CN104988846B - 一种桥梁伸缩梁结构及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁伸缩梁结构，在桥梁的两个端面顶部设置有橡胶层，端面底部设置有钢板层，两个端面之间设置有缓冲装置，缓冲装置包括两个铰接在一起的缓冲杆，缓冲杆包括中间部位的第一直线部和两端部位的第二直线部，第一直线部和第二直线部之间通过弯曲部连接，缓冲杆的铰接部位设置在第一直线部上，缓冲杆铰接部位的外侧设置有柔性外壳，缓冲杆与端面之间填充有缓冲层，两个端面上的橡胶层之间设置有连接层。本发明还提供了一种上述桥梁伸缩梁结构的安装方法。本发明能够改进现有技术的不足，简化了伸缩梁的维护操作，提高了车辆的行驶平稳性。

Description

一种桥梁伸缩梁结构及其安装方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其是一种桥梁伸缩梁结构及其安装方法。

背景技术

桥梁的伸缩梁是整个桥梁承受负荷最大的位置之一，它确保桥梁在收到外力作用或者环境变化时不发生刚性形变。由于伸缩梁的特殊性，其使用寿命在整个桥梁构件中是比较短的。中国发明专利CN102102340B公开了一种桥梁伸缩装置及其安装方法，相比起传统的毛勒缝技术在后期使用寿命和维护成本上都有了明显的改善。但是，这种结构的伸缩装置并没有改变传统伸缩装置的基本设计原理，仅仅在部分零件的使用和结构上进行了改进，无法从根本上解决伸缩装置需要定期拆卸维护以及车辆行驶过程中出现的颠簸现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种桥梁伸缩梁结构及其安装方法，能够解决现有技术的不足，简化了伸缩梁的维护操作，提高了车辆的行驶平稳性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种桥梁伸缩梁结构，在桥梁的两个端面顶部设置有橡胶层，端面底部设置有钢板层，两个端面之间设置有缓冲装置，缓冲装置包括两个铰接在一起的缓冲杆，缓冲杆包括中间部位的第一直线部和两端部位的第二直线部，第一直线部和第二直线部之间通过弯曲部连接，缓冲杆的铰接部位设置在第一直线部上，缓冲杆铰接部位的外侧设置有柔性外壳，缓冲杆与端面之间填充有缓冲层，两个端面上的橡胶层之间设置有连接层。

作为优选，所述缓冲杆的两个第二直线部分别固定在橡胶层和钢板层内，第二直线部固定在橡胶层内的长度小于固定在钢板层内的长度。

作为优选，所述橡胶层的表面设置有弧形凸起，弧形凸起内设置有第一支撑杆，第一支撑杆通过滑槽滑动卡接在第二直线部上，滑槽的深度由第二直线部的外侧一端向与弯曲部连接的一端逐渐增加。

作为优选，位于钢板层内的第二直线部通过若干个钢筋套固定与钢板层内。

作为优选，在柔性外壳内对称设置有两个第二支撑杆，第二支撑杆的两端通过弹簧体连接至两个缓冲杆的第一直线部上，第二支撑杆成竖直方向设置，第二支撑杆上设置有与缓冲杆铰接部位连接的第三支撑杆，第三支撑杆与缓冲杆铰接部位通过橡胶垫连接，第三支撑杆和与其连接的缓冲杆铰接部位上的两个缓冲杆铰接部位之间设置有相互啮合的第一齿轮和第二齿轮。

作为优选，所述第一齿轮安装在第三支撑杆上，第二齿轮安装在第一直线部上，第一齿轮与第二齿轮的齿比为3:1。

作为优选，所述柔性外壳上设置有加油口和排油口。

一种上述桥梁伸缩梁结构的安装方法，包括以下步骤：

A、在缓冲装置顶部的两个第二直线部上通过热成型工艺制成橡胶层,在缓冲装置底部的两个第二直线部上通过焊接与钢板层固定；

B、将步骤A中加工过的缓冲装置安放在桥梁的两个端面之间，然后通过浇筑水泥将缓冲装置固定；

C、在缓冲杆与端面之间布置金属丝网，并进行灌浆操作，形成缓冲层；

D、通过热成型工艺制成连接层，使用粘结剂将连接层固定在两个橡胶层之间进行。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过设置交叉连接的缓冲杆，利用缓冲杆对于桥梁微量形变和车辆行进过程的缓冲，提高了桥梁稳定性和车辆行驶平稳性。缓冲层优化了两个缓冲杆在形变过程中的弹性系数变化曲线。柔性外壳内设置的支撑结构可以减少缓冲杆发生弹性形变时对于整个缓冲装置的损伤，从而延长了缓冲装置的使用寿命。本发明提供的缓冲装置在日常使用过程中仅需要定期更换柔性外壳内的润滑脂，缓冲装置顶部与车辆直接接触的橡胶层和连接层只需要定期测量其厚度，在厚度减少时进行重新铺设加厚即可。在正常使用情况下，本发明提供的缓冲装置可以实现终身免维护。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中柔性外壳内部的结构图。

图中：1、端面；2、橡胶层；3、钢板层；4、第一直线部；5、第二直线部；6、弯曲部；7、柔性外壳；8、缓冲层；9、连接层；10、弧形凸起；11、第一支撑杆；12、滑槽；13、钢筋套；14、第三支撑杆；15、第一齿轮；16、第二齿轮；17、加油口；18、排油口；19、第四支撑杆；20、第五支撑杆；21、第六支撑杆；22、第二支撑杆；23、弹簧体；24、橡胶垫。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-2，本发明一个具体实施方式为：在桥梁的两个端面1顶部设置有橡胶层2，端面底部设置有钢板层3，两个端面1之间设置有缓冲装置，缓冲装置包括两个铰接在一起的缓冲杆，缓冲杆包括中间部位的第一直线部4和两端部位的第二直线部5，第一直线部4和第二直线部5之间通过弯曲部6连接，缓冲杆的铰接部位设置在第一直线部4上，缓冲杆铰接部位的外侧设置有柔性外壳7，缓冲杆与端面1之间填充有缓冲层8，两个端面1上的橡胶层2之间设置有连接层9。缓冲杆的两个第二直线部5分别固定在橡胶层2和钢板层3内，第二直线部5固定在橡胶层2内的长度小于固定在钢板层3内的长度。橡胶层2的表面设置有弧形凸起10，弧形凸起10内设置有第一支撑杆11，第一支撑杆11通过滑槽12滑动卡接在第二直线部5上，滑槽12的深度由第二直线部5的外侧一端向与弯曲部6连接的一端逐渐增加。位于钢板层3内的第二直线部5通过若干个钢筋套13固定与钢板层3内。在柔性外壳7内对称设置有两个第二支撑杆22，第二支撑杆22的两端通过弹簧体23连接至两个缓冲杆的第一直线部4上，第二支撑杆22成竖直方向设置，第二支撑杆22上设置有与缓冲杆铰接部位连接的第三支撑杆14，第三支撑杆14与缓冲杆铰接部位通过橡胶垫24连接，第三支撑杆14和与其连接的缓冲杆铰接部位上的两个缓冲杆铰接部位之间设置有相互啮合的第一齿轮15和第二齿轮16。第一齿轮15安装在第三支撑杆14上，第二齿轮16安装在第一直线部4上，第一齿轮15与第二齿轮16的齿比为3:1。柔性外壳7上设置有加油口17和排油口18。在缓冲杆下方的弯曲部6之间设置有第四支撑杆19，第四支撑杆19的两端通过铰接的第五支撑杆20连接在弯曲部6上，第四支撑杆19的中间部位设置有第六支撑杆21，第六支撑杆21的顶部固定在两个缓冲杆之间的铰接部位。当桥梁的端面出现微量形变的情况下，桥梁端面带动缓冲装置中的缓冲杆发生相应的微量转动，第二支撑杆对这个转动进行缓冲，与此同时，第六支撑杆21在缓冲杆的转动下发生相应的上下移动，与第二支撑杆形成一个垂直的相互作用力，提高了整个缓冲装置的稳定性。车辆经过缓冲装置时，通过第一支撑杆11对车辆经过时产生的振动进行传递分解，减小了车辆行驶给缓冲装置带来的振动，同时也提高了车辆行驶的平稳性。弯曲部6采用钛镍铁合金。

一种上述桥梁伸缩梁结构的安装方法，包括以下步骤：

A、在缓冲装置顶部的两个第二直线部5上通过热成型工艺制成橡胶层2,在缓冲装置底部的两个第二直线部5上通过焊接与钢板层3固定；

B、将步骤A中加工过的缓冲装置安放在桥梁的两个端面1之间，然后通过浇筑水泥将缓冲装置固定；

C、在缓冲杆与端面1之间布置金属丝网，并进行灌浆操作，形成缓冲层8；

D、通过热成型工艺制成连接层9，使用粘结剂将连接层9固定在两个橡胶层2之间进行。

其中，步骤C中，采用两种不同的浆料进行两次灌浆。第一次灌浆使用的浆料包括：15wt%的沥青、20%wt%的橡胶粉、5wt%的石英砂、10wt%的聚丙烯酰胺、10wt%的水泥、5wt%的甲基丙烯酸羟乙酯、8wt%的4-三氟甲基苯硫脲和3wt%的叔丁基-4-(2-羟乙基)哌嗪-1-羧酸酯，余量为水。第一次灌浆量为总灌浆量的30%～35%。在第一次灌浆后，风干3～5小时后进行第二次灌浆。第二次灌浆使用的浆料包括：20wt%的沥青、20wt%的橡胶粉、10wt%的石英砂、15wt%的水泥、5wt%的甲酸钙、7wt%的二乙醇胺、2wt%的2,4,6-三甲基苯酚、7wt%的2-乙酸基苯甲腈，余量为水。第二次灌浆时，对第一次灌浆形成的灌浆层表面进行拉毛处理，使两次灌浆形成的灌浆层存在5～7mm厚的混合区域。缓冲层可以有效地减少共振的发生，并且对与振动具有分散和削弱的效果。本发明提供的缓冲层具有强度高，稳定性强的特点，可以适应本发明中缓冲装置的超长使用寿命，在桥梁的正常使用寿命中不需要更换。

步骤D中，连接层9的组分包括：5wt%的沥青、5wt%的三氧化二铝、1wt%的碳化硅、3wt%的十二烷基磺酸钠、10wt%的丙烯酸树脂、7wt%的1,3-二异丙基-2-硫脲、6wt%的2-(4-溴苯氧基)乙醇、10wt%的6-溴己酸乙酯，余量为硅橡胶。连接层具有弹性好，耐磨损，与橡胶层易连接的特点。且连接层与橡胶层具有不同的弹性系数，可以对橡胶层上受到的冲击力利用连接层均衡地分散在两个缓冲杆上。

本发明可以实现缓冲装置主体的免维护使用，其表面的磨损消耗部件的维护方法简单。本发明的缓冲装置对于桥梁振动和微小位移的缓冲效果好，车辆行驶平稳性高。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种桥梁伸缩梁结构，其特征在于：在桥梁的两个端面（1）顶部设置有橡胶层（2），端面底部设置有钢板层（3），两个端面（1）之间设置有缓冲装置，缓冲装置包括两个铰接在一起的缓冲杆，缓冲杆包括中间部位的第一直线部（4）和两端部位的第二直线部（5），第一直线部（4）和第二直线部（5）之间通过弯曲部（6）连接，缓冲杆的铰接部位设置在第一直线部（4）上，缓冲杆铰接部位的外侧设置有柔性外壳（7），缓冲杆与端面（1）之间填充有缓冲层（8），两个端面（1）上的橡胶层（2）之间设置有连接层（9）；所述缓冲杆的两个第二直线部（5）分别固定在橡胶层（2）和钢板层（3）内，第二直线部（5）固定在橡胶层（2）内的长度小于固定在钢板层（3）内的长度。

2.根据权利要求1所述的桥梁伸缩梁结构，其特征在于：所述橡胶层（2）的表面设置有弧形凸起（10），弧形凸起（10）内设置有第一支撑杆（11），第一支撑杆（11）通过滑槽（12）滑动卡接在第二直线部（5）上，滑槽（12）的深度由第二直线部（5）的外侧一端向与弯曲部（6）连接的一端逐渐增加。

3.根据权利要求1所述的桥梁伸缩梁结构，其特征在于：位于钢板层（3）内的第二直线部（5）通过若干个钢筋套（13）固定与钢板层（3）内。

4.根据权利要求1所述的桥梁伸缩梁结构，其特征在于：在柔性外壳（7）内对称设置有两个第二支撑杆（22），第二支撑杆（22）的两端通过弹簧体（23）连接至两个缓冲杆的第一直线部（4）上，第二支撑杆（22）成竖直方向设置，第二支撑杆（22）上设置有与缓冲杆铰接部位连接的第三支撑杆（14），第三支撑杆（14）与缓冲杆铰接部位通过橡胶垫（24）连接，第三支撑杆（14）和与其连接的缓冲杆铰接部位上的两个缓冲杆铰接部位之间设置有相互啮合的第一齿轮（15）和第二齿轮（16）。

5.根据权利要求4所述的桥梁伸缩梁结构，其特征在于：所述第一齿轮（15）安装在第三支撑杆（14）上，第二齿轮（16）安装在第一直线部（4）上，第一齿轮（15）与第二齿轮（16）的齿比为3:1。

6.根据权利要求1所述的桥梁伸缩梁结构，其特征在于：所述柔性外壳（7）上设置有加油口（17）和排油口（18）。

7.一种上述权利要求1～6任意一项所述的桥梁伸缩梁结构的安装方法，其特征在于包括以下步骤：

A、在缓冲装置顶部的两个第二直线部（5）上通过热成型工艺制成橡胶层（2）,在缓冲装置底部的两个第二直线部（5）上通过焊接与钢板层（3）固定；

B、将步骤A中加工过的缓冲装置安放在桥梁的两个端面（1）之间，然后通过浇筑水泥将缓冲装置固定；

C、在缓冲杆与端面（1）之间布置金属丝网，并进行灌浆操作，形成缓冲层（8）；

D、通过热成型工艺制成连接层（9），使用粘结剂将连接层（9）固定在两个橡胶层（2）之间进行。