CN102704390B - 隐埋隔离式钢-混组合梁专用伸缩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于钢-混组合梁结构的隐埋隔离式钢-混组合梁专用伸缩装置，涉及一种应用于公路桥梁的伸缩装置，该伸缩装置在钢-混组合梁端设有隔离系统，所述隔离系统分为两部分，其一部分与钢-混组合梁钢结构梁的上层混凝土桥面板连接，另一部分与钢-混组合梁钢结构梁的下层钢结构梁连接，两部份之间形成一隔离缝。本发明是一种能适用于同一断面不同材料的等截面钢-混组合梁结构的桥梁伸缩装置，能克服应力导致的混凝土开裂和破坏问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于公路桥梁的伸缩装置，特别适用于同一断面不同材料的钢-混组合梁结构的桥梁。
背景技术
目前，国内高速公路桥使用的公路桥梁伸缩装置主要有格梁式结构、斜梁式结构和直梁式结构。主要包括边梁、中梁、支撑横梁、弹性元件、位移控制机构和锚固构件等，主要适用于同一断面同种材料的梁体结构。还没有一种适用于等截面的钢-混组合梁结构桥梁的伸缩装置。
同一断面不同材料的等截面钢-混组合梁结构的桥梁，梁端都设置有适应梁体位移的伸缩装置，如采用传统的伸缩装置结构（如附图14、15），伸缩装置同时与下部钢结构梁体和上层混凝土桥面相连，由于混凝土与钢的热膨胀系数的不一样，在温度变化时，上下两层的热胀冷缩不同步，而伸缩装置与下层钢结构固定在一起，与下层钢结构梁一同运动，从而导致伸缩装置安装槽区内的混凝土与伸缩装置之间的的接触面会产生较大的边缘应力（如附图18、19），同时伸缩装置上车辆载荷的影响也会增大边缘应力（如附图17、18），从面导致混凝土开裂和破坏。
发明内容
本发明的目的在于：提出一种能适用于同一断面不同材料的等截面钢-混组合梁结构的桥梁伸缩装置，克服应力导致的混凝土开裂和破坏问题。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种隐埋隔离式钢-混组合梁专用伸缩装置，该伸缩装置在钢-混组合梁端设有隔离系统，所述隔离系统分为两部分，其一部分与钢-混组合梁钢结构梁的上层混凝土桥面板连接，另一部分与钢-混组合梁钢结构梁的下层钢结构梁连接，两部份之间形成一隔离缝。
作为优选方式，所述隔离系统，一部分包括固定中梁、固定连接于固定中梁下方的固定端支承箱，所述固定端支承箱与所述下层钢结构梁固定连接，另一部分包括边梁、固定连接于边梁下方的边梁下钢板，以及设于固定端支承箱前端的隔离箱，所述边梁下钢板和隔离箱分别与所述上层混凝土桥面板连接固定，所述固定端支承箱与隔离箱之间形成一隔离缝。
作为进一步优选方式，所述伸缩装置包括支承系统，所述支承系统包括边梁、固定中梁、中梁、支撑横梁、承压支座Ⅰ、压紧支座Ⅰ、压紧支座Ⅱ，承压支座Ⅱ、吊架、固定端支承箱、活动端支承箱和螺栓螺母，支撑横梁上下采用承压支座Ⅰ、压紧支座Ⅰ、固定端支承箱与固定中梁固定，支撑横梁通过压紧支座Ⅱ、承压支座Ⅱ以及吊架与各中梁固定，支撑横梁两端分别为固定端支承箱和活动端支承箱，支撑横梁通过限位装置与固定端支承箱固定；所述伸缩装置仅在活动端支承箱一侧设有位移箱。
作为优选方式，所述固定端支承箱与所述下层钢结构梁可拆卸式固定连接。作为优选方式，所述固定端支承箱与所述下层钢结构梁通过螺栓固定连接。
作为优选方式，所述边梁下钢板和隔离箱分别与所述上层混凝土桥面板通过预埋钢筋连接固定。
工作过程为：隔离系统的主要目的是隔离载荷，将伸缩装置上的车辆荷载与上层混凝土桥面板隔离，车辆荷载直接传递给下层钢结构梁，通过钢结构梁将部份载荷分散传递给载上层混凝土桥面板（如附图16）；同时隔离因温度变化引起的上下层位移不同步的影响，让两部份分别随上层或下层变位；增设的边梁下钢板和隔离箱与安装槽区预埋钢筋焊接，约束端部混凝土，达到将端部应力通过预埋钢筋分散到其它部位的目的。同时，对于伸缩装置的位移控制系统而言，由于边梁下有弹簧，如不设位移箱，在伸缩缝安装时，混凝土就要将弹簧浇注到一起，而不能位移，因此混凝土梁边梁下需要位移箱；而本申请中，固定端支承箱一侧，由于固定中梁受到隔离系统的影响，不与混凝土直接接触，故不需要位移箱。
本发明的有益效果：1.减小了钢-混组合梁上层混凝土与伸缩装置接触面的应力，混凝土不被破坏；2.除与混凝土连接的边梁、活动端支承箱、隔离箱和边梁下钢板外，都可在不损坏混凝土的情况下对伸缩装置各部件都可进行更换和维修，操作方便；3.固定端支承箱一侧没有了位移箱，固定中梁下的弹簧等构件更换和维修空间大，便于维修。
附图说明
图1是本发明专利的平面布置图；
图2是图1的I—I剖视图；
图3是图1的Ⅱ—Ⅱ剖视图；
图4是图1的Ⅲ—Ⅲ剖视图；
图5是图2的Ⅳ—Ⅳ剖视图；
图6是图2的Ⅴ—Ⅴ剖视图；
图7是图3的Ⅵ—Ⅵ剖视图；
图8是图3的Ⅶ—Ⅶ剖视图；
图9是伸缩装置安装截面图一；
图10是图9的局部放大图；
图11是伸缩装置安装截面图二；
图12是图11的局部放大图；
图13是图9的Ⅷ—Ⅷ剖视图；
图14是普通伸缩装置安装截面图；
图15是图14的局部放大图；
图16是伸缩装置车辆载荷传力示意图；
图17是普通伸缩装置车辆载荷传力示意图；
图18是普通伸缩装置在温度和车辆载荷作用下边缘应力分布示意图一；
图19是普通伸缩装置在温度和车辆载荷作用下边缘应力分布示意图二。
图中1.隔离箱，2.边梁，3.固定中梁，4.中梁，5.防水橡胶带，6. 活动端支承箱，7.位移箱，8.边梁下钢板，9. 弹簧，10. 连接座Ⅰ，11.连接板Ⅰ，12. 螺栓Ⅰ，13. 螺栓Ⅱ，14. 连接板Ⅱ，15. 螺母Ⅰ，16.连接座Ⅱ，17. 连接板Ⅲ, 18. 连接板Ⅳ，19.固定端支承箱，20. 承压支座Ⅰ，21.支撑横梁，22.压紧支座Ⅰ，23. 限位装置，24. 橡胶套，25. 压紧支座Ⅱ，26. 承压支座Ⅱ，27.吊架，28.钢结构梁，29. 螺栓Ⅲ，30. 螺母Ⅱ，31.定位销，32. 螺栓Ⅵ，33. 螺栓Ⅴ，34.螺钉，35.防裂钢筋网Ⅰ，36. 预埋钢筋Ⅰ，37.立筋，38.横穿钢筋，39. 预埋钢筋Ⅱ，40. 预埋钢筋Ⅲ，41. 防裂钢筋网Ⅱ，42.桥面板，43.混凝土梁，44. 隔离缝，45.锚固装置。
具体实施方式
下列非限制性实施例用于说明本发明。
如图1至图13所示，一种隐埋隔离式钢-混组合梁专用伸缩装置,包括支承系统、位移控制系统、防水系统和隔离系统：
支承系统：包括边梁2、固定中梁3、中梁4、支撑横梁21、承压支座Ⅰ 20、压紧支座Ⅰ 22、压紧支座Ⅱ 25，承压支座Ⅱ 26、吊架27、固定端支承箱19、活动端支承箱6和螺栓螺母，支撑横梁21上下采用承压支座Ⅰ 20、压紧支座Ⅰ 22、固定端支承箱19与固定中梁3固定，支撑横梁21通过压紧支座Ⅱ 25、承压支座Ⅱ 26以及吊架27与各中梁4固定，支撑横梁21两端分别为固定端支承箱19和活动端支承箱6，支撑横梁21通过限位装置23与固定端支承箱19固定。主要承受车辆荷载，保证车辆安全通过梁端梁缝。当荷载作用在中梁4上时，荷载经中梁4、吊架27、压紧支座Ⅱ 25和承压支座Ⅱ 26、支撑横梁21、固定端支承箱19内的承压支座Ⅰ 20和压紧支座Ⅰ 22以及支承箱，最后由固定端支承箱19传递给梁体（钢-混组合梁侧传递给下部钢结构梁28）；当荷载作用在固定中梁3上时，荷载经固定中梁3和固定端支承箱19直接传递给下层钢结构梁28；当荷载作用在边梁2上时，荷载通过边梁2直接传递上层混凝土桥面板42。
防水系统：包括边梁2、固定中梁3、中梁4和防水橡胶带5。防水橡胶带5嵌入边梁2和固定中梁3、固定中梁3和中梁4，以及相邻中梁4 C型腔内，配合紧密，起防水和防渣作用，保护伸缩装置下部结构。
位移控制系统：包括固定中梁3、中梁4、弹簧9、连接座Ⅰ 10、连接座Ⅱ 16、各连接板、位移箱7和螺栓螺母等构件，每个连接座Ⅰ10和与其相邻的2个连接座Ⅱ16及其上的弹簧9构成一组，多组间交错传递位移。位移控制系统仅在活动端支承箱6一侧设有位移箱7。固定中梁3、中梁4和位移箱7通过螺栓螺母、连接座Ⅰ 10、连接座Ⅱ 16以及各连接板与弹簧9连接，使弹簧9成串联结构，以控制伸缩装置各缝宽的均匀性。
隔离系统：在钢-混组合梁端设有隔离系统，隔离系统分为两部分，一部分包括固定中梁3、固定连接于固定中梁3下方的固定端支承箱19，固定端支承箱19与下层钢结构梁28通过螺栓固定连接，另一部分包括边梁2、固定连接于边梁2下方的边梁下钢板8，以及设于固定端支承箱19前端的隔离箱1，边梁下钢板8和隔离箱1分别与上层混凝土桥面板42通过预埋钢筋Ⅰ 36连接固定，固定端支承箱19贯穿边梁下钢板8，固定端支承箱19与隔离箱1之间形成一隔离缝44。固定端支承箱19与钢-混组合梁钢结构梁上层混凝土桥面板42不直接连接，只与下层钢结构梁28用螺栓连接。边梁2与边梁下钢板8与钢-混组合梁上层混凝土桥面板42连接，不与下层钢结构梁28连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种隐埋隔离式钢-混组合梁专用伸缩装置，其特征在于：该伸缩装置在钢-混组合梁端设有隔离系统，所述隔离系统分为两部分，其一部分与钢-混组合梁钢结构梁的上层混凝土桥面板连接，另一部分与钢-混组合梁钢结构梁的下层钢结构梁连接，两部份之间形成一隔离缝。
2.如权利要求1所述的隐埋隔离式钢-混组合梁专用伸缩装置，其特征在于：所述隔离系统，一部分包括固定中梁、固定连接于固定中梁下方的固定端支承箱，所述固定端支承箱与所述下层钢结构梁固定连接，另一部分包括边梁、固定连接于边梁下方的边梁下钢板，以及设于固定端支承箱前端的隔离箱，所述边梁下钢板和隔离箱分别与所述上层混凝土桥面板连接固定，所述固定端支承箱与隔离箱之间形成一隔离缝。
3. 如权利要求1或2所述的隐埋隔离式钢-混组合梁专用伸缩装置，其特征在于：所述伸缩装置包括支承系统，所述支承系统包括边梁、固定中梁、中梁、支撑横梁、承压支座Ⅰ、压紧支座Ⅰ、压紧支座Ⅱ，承压支座Ⅱ、吊架、固定端支承箱、活动端支承箱和螺栓螺母，支撑横梁上下采用承压支座Ⅰ、压紧支座Ⅰ、固定端支承箱与固定中梁固定，支撑横梁通过压紧支座Ⅱ、承压支座Ⅱ以及吊架与各中梁固定，支撑横梁两端分别为固定端支承箱和活动端支承箱，支撑横梁通过限位装置与固定端支承箱固定；所述伸缩装置仅在活动端支承箱一侧设有位移箱。
4. 如权利要求1或2所述的隐埋隔离式钢-混组合梁专用伸缩装置，其特征在于：所述固定端支承箱与所述下层钢结构梁可拆卸式固定连接。
5. 如权利要求4所述的隐埋隔离式钢-混组合梁专用伸缩装置，其特征在于：所述固定端支承箱与所述下层钢结构梁通过螺栓固定连接。
6. 如权利要求1或2所述的隐埋隔离式钢-混组合梁专用伸缩装置，其特征在于：所述边梁下钢板和隔离箱分别与所述上层混凝土桥面板通过预埋钢筋连接固定。
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