變位造成梳齒板塌落造成交通安全事故，其限位螺母與頂面錨固螺母共同固定錨固螺栓，使其不會從頂面穿出，出現刺穿輪胎的情況；第三，通過預埋鋼板與多向變位箱及其鋼筋的焊接實現錨固可靠的效果，也不存在底部混凝土脫空的可能。因此，能全方位實現設計意圖，確保伸縮裝置的耐久和安全使用。本發(fā)明結構簡單，生產成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的伸縮裝置變位結構順橋向立剖面示意圖；
圖2是本發(fā)明的伸縮裝置變位結構的平面示意圖；
圖3是本發(fā)明的多向變位箱的結構示意圖，該圖同時展示出了本發(fā)明的伸縮裝置變位結構的一塊活動鋼制梳齒板的橫橋向立剖面示意。
[0015]附圖標記說明:1-固定鋼制梳齒板，2-活動鋼制梳齒板，3-多向變位箱，4-預埋鋼板，5-不銹鋼滑板，6-固定螺栓一，7-防水裝置，8-自適應彈性變位裝置，9-限位螺母二，10-錨固螺栓，11-橋面鋪裝，12-固定螺栓二，13-橋梁主梁，14-箱體鋼板，15-錨固鋼板，16-限位螺母一，17-預埋鋼筋，18-限位螺母三，19-限位螺母四。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0017]看圖1，圖1展示了本發(fā)明的伸縮裝置變位結構順橋向立剖面示意，從圖中可以看至|J，本發(fā)明的伸縮裝置是設在橋梁主梁13兩段之間的伸縮縫處，并主要包括固定鋼制梳齒板1、活動鋼制梳齒板2，在活動鋼制梳齒板2的根部設有一個能夠自適應多向變位的多向變位箱3?；顒愉撝剖猃X板2與多向變位箱2錨固連接。固定鋼制梳齒板I通過固定螺栓二 12與橋梁主梁13連接，活動鋼制梳齒板2通過固定螺栓一 6與橋梁主梁13連接，固定螺栓一 6和固定螺栓二 12與預埋在主梁混凝土中的預埋鋼筋17焊接固定。
[0018]結合圖2 —起看，很顯然，從圖1和圖2中可以看到，在冋一截面上，固定鋼制梳齒板I采用了三顆固定螺栓二 12使其固定在橋梁主梁13上，而活動鋼制梳齒板2只在其中部設有一顆固定螺栓I使其在橋梁主梁13上可以適應移動的變形，同時通過其根部的多向變位箱3實現更好的變形。
[0019]從圖1中還可以看到，本發(fā)明的這種伸縮裝置是通過將橋梁主梁13兩段的伸縮縫邊緣的橋面鋪裝11和橋梁主梁13的一部分去除形成槽以后設置在該槽的位置，并用混凝土澆筑使其與橋梁主梁13的混凝土形成整體。伸縮裝置通過一些預埋鋼筋17固定在主梁混凝土中，預埋17的埋深通常需要達到橋面鋪裝11厚度的2?3倍。
[0020]另外，從圖1同時結合圖2還可以看到，固定鋼制梳齒板I下方設有不銹鋼滑板5，活動鋼制梳齒板2安裝后搭接在不銹鋼滑板5上，從而固定鋼制梳齒板I和活動鋼制梳齒板2在不銹鋼滑板5上自由交叉?；顒愉撝剖猃X板2的梳齒可以在不銹鋼滑板5上叉入或者叉出固定鋼制梳齒板I的梳齒，從而適應汽車通過橋梁時或者承受其他荷載帶來的沖擊力。
[0021]另外，圖1還清楚地展示了本發(fā)明的防水裝置7的設計，防水裝置7設在固定鋼制梳齒板I和活動鋼制梳齒板2的下方，實現伸縮裝置的防水功能。防水裝置7在固定鋼制梳齒板I和活動鋼制梳齒板2的交叉部位下方。
[0022]看圖3，展示了本發(fā)明的這種自適應多向變位箱3的一種結構，它是位于橋梁梳齒型伸縮裝置的活動鋼制梳齒板2的底部，在這種結構中，本發(fā)明的自適應多向變位箱3的箱體被分隔鋼板豎向分隔為四個小箱體，四個小箱體中均設有一根錨固螺栓10，同時采用一塊錨固鋼板15將箱體橫向分隔成為兩層，錨固螺栓10上分別通過限位螺母一 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，還可以看到，變位箱的箱體是由箱體鋼板14圍護而成，底部的一塊箱體鋼板14與預埋在橋梁主梁13中的預埋鋼板4焊接固定，而預埋鋼板4通過預埋鋼筋17錨固在橋梁主梁13中。
[0023]自適應彈性變位裝置8(在圖中為一個套在錨固螺栓10上的壓力彈簧)設置在錨固螺栓10位于箱體下層的位置上，并卡在錨固鋼板15與限位螺母一 6之間，當錨固螺栓10受到從活動鋼制梳齒板2傳遞來的力時，錨固螺栓10將荷載傳遞到自適應彈性變位裝置8的壓力彈簧，壓力彈簧通過自身的變形來適應和抵消荷載，從而有效避免了橋梁主梁13受到沖擊。
[0024]當然，以上只是本發(fā)明的具體應用范例，本發(fā)明還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明所要求的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種伸縮裝置的自適應多向變位方法及其裝置，其特征在于:它將梳齒板變位與彈性阻尼變位相結合，彈性阻尼變位裝置設置在梳齒板變位裝置的活動鋼制梳齒板根部，彈性阻尼變位裝置內包括至少一個彈簧部件或者聚氨酯高分子復合材料制作的彈性部件，且彈性阻尼變位裝置與活動鋼制梳齒板的接觸方式為點接觸。
2.一種基于權利要求1的方法的自適應多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，包括在兩段橋梁主梁(13)之間的伸縮縫處設置的的固定鋼制梳齒板(I)和活動鋼制梳齒板(2)，固定鋼制梳齒板(I)和活動鋼制梳齒板(2)可相互交叉，其特征在于:固定鋼制梳齒板(I)下方設有不銹鋼滑板(5)，活動鋼制梳齒板(2)安裝后搭接在不銹鋼滑板(5)上；活動鋼制梳齒板(2)根部通過一個可以使其適應多個方向變形的彈性阻尼變位裝置錨固在橋梁主梁(13)上。
3.根據權利要求2所述的自適應多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，其特征在于:所述彈性阻尼變位裝置是一個可以自適應多向變位的多向變位箱(3)，活動鋼制梳齒板(2)與多向變位箱(2)錨固連接。
4.根據權利要求3所述的自適應多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，其特征在于:所述多向變位箱(3)的內部包括至少一個自適應彈性變位裝置(8)，該自適應彈性變位裝置(8)是壓縮彈簧或者聚氨酯高分子復合材料制作的彈性部件。
5.根據權利要求2所述的自適應多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，其特征在于:固定鋼制梳齒板(I)通過固定螺栓二( 12)與橋梁主梁(13)連接，活動鋼制梳齒板(2)通過固定螺栓一(6)與橋梁主梁(13)連接，固定螺栓一(6)和固定螺栓二(12)與預埋在主梁混凝土中的預埋鋼筋(17)焊接固定。
6.根據權利要求2所述的自適應多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，其特征在于:它還設有防水裝置(7)，防水裝置(7)設在固定鋼制梳齒板(I)和活動鋼制梳齒板(2)的下方，實現伸縮裝置的防水功能。
7.根據權利要求6所述的防水裝置自適應多向變位的梳齒型橋梁伸縮裝置，其特征在于:防水裝置(7)在固定鋼制梳齒板(I)和活動鋼制梳齒板(2)的交叉部位下方。
【文檔編號】E01D19/06GK103835229SQ201410086183
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權日:2014年3月11日
【發(fā)明者】杜鑌, 張 林, 唐志, 譚捍華, 楊鴻波, 韋定超, 張弢, 張世娟, 陳開強, 鄧曉紅 申請人:貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司