CN105568849B - 适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置，涉及桥梁伸缩缝的技术领域，包括分别与第一梁体和第二梁体连接的固定梳齿板和活动梳齿板，关键在于：活动梳齿板和第二梁体借助于上支座板和下支座板、以及设置在两支座板之间的十字轴结构实现活动梳齿板与第二梁体限位连接。本发明的有益技术效果是：通过竖直轴和水平轴实现伸缩装置的多向变位满足了活动梳齿板纵桥向竖向转角及横桥向水平方向平面转角要求，所受竖向载荷由活动梳齿板传给上支座板，再由上支座板的圆柱形承压面传给下支座板及墩台支承面；连接上下支座板的水平轴实现行车方向的竖向转角要求；下支座板与梁体间的竖直轴适应了桥宽方向的水平转角及安装偏差引起的平面变位。

Description

适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置

技术领域

本发明涉及桥梁伸缩缝技术领域，特别是一种具有竖直向和水平向及其复合多向变位作用的梳齿式桥梁伸缩装置。

背景技术

梳齿式桥梁伸缩装置的结构中一般包括分别设置在桥梁伸缩缝两侧梁体上的固定梳齿板和活动梳齿板。其中活动梳齿板的一端设置有梳齿并与固定梳齿板的各梳齿相互交叉间隔设置。在活动梳齿板的另一端底部还可以设置有水平转轴，并且该水平转轴的两端枢接在与梁体直接或间接固定的轴座上。伸缩装置的伸缩运动由活动梳齿板完成，无纵向过渡间隙，而且与桥面、路面连接成一个整体，因此防震性能好，车辆行驶平稳、舒适，有效地避免了跳车现象，使车辆平顺、舒适地驶过；同时，将活动梳齿板设计成可以转动，使得在梁体产生挠度变形、梁端上翘或下沉时，活动梳齿板与梁体之间将发生转动，从而使得伸缩装置具有抗挠变的效果，而使活动梳齿板保持平整的姿态，避免整个伸缩装置因此而引起损坏，保证车辆平顺安全通过。

另外，在实际使用过程中，在气温和风力等因素的作用下，梁体会发生水平方向的横向转角及扭动变形，使活动梳齿板与固定梳齿板接触，容易使齿发生折断，造成整个伸缩装置的损坏。

申请号为201010039591.5的中国发明专利公开了一种具有多向变位功能的环保减噪型桥梁伸缩装置，其通过设置定位轴、定位盒、一对平面滑板和弹性衬板以及跨缝板上腰形孔的配合设计，使梁体发生横竖扭转变位时，跨缝板可以以定位轴为中心，相对第一梁体以及定位盒、固定螺栓作适应性的变位，从而实现始终保持平整的状态，保证车辆顺利地通过桥梁伸缩缝表面，并保证其完整不断裂。

现有技术中存在的问题是：结构复杂，需要在活动梳齿板上开设多种规格的孔并通过定位螺栓、定位盒等装置实现与梁体的定位，需要配合精度较高；再者当有零部件损坏后，更换十分复杂，维护困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置，通过设计水平轴、竖直轴、下支座板和上支座板实现活动梳齿板与第二梁体间的水平转动、竖直转动及其复合转动，结构简单、性能可靠且便于维护。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置，结构中包括分别与第一梁体和第二梁体连接的固定梳齿板和活动梳齿板，关键在于：活动梳齿板和第二梁体借助于上支座板和下支座板、以及设置在两支座板之间的十字轴结构实现活动梳齿板与第二梁体限位连接。

进一步的，所述十字轴结构中包括设置在固定于活动梳齿板端部下方的上支座板上的水平轴及限定在下支座板和第二梁体之间的竖直轴，在下支座板上设有与水平轴相配套的轴座。

进一步的，所述轴座上设有与水平轴相配合的连接孔，在下支座板上沿连接孔的轴向设有承压凹面，所述上支座板设有与承压凹面相配套的半圆柱形传压凸起，在半圆柱形传压凸起上设有水平轴的安装孔。

进一步的，所述竖直轴设置在下支座板的对称中心，所述上支座板、水平轴及轴座相对于竖直轴在下支座板上对称设置两组。

进一步的，在下支座板的中部设有水平向延伸的连接耳座，所述竖直轴设置在连接耳座上，所述上支座板、水平轴及轴座在下支座板上相对于竖直轴对称设置两组，在下支座板与第二梁体间设有聚四氟乙烯板和不锈钢板。

进一步的，在上支座板与下支座板间设有竖直转动弹性限位块，在竖直转动弹性限位块间填充有水平向设置的加劲板。

进一步的，在第一梁体与固定梳齿型板间设有不锈钢板，所述活动梳齿板梳齿部的自由端设有与不锈钢板平滑过渡的坡面。

进一步的，所述活动梳齿板的结构包括应变端头和定配梳齿两部分，应变端头和定配梳齿借助具有十字轴结构的连接板组成一体，在定配梳齿与第二梁体间设有支撑座。

进一步的，应变端头与连接板端部加工成圆弧齿状，借助于水平轴铰接，定配梳齿与连接板另一端借助于竖直轴铰接。

进一步的，所述活动梳齿板的结构包括应变端头和定配梳齿两部分，应变端头借助水平轴与定配梳齿铰接，在定配梳齿与第二梁体间设有支撑座。

本发明的有益技术效果是：1、通过竖直轴和水平轴实现伸缩装置的多向变位满足了活动梳齿板纵桥向竖向转角及横桥向水平方向平面转角要求，所受的竖向载荷由活动梳齿板传给上支座板，再由上支座板的圆柱形承压面传给下支座板及墩台支承面；一个下支座板上设有2个上支座板，同时由连接上支座板、下支座板的轴座处的水平轴来实现行车方向的竖向转角要求；下支座板与梁体间设有一竖直轴，以适应桥宽方向的水平转角及安装偏差引起的平面变位；2、为控制行车方向的转角，使活动齿板的齿顶翘起不超出行车路面对车轮胎造成伤害，在上支座板与下支座板间增设竖直转动弹性限位块，并用螺栓将其固定在下支座板上；3、伸缩装置在实际工作应用中会出现齿顶间隙处易存贮砂石、尘土等垃圾，若不及时清理，会越积越多，并随着因齿顶处变位翘起而进入齿顶下部，形成积垫层，使齿板转角变小并超出行车面，损伤车轮胎，活动梳齿板梳齿部的自由端设置成坡面，以实现伸缩时随时铲起清理间隙内垃圾；4、活动梳齿板包括应变端头和定配梳齿两部分，应变端头和定配梳齿借助具有十字轴结构的连接板组成一体，进一步提升了活动梳齿板的本身的应变能力，使得伸缩装置具有两级多向变位的能力；5、整个装置结构简单、性能可靠且易于维护。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置的平面结构示意图；

图2是图1中A-A向的剖视图；

图3是图2中I处的局部放大图；

图4是本发明适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置中多向变位结构实施例一的结构示意图；

图5是本发明适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置中多向变位结构实施例一的立体结构示意图；

图6是图5中下支座板的结构示意图；

图7是本发明适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置中多向变位结构实施例二的结构示意图；

图8是本发明适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置中多向变位结构实施例三的结构示意图；

图9是图8的剖视图；

图10是本发明适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置中多向变位结构实施例四的结构示意图。

在附图中：1是第一梁体，2是第二梁体，3是固定梳齿板，4是活动梳齿板，4-1是应变端头，4-2是定配梳齿，4-3是连接板，4-4是水平轴，4-5是竖直轴，4-6是坡面，5是下支座板，5-1是轴座，5-2是连接孔，5-3是承压凹面，5-4是连接耳座，6是上支座板，6-1是柱形传压凸起，7是竖直轴，8是水平轴，9是竖直转动弹性限位块，9-1是加劲板，10是不锈钢板，11是导水板，12是支撑座。

具体实施方式

实施例一：参见附图1-2、4-6，本发明提供了一种适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置，结构中包括分别与第一梁体1和第二梁体2连接的固定梳齿板3和活动梳齿板4，关键在于：活动梳齿板4和第二梁体2借助于上支座板6和下支座板5、以及设置在两支座板之间的十字轴结构实现活动梳齿板4与第二梁体2限位连接。上述的十字轴结构中包括设置在固定于活动梳齿板4端部下方的上支座板6上的水平轴8及限定在下支座板5和第二梁体2之间的竖直轴7，在下支座板5上设有与水平轴8相配套的轴座5-1。通过设置竖直轴7和水平轴8，使得活动梳齿板4与第二梁体2连接的端部可以做竖直旋转、水平旋转及其复合旋转，满足了伸缩装置的各项性能要求，同时便于维护。其中，水平轴8与上支座板6可以设计成一体式的结构，也可以设计成分体式的结构。

参见附图4-6，轴座5-1设置在下支座板5上并向活动梳齿板4延伸，轴座5-1上设有与水平轴8相配合的连接孔5-2，在下支座板5上沿连接孔5-2的轴向设有承压凹面5-3，所述上支座板6设有与承压凹面5-3相配套的半圆柱形传压凸起6-1，在半圆柱形传压凸起6-1上设有水平轴8的安装孔。活动梳齿板4上方的载荷通过传压凸起6-1与承压凹面5-3的配合传递给下面的第二梁体2，竖直轴7及水平轴8只起到了转向的作用，不承受载荷。在下支座板5与第二梁体2间设有聚四氟乙烯板和不锈钢板，以减少下支座板5水平转动时的摩擦力。

竖直轴7设置在下支座板5的对称中心，上支座板6、水平轴8及轴座5-1相对于竖直轴7在下支座板5上对称设置两组，也可以根据不同的需求设置多组。

参见附图2和4，在上支座板6与下支座板5间设有竖直转动弹性限位块9，以使活动梳齿板4竖直向的转动在一定的范围内。在竖直转动弹性限位块9间填充有水平向设置的加劲板9-1，以使将来自活动梳齿板4的压力稳定的传递至下支座板5上。

本发明的伸缩装置在具体实施时：在第二梁体2上预制有安装竖直轴7定位孔，定位孔内加注有润滑油脂以减小竖直轴7长时间使用后的磨损。下支座板5与第二梁体2通过竖直轴7定位，然后将水平轴8、上支座板6安装到下支座板5上，上支座板6通过螺栓与活动梳齿板4连接。整个装置可以制作成一体式，在工厂制作完成，在现场螺栓连接即可。当有部件损坏需要维护时，只需拆下螺栓整体换装另外一个装置即可。

当第二梁体2为钢箱梁时，本发明的伸缩装置还可以采用焊接的方式与梁体固定。

在具体使用时，活动梳齿板4能够以竖直轴7和水平轴8进行单一或者复合旋转，以适应不同的工况。

实施例二，参见附图7，与实施例一不同的是，在下支座板5的中部设有水平向延伸的连接耳座5-4，竖直轴7设置在连接耳座5-4上，上支座板6及水平轴8在下支座板5上相对于竖直轴7对称设置两组。这样的设置方便了竖直轴7与第二梁体2的安装。在下支座板5与第二梁体2间设有聚四氟乙烯板和不锈钢板，以减少转动过程中的摩擦力。

实施例三，参见附图8和9，活动梳齿板4的结构包括应变端头4-1和定配梳齿4-2两部分，应变端头4-1和定配梳齿4-2借助具有十字轴结构的连接板4-3组成一体。应变端头4-1与连接板4-3端部加工成圆弧齿状，借助于水平轴4-4铰接，定配梳齿4-2与连接板4-3另一端借助于竖直轴4-5铰接。水平轴4-4和竖直轴4-5组成了连接板4-3分别与应变端头4-1和定配梳齿4-2连接的十字轴结构。在应变端头4-1和连接板4-3间用于安装水平轴4-4的为长槽而不是孔形，以适应连接板4-3竖直转位时距离的变化。定配梳齿4-2与第二梁体2间设有支撑座12，支撑座12中有弧形的传压面和承压面，在一定的范围内适应定配梳齿4-2的竖直转位。同时，支撑座12与定配梳齿4-2间设有聚四氟乙烯板和不锈钢板，以减少水平转动过程中的摩擦力。竖直转动弹性限位块9在下支座板5和上支座板6间在水平轴8的两侧设置了两组，以限制上支座板6两个方向的转角。

在本实施例中，活动梳齿板4本身具有多维旋转自由度、活动梳齿板3与第二梁体2间同时也具有多维旋转自由度，因此本实施例中的伸缩装置具有两级多维变向，进一步提升了应变能力。支撑座12的设置保证了载荷能及时传递给第二梁体2。

实施例四，参见附图10，与实施例三不同的是活动梳齿板4的结构中只包括应变端头4-1和定配梳齿4-2两部分，应变端头4-1借助水平轴4-4与定配梳齿4-2铰接，在定配梳齿4-2与第二梁体2间设有支撑座12。应变端头4-1和定配梳齿4-2间用于安装水平轴4-4的为椭圆形长槽，以适应定配梳齿4-2竖直转位时距离的变化。

以上实施例中，参见附图2，在第一梁体1和下支座板5间设有导水板11。参见附图3，在第一梁体1与固定梳齿板3和活动梳齿板4间设有不锈钢板10。活动梳齿板4梳齿部的自由端设有与不锈钢板10平滑过渡的坡面4-6，具体的是在梳齿部增焊的弯成簸籏形状的不锈钢板，以实现伸缩时随时铲起清理间隙内垃圾。

Claims (3)

1.一种适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置，结构中包括分别与第一梁体(1)和第二梁体(2)连接的固定梳齿板(3)和活动梳齿板(4)，其特征在于：活动梳齿板(4)和第二梁体(2)借助于上支座板(6)和下支座板(5)、以及设置在两支座板之间的十字轴结构实现活动梳齿板(4)与第二梁体(2)限位连接；所述十字轴结构中包括设置在固定于活动梳齿板(4)端部下方的上支座板(6)上的水平轴(8)及限定在下支座板(5)和第二梁体(2)之间的竖直轴(7)，在下支座板(5)上设有与水平轴(8)相配套的轴座(5-1)；在上支座板(6)与下支座板(5)间设有竖直转动弹性限位块(9)，在竖直转动弹性限位块(9)间填充有水平向设置的加劲板(9-1)，所述轴座(5-1)上设有与水平轴(8)相配合的连接孔(5-2)，在下支座板(5)上沿连接孔(5-2)的轴向设有承压凹面(5-3)，所述上支座板(6)设有与承压凹面(5-3)相配套的半圆柱形传压凸起(6-1)，在半圆柱形传压凸起(6-1)上设有水平轴(8)的安装孔，在第一梁体(1)与固定梳齿板(3)间设有不锈钢板(10)，所述活动梳齿板(4)的结构包括应变端头(4-1)和定配梳齿(4-2)两部分，应变端头(4-1)和定配梳齿(4-2)借助具有十字轴结构的连接板(4-3)组成一体，在定配梳齿(4-2)与第二梁体(2)间设有支撑座(12)，所述活动梳齿板(4)梳齿部的自由端设有与不锈钢板(10)平滑过渡的坡面(4-6)，应变端头(4-1)与连接板(4-3)端部加工成圆弧齿状，借助于水平轴(4-4)铰接，定配梳齿(4-2)与连接板(4-3)另一端借助于竖直轴(4-5)铰接。

2.根据权利要求1所述的适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置，其特征在于：所述竖直轴(7)设置在下支座板(5)的对称中心，所述上支座板(6)、水平轴(8)及轴座(5-1)相对于竖直轴(7)在下支座板(5)上对称设置两组。

3.根据权利要求1所述的适应多向变位的梳齿式桥梁伸缩装置，其特征在于：在下支座板(5)的中部设有水平向延伸的连接耳座(5-4)，所述竖直轴(7)设置在连接耳座(5-4)上，所述上支座板(6)、水平轴(8)及轴座(5-1)在下支座板(5)上相对于竖直轴(7)对称设置两组，在下支座板(5)与第二梁体(2)间设有聚四氟乙烯板和不锈钢板。