CN104099862A - 一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于伸缩装置技术领域，具体的讲涉及使用于桥梁工程中的弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置。其主要技术方案：包括底部设置有通过固定机构能够分别固定于桥梁梁体两侧的左、右弹性底座，在其中之一的所述弹性底座表面设置梳齿凹槽，形成伸缩装置的固定端；在另一所述的弹性底座表面固定有与所述的梳状凹槽对应的梳齿板，该梳齿板部分伸入所述的梳状凹槽中，形成伸缩装置的活动端。该结构的伸缩装置能满足桥梁位移与变位同时作用时的要求、具有良好的止水效果和减振性能。

Description

一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置

技术领域

    本发明属于建筑工程中使用的伸缩装置技术领域，具体的讲涉及使用于桥梁工程中的弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置。

背景技术

桥梁结构中的伸缩装置直接承受车轮荷载的反复冲击作用，是桥梁结构最易遭到破坏而又较难以修补的部位。因此伸缩装置在设计、施工和养护管理过程中需要满足以下要求：1、能适应桥梁由温度变化引起的伸缩；2、能适应桥梁由挠度变化等引起的变位；3、具有良好的构造满足行驶性能；4、具有良好的整体性和耐久性；5、具有良好的排水性和防水性；6、构造简单，施工与维修容易方便。

梳齿板式伸缩装置以其刚度较大，抗冲击力强；可承受较大的水平变位；较好的行驶平稳性；安装高度低；施工快捷，维修方便等优点得到广泛应用。

目前，常用的梳齿板式桥梁伸缩装置有：普通梳齿板式桥梁伸缩装置、单元式多向变位梳齿板桥梁伸缩装置和模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置。虽然这些伸缩装置得到了广泛的使用，但由于其结构上仍存在一定的缺陷，无法同时满足伸缩装置设计总体要求各种功能的共同实现。其中，

如图1a和1b所示的普通梳齿板式桥梁伸缩装置，该伸缩装置是通过梳齿板的固定端1与活动端2相互交错移动满足桥梁纵向伸缩（主要是温度变化因素）要求，并提供车辆通行的承载面，在梁板端用螺栓3锚固，无转角功能。当发生水平转动时，易造成螺栓松动或相互交叉的梳齿4、5折断；当梁体承受荷载，发生竖向挠度，装置和梁体形成较大拉拔力而造成螺栓松动脱落；当频繁荷载振动作用在装置上时，极易导致装置弯曲变形，梳齿折断。这种伸缩装置加工简单，施工方便，通车平顺，冲击力小，但该产品结构过于简单，安全性能低，无法满足多向变位或合力扭转变位的功能，容易造成交通事故。    

发明内容

本发明的目的就是提供一种能满足桥梁位移与变位同时作用时的要求、具有良好的止水效果和减振性能的弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置，包括底部设置有通过固定机构能够分别固定于桥梁梁体两侧的左、右弹性底座，在其中之一的所述弹性底座表面设置梳齿凹槽，形成伸缩装置的固定端；在另一所述的弹性底座表面固定有与所述的梳状凹槽对应的梳齿板，该梳齿板部分伸入所述的梳状凹槽中，形成伸缩装置的活动端。

其中，上述弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置的附加技术特征还包括：

——所述的弹性底座由采用橡胶、聚氨脂或其它具有弹性功能的高分子材料构成；

——在所述的梳板条底部设置有不锈钢板，在所述梳状凹槽凹槽内设置有一体成形的聚四氟乙烯板构成的滑板；

——伸入所述梳状凹槽中的梳齿板端部为倒角斜坡结构；

——构成所述伸缩装置固定端的梳齿凹槽的宽度大于伸入该梳齿凹槽中的梳齿板的宽度；

——所述梳齿凹槽的深度等于或大于伸入该梳齿凹槽中的梳齿板的厚度；

——所述的左、右弹性底座为模块式结构；

——在所述的左、右弹性底座间设置有止水机构。

     本发明所提供的弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置，与现有技术相比具有以下优点：其一，由于弹性底座与梳齿板间为槽板的结合，保证了伸缩装置结构的整体性与耐久性，增加了平稳的行驶性；其二，止水机构与弹性底座的配合设计，使伸缩装置的止水与防水性能得到保证；其三，弹性底座本体的物理性能具有很好的减振性能，具有结构简单、受力变形明确、加工、安装快捷和维护保养方便的特点。

附图说明

    图1a：为普通梳齿板式桥梁伸缩装置结构示意图；

    图1b：为图1a的A—A剖面结构示意图；

    图2a：为本发明提供的弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置的结构示意图；

图2b：为图2a的A—A剖面结构示意图；

图2c：为图2a的B—B剖面结构示意图；      

图3：为本发明位移装置结构示意图；

    图4；为本发明在梁体产生挠度时的变形示意图；

    图5：为本发明在承受荷载时的变形示意图；

    图6：为本发明在产生水平转角时的变形示意图；

图7：为本发明在冲击力作用下的受力示意图；

    图8：为本发明平面结构示意图。

具体实施例：

下面结合附图和实施例对本发明所提供的弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置的结构和工作原理作进一步的详细说明。

如图2a、2b和2c所示为本发明提供的安装于桥梁结构中的弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置的结构示意图。构成伸缩装置的结构包括底部设置有通过固定螺栓（或）构成的固定机构能够分别固定于桥梁梁体两侧的左、右弹性底座6、7，在右弹性底座表面设置梳齿型凹槽8，形成伸缩装置的固定端1；在左弹性底座表面上固定有与上述梳状凹槽8对应的梳齿板条9，该梳齿板部分伸入梳状凹槽中，形成伸缩装置的活动端2。

上述弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置的工作原理为，首先，通过固定螺栓3分别将由橡胶、聚氨脂或其它具有弹性功能的高分子材料构成的左、右弹性底座6、7固定于构成梁体缝10的两侧的桥梁梁体11和12上，并于其预埋的固定筋13固定，然后在其中灌注混凝土14，并使得固定于左弹性底座6上的梳齿板条9部分伸入到右弹性底座7的梳状凹槽中。通过梳齿板在弹性底座凹槽中移动来实现伸缩装置位移；梳齿板具有一定刚度，提供车辆通行的承载面；弹性底座6、7具有一定的刚度和弹性，可以承受荷载要求，并能缓解汽车的冲击力，增加伸缩装置的德国舒适性和抗振性。

另外，在上述弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置的结构中：

——如图3所示，在梳齿板条9的底部焊有不锈钢板15，伸缩装置固定端弹性底座7凹槽8内设置有一体成形的聚四氟乙烯板构成的滑板16，两者构成滑动副结构；当伸缩装置活动端产生位移时，不锈钢板与聚四氟乙烯板之间的低摩擦系数保证伸缩装置伸缩自如；

——如图4所示，梁体11、12承受荷载产生挠度时，伸缩装置固定1的弹性底座7会随着梁体旋转一定的角度α,弹性底座7在锚固螺栓3的锁紧力下产生变形，使梳齿板条9保持不变，不会被抬高，锚固螺栓3也不会产生太大拉拔力，提高了锚固螺栓的寿命。梳齿板条9端部17为倒角斜坡结构，使弹性底座7产生转角的情况下，梳齿板条与弹性底座7顶面平稳过渡，不会产生高度差，增加了行驶的平稳性；

——如图5所示，在汽车荷载F的作用下，梳齿板条9会发生翘曲，由于锚固螺栓3已经将梳齿板条9与弹性底做6、弹性底座7固定，并具有一定的锁紧力，所以当梳齿板条9产生变形时，弹性底座6、7会发生压缩变形，弹性底座的变形避免了锚固螺栓承受拉拔力，减少了锚固螺栓的损坏。弹性底座随梳齿板条9变形一起变化，伸缩装置平面不会产生明显的高位差，使行车的平稳性得到保证。

——如图6所示，桥梁在风力等作用下，产生水平转角α时，伸缩装置活动端2与固定端1也会产生相应的α角，固定端1的梳齿凹槽8宽度设计宽度比梳齿板条9略大，在α角较小时，固定端1的凹槽8宽度可以满足梳齿板条产生转角后的位移要求，不影响梳齿板的伸缩；当α角较大时，梳齿板条在产生水平转角位移时会与固定端1凹槽的侧臂发生干涉，这时弹性底座以其特有的物理性能，会产生变形，从而不影响梳齿板的变形与伸缩；

——如图8所示，构成该装置的左、右弹性底座为模块式结构，即分段设置，梳齿板条9与弹性底座分离设计，安装时先将锚固螺栓与预埋筋焊接牢固，再将弹性底座调平，最后将梳齿板条9与弹性底座固牢，很大程度上提高了安装效率与施工进度。当伸缩装置需要维修时，若是弹性底座损坏，可将损坏模块单独更换，若是梳齿板条9损坏，可将单个梳齿板条9进行更换，要求作业面小，更换速度快，不需要中断交通即可修复，维修成本低，经济和社会效益明显；

——在该伸缩装置的结构中，如图7、8所示其该伸缩装置的上平面为梳齿板条9与弹性底座6、7凸出部分相结合形成，弹性底座的凸出部分具有一定的刚度和阻尼性，与梳齿板条9一起形成荷载的承载面，满足汽车荷载要求，并在汽车通过时，增大摩擦力，防止打滑现象发生；当所述梳齿凹槽8的深度等于或大于伸入该梳齿凹槽中的梳齿板条的厚度时，其增大摩擦力防止打滑现象发生的效果更好；

在所述的左、右弹性底座间设置有止水带18可以进一步提高伸缩缝的止水性能，有利于其工程质量。

Claims (8)

1.一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置，其特征在于：包括底部设置有通过固定机构能够分别固定于桥梁梁体两侧的左、右弹性底座，在其中之一的所述弹性底座表面设置梳齿凹槽，形成伸缩装置的固定端；在另一所述的弹性底座表面固定有与所述的梳状凹槽对应的梳齿板，该梳齿板部分伸入所述的梳状凹槽中，形成伸缩装置的活动端。

2.如权利要求1所述的一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置，其特征在于：所述的弹性底座由采用橡胶、聚氨脂或其它具有弹性功能的高分子材料构成。

3.如权利要求1所述的一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置，其特征在于：在所述的梳板条底部设置有不锈钢板，在所述梳状凹槽凹槽内设置有一体成形的聚四氟乙烯板构成的滑板。

4.如权利要求1所述的一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置，其特征在于：伸入所述梳状凹槽中的梳齿板端部为倒角斜坡结构。

5.如权利要求1所述的一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置，其特征在于：构成所述伸缩装置固定端的梳齿凹槽的宽度大于伸入该梳齿凹槽中的梳齿板的宽度。

6.如权利要求1所述的一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置，其特征在于：所述梳齿凹槽的深度等于或大于伸入该梳齿凹槽中的梳齿板的厚度。

7.如权利要求1所述的一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置，其特征在于：所述的左、右弹性底座为模块式结构。

8.如权利要求1所述的一种弹性多变位梳齿桥梁伸缩装置，其特征在于：在所述的左、右弹性底座间设置有止水机构。