CN103590330A

CN103590330A - 一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置

Info

Publication number: CN103590330A
Application number: CN201310603594.0A
Authority: CN
Inventors: 翁风云; 潘图春; 资道铭; 叶明坤; 刘志东; 甘友生; 王荣康; 莫曲浪; 李坤
Original assignee: Liuzhou Orient Engineering Rubber Products Co Ltd
Current assignee: Liuzhou Orient Engineering Rubber Products Co Ltd
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-02-19

Abstract

一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置，包括支承系统、伸缩梁和伸缩控制系统：支承系统包括沿桥梁宽度方向均布架设桥梁伸缩缝两端梁体上的M个支撑单元，所述伸缩梁沿桥梁长度方向均布架设在所述支撑单元上，两伸缩梁之间的伸缩量为0～80mm，所述大中梁通过螺栓与其底面的支撑单元连接；伸缩控制系统安装在伸缩梁底部；支撑单元之单支撑横梁安装在伸缩缝两端的梁体之小支撑箱上的凹凸球形结构支座上，单支撑横梁上下安装滑动支座、并包裹U型连接框。该伸缩装置可实现伸缩装置在竖向和水平方向的转动（转角大于0.03rad），伸缩变位均匀，满足桥梁在车辆荷载及其他内外力作用下，梁体产生多向变位的要求以及大跨径桥梁结构变位需要。

Description

一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置

技术领域

本发明涉及一种桥梁伸缩装置，特别是一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置。

背景技术

随着桥梁设计和施工水平不断地提高，跨海、峡谷、大江大河上大跨径悬索桥、斜拉桥、拱桥等一些跨径超过千米的特大型桥梁的修建不断增多，桥梁伸缩装置的伸缩量也随着跨径相应地增大（伸缩量超过1000mm），且大跨径桥梁，梁体基本为半漂浮体系结构，梁端产生较大的空间运动，因此要求伸缩装置的伸缩量非常大，并且在竖向和水平方向的转角大于0.03rad。常规设计的伸缩装置无法满足大跨径桥梁多向变位的结构需要，而导致伸缩装置频繁损坏。

申请号为CN2011104222534公开了一种超大位移量桥梁伸缩装置，可较好的克服上述存在的问题，但该申请仍然存在如下不足之处：

1.其支撑系统的支承吊架为“口”字形全封闭式连接框，不仅耗费材料，而且滑动支座的安装、维护和更换很不方便；

2. 支承吊架的侧边设置有限位座，大大增加了伸缩梁伸缩时的摩擦力，使得伸缩梁之间不能均匀的伸缩。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种适用于大跨径桥梁的一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置，以克服已有技术所存在的上述不足。

为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案是：一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置，所述伸缩装置安装在桥梁伸缩缝两端的梁体上，所述伸缩装置包括支承系统、伸缩梁和伸缩控制系统：

所述支承系统包括M个支撑单元，所述M个支撑单元沿横桥向均布架设在位于桥梁伸缩缝两端的梁体上，M个支撑单元将伸缩装置分隔为M-1个空间区；

所述伸缩梁包括2条边梁1和m条大中梁2，所述边梁和大中梁沿顺桥向均布架设在所述M个支撑单元上，两伸缩梁之间的伸缩量为0～80 mm，所述边梁通过锚固筋6分别与位于伸缩缝两端的梁体固定连接；所述大中梁通过螺栓分别与位于大中梁底面的支撑单元连接；

所述M个支撑单元结构相同，包括1根单支撑横梁、两个凹凸球形结构支座、两个小支撑箱、m个U型连接框和2m个滑动支座，所述小支撑箱分别固定安装在伸缩缝两端的梁体上，所述凹凸球形结构支座分别安装在两个小支撑箱内，所述单支撑横梁两端架设在小支撑箱内的凹凸球形结构支座上，所述2m个滑动支座均布安装在单支撑横梁的顶面和底面，位于单支撑横梁顶面的滑动支座支承其上部的大中梁，所述m个U型连接框分别包裹在单支撑横梁的滑动支座上、U型连接框的底面与单支撑横梁底面的滑动支座连接，U型连接框上面的开口通过螺栓与支承在单支撑横梁顶面的滑动支座上的大中梁连接；

所述伸缩控制系统安装在M-1个空间区内的伸缩梁底部，位于每个空间区内的伸缩控制系统结构相同，包括N个结构相同的伸缩控制器，所述伸缩控制器包括连接板、连接架和2个剪切弹簧，所述连接架连接在连接板的中部，所述剪切弹簧连接在连接板两端；所述伸缩控制器沿桥梁长度方向安装在伸缩梁底部，每个伸缩控制器与其中相邻的3条伸缩梁连接、即连接架与中间的一条伸缩梁底面连接，剪切弹簧与前后两条伸缩梁底面连接；

所述N个伸缩控制器沿桥梁宽度方向相间平行排列，每列中相邻的两个伸缩控制器之间相隔一条伸缩梁，相邻两列的伸缩控制器所连接的伸缩梁错开一条伸缩梁，相间的两列端部的伸缩控制器的其中一剪切弹簧连接边梁底面；

上述M的取值为6～20， m的取值为 8～24，N的取值为8～24。

其进一步的技术方案是：所述位于伸缩缝一端梁体的小支撑箱后连接一喇叭形结构大支撑箱。

其更进一步的技术方案是：所述剪切弹簧为圆柱形结构，其顶端和底端分别设安装螺孔。

所述每两条伸缩梁之间安装密封橡胶带；位于所述每个空间区内的伸缩梁沿桥梁长度方向安装有限位绳，所述限位绳通过螺栓连接于每条伸缩梁底部。

由于采取以上技术方案，本发明之一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置具有如下有益效果：

1．由于本发明之一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置采用支承系统和多条垂直架设的伸缩梁，将位移量划分为多个80mm的伸缩单元组成，同时采用具有多向转角功能的凸凹球形结构支座，当车辆荷载作用在伸缩装置表面（大中梁）时，荷载通过支撑横梁传递到两端的凹凸球形结构支座上，最后传递到桥梁的墩台上，从而实现伸缩装置在竖向和水平方向的转动，满足桥梁在车辆荷载及其他内外力作用下，梁体产生多向变位（平面及竖向转角）的要求；

2．由于本发明之一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置采用各向均能变形的剪切型弹簧，该弹簧采用圆柱形设计，各个方向均能产生剪切变形，使伸缩装置能实现竖向及平面的转动，满足桥梁平面及竖向转角的要求。当桥梁由于车辆荷载及其他内外力作用下产生平面及竖向转角时，凹凸球形结构支座随之产生相应的转动，圆柱形的剪切弹簧也随之产生相应的变形，实现伸缩装置在竖向和水平方向转角大于0.03rad，满足大跨径桥梁结构变位需要；当由于温度变化引起梁体的伸缩时，通过串联的伸缩控制器可控制每条缝之间的变位均匀性；同时本方案没有有限位座，可较好的克服伸缩梁伸缩时的摩擦力问题，使得伸缩梁之间的伸缩更加均匀；

3. 本发明之大支撑箱采用前小后大的喇叭形设计，有足够的空间适应伸缩装置的转动，满足桥梁平面及竖向转角的要求；

4．本发明之一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置结构简单、经济实用，伸缩梁采用现成的型钢，制造成本低，伸缩控制器通过螺栓连接、安装方便，大支撑箱设计成前后两部分，减小外形尺寸，便于运输；

5．由于本发明之一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置，将原有包裹单支撑横梁及滑动支座的全封闭式连接框改为开口的U型连接框，滑动支座的安装、维护和更换十分方便。

下面结合附图和实施例对本发明之一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置结构示意图(透视结构)；

图2：图1之左视图；

图3：图1之A-A视图；

图4：图1之B-B视图；

图5：图1之C-C视图；

图6：图1之D部放大视图；

图7：图2之E-E视图

图8～图10喇叭形结构支撑箱示意图：

图8—主视图，图9—右视图，图10—俯视图；

图11～图12：凹凸球型结构支座示意图：

图11—主视图，图12—俯视图；

图13～图14：剪切型弹簧结构示意图：

图13—主视图，图14—俯视图。

图中：

1—--边梁，2—大中梁，3—密封橡胶带，4—支撑系统，41—单支撑横梁，42—凹凸球型结构支座，43—小支撑箱，44—U型连接框，45—滑动支座，5—伸缩控制器，51—连接板，52—剪切弹簧，53—连接架，6—锚固筋，7—限位绳，8—喇叭形结构大支撑箱，9—桥面，10—梁体，11—伸缩缝。

具体实施方式

实施例一

一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置，所述伸缩装置安装在桥梁伸缩缝两端的梁体上，所述伸缩装置包括支承系统、伸缩梁和伸缩控制系统：

所述支承系统包括M个支撑单元，所述M个支撑单元沿横桥向均布架设在位于桥梁伸缩缝两端的梁体上（即M个支撑单元沿桥梁宽度方向排列，每个支撑单元与桥长度方向平行），M个支撑单元将伸缩装置分隔为M-1个空间区；

所述伸缩梁包括2条边梁1和m条大中梁2，所述边梁和大中梁顺桥向均布架设在所述M个支撑单元上（即伸缩梁沿桥梁长度方向排列，每根伸缩梁与桥长度方向垂直），两伸缩梁之间的伸缩量为0～80 mm，所述边梁通过锚固筋6分别与位于伸缩缝两端的梁体固定连接；所述大中梁通过螺栓分别与位于大中梁底面的支撑单元连接；

所述伸缩控制系统安装在M-1个空间区内的伸缩梁底部，位于每个空间区内的伸缩控制系统结构相同，包括N个结构相同的伸缩控制器5，所述伸缩控制器包括连接板51、连接架53和2个剪切弹簧52，所述连接架连接在连接板的中部，所述剪切弹簧连接在连接板两端；所述伸缩控制器沿桥梁长度方向安装在伸缩梁底部，每个伸缩控制器与其中相邻的3条伸缩梁连接、即连接架与中间的一条伸缩梁底面连接，剪切弹簧与前后两条伸缩梁底面连接；

连接于所述每个空间区的伸缩控制器的数量和排列方式相同：即：

第一列之第一个伸缩控制器与第1～3条大中梁连接，第二个伸缩控制器与第5～7条大中梁连接，第三个伸缩控制器与第9～11条大中梁连接，依次类推；

第二列之第一个伸缩控制器与第2～4条大中梁连接，第二个伸缩控制器与第6～8条大中梁连接，第三个伸缩控制器与第10～12条大中梁连接，依次类推，第二列之第五个伸缩控制系统与第18～19条大中梁及边梁连接；

第三列之第一个伸缩控制系统与第3～5条大中梁连接，第二个伸缩控制系统与第7～9条大中梁连接，第三个伸缩控制系统与第11～13条大中梁连接，依次类推；

第四列之第一个伸缩控制系统与边梁及第1～2条大中梁连接，第二个伸缩控制系统与第4～6条大中梁连接，第三个伸缩控制系统与第8～10条大中梁连接，依次类推；

以上四列的位置可调换安装。

所述位于伸缩缝一端梁体的小支撑箱后连接一喇叭形结构大支撑箱8。

所述剪切弹簧为圆柱形结构，其顶端和底端分别设安装螺孔。

所述每两条伸缩梁之间安装密封橡胶带3；位于每个空间区内的伸缩梁沿桥梁长度方向安装有限位绳7，所述限位绳通过螺栓连接于每条伸缩梁底部。

上述实施例中，M的取值为6～20， m的取值为 8～24，N的取值为8～24。

附图1为上述实施例的局部结构，图中包括4个支撑单元，共3个空间区，19条大中梁，每个空间区安装4列共19个伸缩控制器。

在实际应用中，可根据桥梁宽度以及伸缩缝大小的不同，合理设计支撑单元、伸缩梁和伸缩控制器的数量。

Claims

1.一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置，所述伸缩装置安装在桥梁伸缩缝两端的梁体上，其特征在于：所述伸缩装置包括支承系统、伸缩梁和伸缩控制系统：

所述伸缩梁包括2条边梁（1）和m条大中梁（2），所述边梁和大中梁沿顺桥向均布架设在所述M个支撑单元上，两伸缩梁之间的伸缩量为0～80 mm，所述边梁通过锚固筋（6）分别与位于伸缩缝两端的梁体固定连接；所述大中梁通过螺栓分别与位于大中梁底面的支撑单元连接；

所述伸缩控制系统安装在M-1个空间区内的伸缩梁底部，位于每个空间区内的伸缩控制系统结构相同，包括N个结构相同的伸缩控制器（5），所述伸缩控制器包括连接板（51）、连接架（53）和2个剪切弹簧（52），所述连接架连接在连接板的中部，所述剪切弹簧连接在连接板两端；所述伸缩控制器沿桥梁长度方向安装在伸缩梁底部，每个伸缩控制器与其中相邻的3条伸缩梁连接、即连接架与中间的一条伸缩梁底面连接，剪切弹簧与前后两条伸缩梁底面连接；

上述M的取值为6～20， m的取值为 8～24，N的取值为8～24。

2. 根据权利要求1所述的一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置，其特征在于：所述位于伸缩缝一端梁体的小支撑箱后连接一喇叭形结构大支撑箱（8）。

3.根据权利要求1或2所述的一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置，其特征在于：所述剪切弹簧为圆柱形结构，其顶端和底端分别设安装螺孔。

4.根据权利要求3所述的一种单支撑横梁特大位移量桥梁伸缩装置，其特征在于：所述每两条伸缩梁之间安装密封橡胶带（3）；位于每个空间区内的伸缩梁沿桥梁长度方向安装有限位绳（7），所述限位绳通过螺栓连接于每条伸缩梁底部。