CN105507108A - 一种可更换缝结构及缝的连接施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可更换缝结构，它包括条状柔性结构、刚性连接端、错缝托板、固定栓、支座；所述的条状柔性结构由处在两侧的连接段和处在中间的伸缩段组成，连接段内设有连接钢芯，所述条状柔性结构的两侧均有所述刚性连接端，每侧的钢芯和该侧的刚性连接端分别是一体的，而形成预制和可更换体；所述支座包括第一支座和第二支座，第一支座和第二支座分别固定在需接缝的两侧，两侧刚性连接端通过固定栓分别和第一支座和第二支座连接。本发明还提供了一种缝的连接施工方法。本发明结构简单、施工方便、维护方便且减少缝对车辆的不利影响、结构安全可靠且能能适应温差。

Description

一种可更换缝结构及缝的连接施工方法

技术领域

本发明涉及一种可更换缝结构及缝的连接施工方法，适用于各类机场立交、桥梁、隧道、地铁、高速公路、城市立交等路面接续，尤其是高寿命衬钢弹性缝结构。

背景技术

当我国的高铁采用了耐候无缝对接的轨道后，从此格噔格噔的轨道缝节奏声没了。而越来越多的机场立交、桥梁、隧道、地铁、高速公路、城市立交等缝结构，因均采用型钢离缝等硬性处理方式，所发生的格噔格噔，特别在冬天，由于路桥的收缩缝更大，噪声和震撼就更大，这不但对驾车和乘坐者的舒适度带来困扰，对周边百姓的生活带来较大影响，还有对汽车减震装置损害也较大，更为重要的是当一辆辆汽车在飞驰中，当轮胎频繁受到缝的型钢时的冲击时，其轮胎的内部钢丝就会受损，从而间接造成爆胎车祸的元凶。

另一种叫梳式伸缩缝，它是利用钢梁基座，通过沉头螺栓将装于表面的对称梳式钢板，当沉头螺栓震动松脱被车轮辗压时会弹射入飞驰的车辆和飞向人群伤人；依据高速公路梳式伸缩缝车祸事件分析，当梳式钢板所固定的的螺栓部分松脱后，梳式钢板就会受车辆辗压变形翘起时，其梳式钢板梳头就会把飞驰的车辆全部轮胎突然爆破失控，轻者数十车辆连环碰撞，重者车毁人亡。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的第一个目的在于提供一种可更换缝结构，既结构简单又施工方便，且减少对车辆和人民生活的不利影响。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可更换缝结构，其特征在于它包括条状柔性结构、刚性连接端、错缝托板、固定栓、支座；所述的条状柔性结构由处在两侧的连接段和处在中间的伸缩段组成，连接段内设有连接钢芯，所述条状柔性结构的两侧均有所述刚性连接端，每侧的钢芯和该侧的刚性连接端分别是一体的，而形成预制和可更换体；所述支座包括第一支座和第二支座，第一支座和第二支座分别固定在需接缝的两侧，两侧刚性连接端通过固定栓分别和第一支座和第二支座连接。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可分别采用以下进一步的技术方案，或对上述进一步的技术方案组合使用：

它在长度方向上由数段所述预制和可更换体连续闭合连接，在钢芯顶端被柔性结构包裹的端头设有公母配合接合头。

所述条状柔性结构中在宽度方向上至少有一段伸缩段，伸缩段设有可供热胀冷缩变化时的变形孔；所述条状柔性结构中，两侧连接段与中间的伸缩段之间为变窄处，并形成槽式缝。

所述条状柔性结构伸缩段上部按轮胎型状呈凹弧型，下部减厚而比两侧连接段高；当车辆轮胎压在所述可更换缝结构上时，伸缩段会随压力而降低，把承力重心分载于两侧连接段；当缝受热胀伸展时，由于中间的伸缩段的适当减厚，使错缝托板能自由伸展。

所述固定栓采用锁簧式螺栓，所述锁簧式螺栓配置有弹簧垫片，螺栓头的底面上设置齿槽，弹簧垫片上设置弹性齿，且所述弹性齿和螺栓头底面上的齿槽为倒齿啮合，只允许螺栓向着拧紧方向旋转，且弹性齿还有部分露出在螺栓头的外围，使弹性齿能因其露出部分受压而变形，解除与螺栓头的倒齿啮合。

螺栓头底面上的齿槽在螺栓头外侧形成环圈状，为确保弹簧垫片上设置弹性齿弯曲部位不被压实而弹力持久，所述锁簧式螺栓配置有承力凸件，承力凸件垫在螺栓头的下方，承力凸件高出齿槽齿面。所述螺栓与承力凸件为一体，也可以为分体。

所述刚性连接端上在连接固定栓的位置设置放置固定栓的沉孔，其下部或者沉孔壁设有与弹簧垫片防止转动的结构相配合的结构。

所述的支座焊有预埋脚，在通过预埋脚和可更换缝结构基础的钢筋连接在一起，预埋脚的长度或者预埋脚和支座的焊接部位与设计的施工季节温差相适应。

所述的支座的一端设置连接定位销，另一端设置销孔，以将多段支座定位连接；所述支座设置有与刚性连接端配合的台阶部，刚性连接端也具有和支座的所述台阶部配合的台阶部，形成横向和竖向的牵制结构；所述支座的底部设置预埋脚配合连接的反凹型连接部。

所述的错缝托板，能在热胀冷缩和变形时，互相错位始终托住条状柔性结构的中间伸缩段；所述错缝托板可以与支座为整体式结构，或者与刚性连接端为整体式结构，或者和支座和刚性连接端均分体并垫在支座和刚性连接端之间。

本发明的第二个目的是提供一种缝的连接施工方法，其施工方便，缝结构耐久而更换方便，适用于各类机场立交、桥梁、隧道、地铁、高速公路、城市立交等路面接续。为此，本发明采用以下技术方案：

其采用上述任一种可更换缝结构；

先将支座调节到设计施工季节温差所对应的安装位置，使得两侧的支座的距离与设计施工季节温差所对应的条状柔性结构段宽窄度对应，并进行固定，将路桥基座处钢筋与支座上预埋脚焊接；

支座安装完毕后，用可伸缩工具的机械手端部伸入刚性连接端两侧的放置固定栓的沉孔中，应对宽窄支座需要通过胀缩工具对柔性结构段拉开或者压缩，使刚性连接端上放置固定栓的沉孔与支座上的连接孔对准，然后在未被机械手端部端部占用的所述沉孔中安装固定栓，然后再卸去所述可伸缩工具，再在原被机械手端部占用的沉孔中安装固定栓。

由于采用本发明的技术方案，本发明结构简单、施工方便、维护方便且减少缝对车辆的不利影响、结构安全可靠且能能适应温差。

附图说明

图1为本发明实施例1的剖视图。

图2为本发明实施例1在隐去条状柔性结构及刚性连接端后的俯视图。

图3为本发明实施例2的剖视图。

图4为本发明实施例2在隐去条状柔性结构及刚性连接端后的俯视图。

图5为本发明实施例3的剖视图。

图6为本发明实施例3的立体图。

图7为锁簧式螺栓及其配置组件一种实施方式的分解图，其中，承力凸件与螺杆分体，套在螺杆外。

图8为锁簧式螺栓及其配置组件另一种实施方式的示意图，其中，承力凸件与螺杆为一体。

图9为弹簧垫片的示意图。

图10为锁簧式螺栓及其配置组件组合后的俯视图。

图11为本发明连续组合的实施方式的剖视图。

具体实施方式

参照附图。本发明所提供的可更换缝结构包括条状柔性结构1、刚性连接端21、22、错缝托板31、32、固定栓4、支座；所述的条状柔性结构由处在两侧的连接段11、12和处在中间的伸缩段10组成，连接段内设有连接钢芯61、62，所述条状柔性结构的两侧均有所述刚性连接端，每侧的钢芯61、62和该侧的刚性连接端21、22分别是一体的，这样，刚性连接端、条状柔性结构、钢芯形成预制和可更换体。方便安装、更换，在车间预制，更容易保证质量的统一和规范。所述支座包括第一支座51和第二支座52，第一支座51和第二支座52分别固定在需接缝的两侧，比如与桥面、路面缝两侧的混凝土的钢筋连接并浇筑在一起，两侧刚性连接端通过固定栓分别和第一支座和第二支座连接。

为了更好地抗热胀冷缩、便于运输和安装，刚性连接端、条状柔性结构、钢芯形成的预制和可更换体采用数米分段式连续闭合连接而横贯路宽，在钢芯顶端被柔性结构包裹的端头设有公母配合接合头60。刚性连接端和钢芯可以通过紧固件连接为一体或本身经制造为一体。

所述条状柔性结构1中在宽度方向上至少有一段伸缩段10，所述伸缩段设有可供热胀冷缩变化时的变形孔13；所述条状柔性结构中，两侧连接段与中间的伸缩段之间为变窄处14，并形成槽式缝15。

所述条状柔性结构，根据减轻车辆轮胎对中间的伸缩段压力和热胀冷缩时错缝托板能自由伸展等功能，伸缩段10上部按轮胎型状呈凹弧型16，下部减厚而比两侧连接段11、12高；当车辆轮胎压在所述可更换缝结构上时，所述伸缩段10会随压力而降低，把承力重心分载于两侧连接段11、12；当可更换缝结构受热胀伸展时，由于中间的伸缩段的适当减厚，使错缝托板31、32能自由伸展。

常规的路面连接用螺栓，容易因震动而松脱，而被车轮辗压时弹飞进入汽车玻璃伤人。为解决这种问题，本发明所述固定栓4采用锁簧式螺栓，所述锁簧式螺栓配置有弹簧垫片42，螺栓头45的底面上设置齿槽43，弹簧垫片42上设置弹性齿44，且所述弹性齿44和螺栓头底面上的齿槽43为倒齿啮合，只允许螺栓向着拧紧方向旋转，且弹性齿44还有部分露出在螺栓头的外围，使弹性齿44能因其露出部分受压而变形，解除与螺栓头的倒齿啮合。

螺栓头底面上的齿槽43在螺栓头底面外侧形成环圈状，为确保弹簧垫片上设置弹性齿弯曲部位不被压实而弹力持久，所述锁簧式螺栓配置有承力凸件41，承力凸件41垫在螺栓头45的下方，承力凸件41高出齿槽42的齿面，当安装连接时，保证弹性齿44的弯曲根部不被压实，能够使得弹簧垫片42的弹性齿44既能够可靠地与螺栓头45的齿槽43进行倒齿啮合，螺栓头45拧紧方向旋转时不会受阻，反之则不能旋转，而当需要拆卸时，将套筒式工具套在螺栓头45外向下压，使得弹性齿44能够均匀压平而全部解除倒齿啮合，能够进行拧松操作。弹簧垫片的内侧为平面圈状47，外侧为所述弹性齿，承力凸件41可垫在平面圈状47上。

所述螺栓与承力凸件41为一体，也可以为分体。

所述刚性连接端上在连接固定栓的位置设置放置固定栓的沉孔20，螺栓头45、承力凸件41、弹簧垫片42都处在沉孔20中，沉孔20中设有与弹簧垫片防止转动的结构配合的防止转动的结构，比如采用孔底平面和沉孔壁上设防转结构等，也可以是所述弹簧垫片的内孔壁具有向下弯折的防转结构46。防转结构46可与螺栓孔内壁配合，套筒内壁设置相应的沟槽，从而形成整体式防转放松结构。所述弹簧垫片可采用冲压件，在冲压中形成其外形、弹性齿及所述防转结构。

在沉孔20的孔口可设有防垃圾的柔性盖。

所述的支座焊有预埋脚7，在通过预埋7脚和可更换缝结构基础的钢筋连接在一起，预埋脚7的长度或者预埋脚7和支座的焊接部位与设计要求相适应，也即，通过条状柔性结构的这种可更换、可伸缩、可固定的结构，使得缝的连接可预先考虑到温差造成的热胀冷缩量，使条状柔性结构处于最佳的力学状态，所述可更换缝结构基础可以是路面两侧的路桥混凝土基础或者其它道路浇合物。

所述的支座的一端设置连接定位销81，另一端设置销孔（未显示），以将多段支座沿长度方向定位连接，横贯路宽；所述支座设置有与刚性连接端配合的台阶部82，刚性连接端也具有和支座的所述台阶部82配合的台阶部23，形成横向和竖向的牵制结构，在应用可伸缩的条状柔性结构的情况下，提高结构的稳定性；所述支座的底部设置预埋脚7配合连接的反凹型连接部83。支座端头在两根支座之间还可设有柔性垫。

所述的错缝托板31、32分别处在可更换缝结构的左右两侧，如图2、4、6，它们呈交错状态相互穿插，能在热胀冷缩和变形时，互相错位始终托住条状柔性结构的中间伸缩段10；所述错缝托板可以与支座为整体式结构（如图1、2所示的实施方式），或者与刚性连接端为整体式结构（如图5、6所示的实施方式），或者和支座和刚性连接端均分体并垫在支座和刚性连接端之间（如图3、4所示的实施方式），此时错缝托板下可再垫有柔性垫85。所述的错缝托板，从加工工艺、生产成本、节约材料上考虑，最佳方案是分段栓接，当分段栓接时应加衬垫，以确保错缝托板能自由伸展不受支座搁板影响。

为了使所述可换缝结构更好地发挥功能和适应各地区季节温度差，其刚性连接端和条状柔性结构段为二米左右。本发明所提供的缝的连接施工方法可采用如下步骤：

利用可调节安装专用块将支座调节到设计施工季节温差所对应的安装位置，使得两侧的支座的距离与设计施工季节温差所对应的条状柔性结构段宽度对应，并进行固定，将路桥基座处钢筋与支座上预埋脚焊接，预埋脚形状和尺寸根据设计要求配合；

支座安装完毕后，卸掉可调节安装专用块，用可伸缩工具的机械手端部伸入刚性连接端两侧的放置固定栓的沉孔中，通过胀缩工具根据设计的温差对柔性结构段拉开或者压缩，使刚性连接端上放置固定栓的沉孔20与支座上的连接孔84对准，然后在未被机械手端部端部占用的所述沉孔中安装固定栓，然后再卸去所述可伸缩工具，再在原被机械手端部占用的沉孔中安装固定栓。

当安装柔性结构段的托架较长时可适当增加机械端部，其可伸缩工具可以是自动机械，也可以是手动工具。

所述可换缝结构维修更换时，将固定栓上的柔性盖打开，只需使用带外圈的扳手，利用外圈将弹性齿压下，就可卸出固定栓进行更换。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种可更换缝结构，其特征在于它包括条状柔性结构、刚性连接端、错缝托板、固定栓、支座；所述的条状柔性结构由处在两侧的连接段和处在中间的伸缩段组成，连接段内设有连接钢芯，所述条状柔性结构的两侧均有所述刚性连接端，每侧的钢芯和该侧的刚性连接端分别是一体的，而形成预制和可更换体；所述支座包括第一支座和第二支座，第一支座和第二支座分别固定在需接缝的两侧，两侧刚性连接端通过固定栓分别和第一支座和第二支座连接。

2.如权利要求1所述的一种可更换缝结构，其特征在于，它在长度方向上由数段所述预制和可更换体连续闭合连接，在钢芯顶端被柔性结构包裹的端头设有公母配合接合头。

3.如权利要求1所述的一种可更换缝结构，其特征在于，所述条状柔性结构中在宽度方向上至少有一段伸缩段，伸缩段设有可供热胀冷缩变化时的变形孔；所述条状柔性结构中，两侧连接段与中间的伸缩段之间为变窄处，并形成槽式缝。

4.如权利要求1所述的一种可更换缝结构，其特征在于，所述条状柔性结构伸缩段上部按轮胎型状呈凹弧型，下部减厚而比两侧连接段高；当车辆轮胎压在所述可更换缝结构上时，伸缩段会随压力而降低，把承力重心分载于两侧连接段；当缝受热胀伸展时，由于中间的伸缩段的适当减厚，使错缝托板能自由伸展。

5.如权利要求1所述的一种可更换缝结构，其特征在于，所述固定栓采用锁簧式螺栓，所述锁簧式螺栓配置有弹簧垫片，螺栓头的底面上设置齿槽，弹簧垫片上设置弹性齿，且所述弹性齿和螺栓头底面上的齿槽为倒齿啮合，只允许螺栓向着拧紧方向旋转，且弹性齿还有部分露出在螺栓头的外围，使弹性齿能因其露出部分受压而变形，解除与螺栓头的倒齿啮合。

6.如权利要求5所述的一种可更换缝结构，其特征在于，所述刚性连接端上在连接固定栓的位置设置放置固定栓的沉孔，其下部或者沉孔壁设有与弹簧垫片防止转动的结构相配合的结构。

7.如权利要求1所述的一种可更换缝结构，其特征在于，所述的支座焊有预埋脚，再通过预埋脚和可更换缝结构基础的钢筋连接在一起，预埋脚的长度或者预埋脚和支座的焊接部位与设计的施工季节温差相适应。

8.如权利要求1所述的一种可更换缝结构，其特征在于，所述的支座的一端设置连接定位销，另一端设置销孔，以将多段支座定位连接；所述支座设置有与刚性连接端配合的台阶部，刚性连接端也具有和支座的所述台阶部配合的台阶部，形成横向和竖向的牵制结构；所述支座的底部设置预埋脚配合连接的反凹型连接部。

9.如权利要求1所述的一种可更换缝结构，其特征在于，所述的错缝托板，能在热胀冷缩和变形时，互相错位始终托住条状柔性结构的中间伸缩段；所述错缝托板可以与支座为整体式结构，或者与刚性连接端为整体式结构，或者和支座和刚性连接端均分体并垫在支座和刚性连接端之间。

10.缝的连接施工方法，其特征在于，其采用权利要求7所述的可更换缝结构；

先将支座调节到设计施工季节温差所对应的安装位置，使得两侧的支座的距离与设计施工季节温差所对应的条状柔性结构段宽窄度对应，并进行固定，将路桥基座处钢筋与支座上预埋脚焊接；

支座安装完毕后，用可伸缩工具的机械手端部伸入刚性连接端两侧的放置固定栓的沉孔中，通过胀缩工具根据设计的温差对柔性结构段拉开或者压缩，使刚性连接端上放置固定栓的沉孔与支座上的连接孔对准，然后在未被机械手端部端部占用的所述沉孔中安装固定栓，然后再卸去所述可伸缩工具，再在原被机械手端部占用的沉孔中安装固定栓。