CN107268432A - 一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构及其施工方法。该机构包括：传力边梁，沿伸缩缝边缘布置；多个减震耗能装置，等间距分布在传力边梁等间距开槽的Z型板中；传震板装置，通过水平传震板连接螺栓和竖直传震板连接螺栓与减震耗能装置连接。传力边梁中的C形螺纹钢筋与梁体中预留n型钢筋焊接，桥面铺装层纵向钢筋与伸缩缝区域内的钢筋笼焊接。浇筑伸缩缝区域内混凝土后，在浇筑伸缩缝区域内混凝土和桥面沥青混合料铺装层上平铺应力分散钢板，并采用锚固螺栓固定。本发明能有效减小并分散汽车荷载对伸缩缝边缘混凝土的冲击震动及应力集中，有效防止汽车荷载对伸缩转置及周围混凝土的损害。

Description

一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构及其施工方法

技术领域

本发明涉及公路桥梁伸缩缝及周围混凝土保护技术领域，尤其涉及一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构及其施工方法。

背景技术

为满足桥面变形的要求，消除温度应力的影响，在公路桥简支梁纵向相邻两跨梁体之间或梁体与桥台之间需要设置伸缩装置。对于公路桥梁中，车辆经过伸缩缝时行驶要求平顺、无突跳与噪声；设置伸缩装置时要求要能防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞，同时安装、养护都要简易方便。设置伸缩缝处，栏杆与桥面铺装都要断开，设置伸缩装置后，在汽车荷载作用下，当车轮经过伸缩缝时，汽车荷载将对两边的伸缩装置及混凝土产生冲击，伸缩装置周围混凝土一方面受到较大冲击荷载，另一方面伸缩装置周围存在应力集中，致使伸缩装置及周围混凝土极易出现破坏。伸缩装置及周围混凝土破坏后，一方面可能使伸缩装置失效，另一方面极大影响了车辆的行车舒适性，甚至造成行车安全事故，对公路桥梁的安全运营带来极大影响。

由于现有伸缩装置设计过程中未有效考虑汽车通过桥梁伸缩缝时产生的震动冲击作用，大量桥梁伸缩装置出现提前损坏。然而在进行伸缩缝更换时，一方面需要实行交通管制，另一方面施工困难且养护期较长。尤其是高等级公路，交通流量大且车速快，往往造成不良的社会压力及经济损失。为此，公路运营中伸缩装置及周围混凝土的破坏成为急需解决的工程技术问题。

现有技术中，桥梁的各种类型的伸缩装置主要有：嵌填型伸缩缝、钢板式伸缩缝、橡胶式伸缩缝、模数式伸缩缝、无缝伸缩缝。以上伸缩装置中除无缝伸缩缝外，其余都是在伸缩缝两端安装型钢并进行锚固或填充处理后实现伸缩，但车辆行驶过程中，尤其是相邻梁体之间出现不均匀变形后，汽车动荷载都会对伸缩装置两端混凝土造成不同程度的冲击震动。无缝伸缩缝是采用橡胶沥青类混合料填充，该处理方法主要用在伸缩缝快速修补中，但实践表明该方式在重载交通下，填充材料可能出现老化、车辙、拥包等病害，变形后的伸缩缝周围混凝土将承受较大的车辆震动冲击作用而损坏。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，本发明提供一种可将冲击震动荷载均匀分散到伸缩缝周围混凝土中，且工程造价较低，工序较简单的减震抗冲击桥梁伸缩缝机构及其施工方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构，布置于相邻梁体之间的缝隙处，其外侧为桥面铺装层，车辆行进的方向为梁体长度方向，与梁体长度方向垂直的方向为梁体的宽度方向，在该缝隙两侧的梁体上对称设有沿梁体宽度方向的传力边梁，在传力边梁上沿梁体宽度方向并列设有多个减震耗能装置，在两个传力边梁之间连接有防水防渗橡胶条带。所述减震耗能装置包括由槽型钢围成的矩形内框，在矩形内框的上水平面上设有可以沿梁体长度方向滑动的水平传震块，在矩形内框靠近缝隙的竖直平面上设有可以沿竖直方向滑动的竖直传震块，在矩形内框的周向外侧固定连接有罩住矩形内框的矩形外框，矩形外框在对应水平传震块运动轨迹和竖直传震块运动轨迹处开有开口，在矩形内框靠近缝隙的上角端设有第一滑轮，矩形内框远离缝隙一侧的下角端设有个固定块，水平传震块靠近缝隙一端和竖直传震块上端之间连接有绕过第一滑轮的第一形状记忆合金丝束，水平传震块的另一端连接有第二形状记忆合金丝束，第二形状记忆合金丝束的另一端与固定块连接，竖直传震块的下端连接有第三形状记忆合金丝束，第三形状记忆合金丝束的另一端与固定块连接。在减震耗能装置的靠近缝隙侧设有传震板装置，所述传震板装置包括水平传震板和竖直传震板，水平传震板与水平传震块固定连接，竖直传震板与和竖直传震块固定连接，在多个减震耗能装置和传力边梁形成的空隙之内填充有与靠近缝隙的桥面铺装层平齐的混凝土填料层，在所述填料层与桥面铺装层上铺设有应力分散钢板，所述应力分散钢板的一端与填料层通过锚固螺栓固定连接，应力分散钢板的另一端与桥面铺装层通过锚固螺栓固定连接。

在汽车通过伸缩缝时，一方面，应力分散钢板可以分散汽车荷载，使应力分散钢板下的桥面混凝土均匀受力；一方面，伸缩缝边缘的应力集中会通过Z型钢板、方形钢板、C型螺纹钢筋、直螺纹钢筋分散到伸缩缝周围的混凝土中；再一方面，汽车对伸缩缝边缘的冲击将通过水平传震板和竖直传震板经水平传震块和竖直传震块将冲击荷载经多个减震耗能装置中的形状记忆合金丝束耗能后，分散到减震耗能装置周围的混凝土中。

所述矩形内框的远离缝隙一侧的上角端设有第二滑轮，矩形内框靠近缝隙一侧的下角端设置有第三滑轮，所述第二形状记忆合金丝束绕过第二滑轮固定连接在固定块上，所述第三形状记忆合金丝束绕过第三滑轮固定连接在固定块上，所述的竖直传震块上和水平传震块上设有螺栓孔并通过螺栓与传震板装置连接；所述的竖直传震块的两端和水平传震块的两端均连接有限位弹簧，矩形内框上水平面上设有两块水平限位板，矩形内框靠近缝隙侧的竖直面上设置有两块竖直限位板，竖直传震块位于两块竖直限位板之间并通过两端的竖直限位弹簧与竖直限位板固定连接；水平传震块位于两块水平限位板之间并通过水平限位弹簧与水平限位板固定连接，所述的矩形内框和矩形外框通过焊接进行连接。

所述传力边梁包括有Z型钢、方形钢板、C型螺纹钢筋、直螺纹钢筋，方形钢板沿梁体宽度方向设置，Z型钢包括有相互平行的顶部和底部以及与顶部垂直的腹部，Z型钢与方形钢板的靠近缝隙一侧固定连接，方形钢板的远离缝隙一侧与C型螺纹钢筋固定连接，C型螺纹钢筋的开口朝向方形钢板，直螺纹钢筋斜置在C型螺纹钢筋上方，直螺纹钢筋较高的一端与Z型钢顶部固定连接，另一端与C型螺纹钢筋固定连接，所述Z型钢靠近减震耗能装置一侧的顶部和腹部开用于安装减震耗能装置的槽。

所述竖直传震板压在Z型钢的腹部靠近缝隙一侧，水平传震板压在Z型钢的顶部，竖直传震板和Z型钢的腹部之间设有竖直橡胶垫板，水平传震板和Z型钢的顶部之间设有水平橡胶垫板。

所述竖直传震板和防水防渗橡胶条带之间设有竖直缓冲橡胶条带，防水防渗橡胶条带通过位于竖直传震板下方的锚固螺栓固定在传力边梁上，在水平传震板和应力分散钢板之间设有水平缓冲橡胶条带。

所述的传震板连接螺栓与传震块拧紧后，汽车在伸缩缝处产生的冲击使形状记忆合金丝束受到拉伸，形状记忆合金丝束在受拉伸过程中，其拉伸弹性模量具有随拉伸变形增大而减小的性能，能有效减小冲击荷载，且冲击荷载解除后形状记忆合金丝将完全恢复原状，具有良好的减震抗冲击性能。冲击荷载经形状记忆合金丝束减小后，荷载分散在减震耗能装置的四个角点，最后传递到浇筑的伸缩缝区域内混凝土中。

一种上述减震抗冲击桥梁伸缩缝机构的施工方法，步骤如下：

第一步、预留伸缩缝机构安装区域

在桥梁的梁体安装好后，在梁体缝隙间用泡沫板填充，分别在相邻梁体的上表面沿梁体宽度方向上架设挡板并固定，挡板用于阻隔施工时的水泥混凝土或沥青混合料，挡板离缝隙中央约400~500mm，挡板高度与桥面铺装层设计高度相同。在挡板远离缝隙一侧浇筑混凝土形成桥面铺装层的混凝土层，靠近挡板的桥面铺装层中的沿梁体长度方向的钢筋向上垂直弯起，弯起长度约100~150mm。在缝隙两侧挡板之间用砂石填满并整平，在混凝土层上铺装桥面沥青混合料层。桥面铺装层凝固完成，取出挡板间的砂石，拆卸挡板，将桥面铺装混凝土层中被垂直弯起的钢筋掰直。

第二步、减震耗能装置与传力边梁组装

将三个滑轮分别固定在矩形内框的三个角端上，在远离缝隙的下角端焊接带孔的固定块，将水平传震块置于水平限位板间，并通过水平限位弹簧与水平限位板连接，将竖直传震块置于竖直限位板间，并通过竖直限位弹簧与竖直限位板连接。竖直传震块一端和水平传震块一端通过第一形状记忆合金丝束相连接。第一形状记忆合金丝束绕过第一滑轮一端与竖直传震块相连接，另一端与第三形状记忆合金丝束的一端连接，第三形状记忆合金丝束的另一端绕过第三滑轮并拉伸后通过索夹连接固定在固定块上，水平传震块的另一端与第二形状记忆合金丝束的一端连接，第二形状记忆合金丝束的另一端绕过第二滑轮并拉伸后通过索夹连接固定在固定块上。将矩形外框套到矩形内框外并焊接。组装减震耗能装置后，将多个减震耗能装置沿梁体宽度方向并列插入传力边梁的Z型钢的开槽中，减震耗能装置顶部与Z型钢顶部齐平，设有竖直传震块的一侧贴紧Z型钢的腹部。减震耗能装置通过焊接与Z型钢固定。

第三步、安装防水防渗橡胶条带

在传力边梁的Z型钢的腹部外侧安装竖直缓冲橡胶条带，竖直缓冲橡胶条带与Z型钢之间插入防水防渗橡胶条带，用螺栓将竖直缓冲橡胶条带及防水防渗橡胶条带固定在Z型钢上。

第四步、安装竖直传震板

将竖直橡胶垫板通过粘结剂粘贴在Z型钢的腹部，在与竖直传震块、限位弹簧的对应位置上开有孔。将竖直传震板通过螺杆与竖直传震块固定连接。

第五步、安装固定传力边梁到梁体上

将焊接有多个减震耗能装置的传力边梁放入预留伸缩缝机构安装区域，在梁体上表面预留n型钢筋，将传力边梁的C形螺纹钢筋与n型钢筋焊接固定，Z型钢顶部比桥面铺装层设计标高低约10mm。

第六步、安装伸缩缝机构区域内钢筋

在伸缩缝机构安装区域绑扎钢筋笼，钢筋笼顶部距离桥面铺装设计标高低约40mm。钢筋笼靠近桥面铺装一侧与从桥面铺装层中伸出的纵向钢筋焊接固定，另一侧与传力边梁中的C形螺纹钢筋焊接固定。

第七步、浇筑伸缩缝机构区域混凝土填料层

在伸缩缝机构安装区域浇筑混凝土填料层，浇筑混凝土后实施振捣，填料层的上表面与Z型钢顶部上表面齐平。

第八步、安装水平传震板

伸缩缝机构区域内浇筑的混凝土填料层硬化后，在该混凝土填料层上面沿梁体宽度方向铺设一块覆盖Z型钢顶部、水平传震块、水平限位弹簧和水平限位板的水平橡胶垫板，并通过粘结剂与混凝土粘贴固定。水平橡胶垫板在与水平传震块运动轨迹对应的位置开有孔。将水平传震板平铺在水平橡胶垫板上，水平传震板通过连接螺杆与水平传震块固定连接。安装好水平传震板后，在水平传震板远离缝隙一侧安装水平缓冲橡胶条带。用螺栓将水平缓冲橡胶条带固定在其下的混凝土层上。

第九步、安装应力分散钢板

在桥面切割剔除伸缩缝机构远离缝隙一侧宽度约为100 mm~150 mm的桥面沥青混合料铺装层，剔除深度为应力分散板的厚度。整平剔除面，铺装厚度约为10 mm的应力分散钢板，应力分散钢板板一端紧靠水平缓冲橡胶条带，另一端紧靠桥面沥青混合料铺装层的切割剔除面。用锚固螺栓将应力分散钢板固定在桥面。

根据权利要求6所述减震抗冲击桥梁伸缩缝机构的施工方法，其特征在于：所述水平橡胶垫板的厚度为2~4mm，竖直橡胶垫板的厚度为2~4mm。

所述粘结剂为环氧树脂胶。

所述第七步中伸缩缝机构区域浇筑混凝土选大流动度钢纤维混凝土，伸缩缝机构区域混凝土的设计强度比梁体混凝土高出一个强度等级。

本发明的有益效果在于：一、应力分散钢板可以分散汽车荷载，可使伸缩缝混凝土与桥面铺装连接位置的应力明显减小，防止伸缩缝区域现浇混凝土与桥面铺装混凝土之间出现损坏；二、伸缩缝边缘的集中应力会通过传力边梁分散到伸缩缝周围的混凝土中，伸缩缝边缘应力明显减小，有效防止伸缩缝边缘混凝土受应力集中而破坏；三、汽车对伸缩缝边缘的冲击将通过水平传震板和竖直传震板经水平传震块和竖直传震块将冲击荷载传递到多个减震耗能装置，冲击荷载经减震耗能装置中的形状记忆合金丝束耗能后，将力分散到减震耗能装置的4个角点，最终再传递到周围混凝土中。

本发明的形状记忆合金丝束在冲击荷载作用下受到拉伸，形状记忆合金丝在受拉伸过程中，其拉伸弹性模量具有随拉伸变形增大而减小的性能，能有效减小冲击荷载，且冲击荷载解除后形状记忆合金丝将完全恢复原状，具有良好的减震抗冲击性能。冲击荷载经形状记忆合金丝束减小后，荷载分散在减震耗能装置的四个角点，最后传递到浇筑的伸缩缝区域内混凝土中，有效防止了冲击荷载最伸缩装置及周围混凝土的损害。

附图说明

图1是本发明的桥梁伸缩缝机构横断面示意图；

图2是本发明的传力边梁横断面示意图；

图3是本发明的伸缩减震装置横断面示意图；

图4是本发明的传力边梁和缩减震装置组合后横断面示意图；

图5是本发明的传力边梁和缩减震装置组合后平面示意图；

图6是本发明的传力边梁、减震耗能装置和传震板装置组合后横断面示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1-6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构，其包括：

一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构，布置于相邻梁体13之间的缝隙处，其外侧为桥面铺装层15，车辆行进的方向为梁体长度方向，与梁体长度方向垂直的方向为梁体宽度方向，包括两个沿梁体宽度方向对称设置在该缝隙两侧的传力边梁1，在传力边梁1上沿梁体宽度方向并列设有多个减震耗能装置2。

在两个传力边梁1之间连接有防水防渗橡胶条带6。所述减震耗能装置2包括由槽型钢围成的矩形内框207，在矩形内框207的上水平面上设有可以沿长度方向滑动的水平传震块202，在矩形内框207靠近缝隙的竖直平面上设有可以沿竖直方向滑动的竖直传震块201，在矩形内框207的周向外侧固定连接有罩住矩形内框207的矩形外框208，矩形外框208在对应水平传震块202运动轨迹和竖直传震块201运动轨迹处开有开口，在矩形内框207靠近缝隙的上角端设有第一滑轮213，水平传震块202靠近缝隙一端和竖直传震块201靠近缝隙一端之间通过绕过第一滑轮213的第一形状记忆合金丝束214进行连接，水平传震块202的另一端与第二形状记忆合金丝束205的一端相连，第二形状记忆合金丝束205的另一端绕过第二滑轮206并拉伸后通过索夹连接固定在固定块209上，竖直传震块201的下端与第三形状记忆合金丝束215的一端相连，第三形状记忆合金丝束215的另一端绕过第三滑轮210并拉伸后通过索夹连接固定在固定块209上。

在减震耗能装置2的靠近缝隙侧设有传震板装置，所述传震板装置包括水平传震板302和竖直传震板304，水平传震板302与水平传震块202固定连接，竖直传震板304与和竖直传震块201固定连接，在多个减震耗能装置2和传力边梁13形成的空隙之内填充有与靠近缝隙的桥面铺装层4平齐的混凝土填料层15，在所述填料层15与桥面铺装层4上铺设有应力分散钢板8，所述应力分散钢板8的一端与混凝土填料层15固定连接，其另一端与桥面铺装层4连接。

在汽车通过伸缩缝时，一方面，应力分散钢板8可以分散汽车荷载，使应力分散钢板8下的桥面混凝土均匀受力。一方面，伸缩缝边缘的应力集中会通过Z型钢101板、方形钢板104、C型螺纹钢筋103、直螺纹钢筋102分散到伸缩缝周围的混凝土中。再一方面，汽车对伸缩缝边缘的冲击将通过水平传震板302和竖直传震板304经水平传震块202和竖直传震块201将冲击荷载经多个减震耗能装置2中的形状记忆合金丝束耗能后，分散到减震耗能装置2周围的混凝土中。

所述矩形内框207的远离缝隙一侧的上角端设有第二滑轮206，下角端设有个固定块209，矩形内框207靠近缝隙一侧的下角端设置有第三滑轮210，所述第二形状记忆合金丝束205绕过第二滑轮206固定连接在固定块209上，所述第三形状记忆合金丝束215绕过第三滑轮210固定连接在固定块209上，所述的竖直传震块201上和水平传震块202上设有螺栓孔并通过螺栓与传震板装置连接。所述的竖直传震块201的两端和水平传震块202的两端连接有限位弹簧，矩形内框207上水平面和靠近缝隙侧的竖直面上设置有限位板，竖直传震块201通过竖直限位弹簧211与竖直限位板212固定连接。水平传震块202通过水平限位弹簧203与水平限位板204固定连接，所述的矩形内框207和矩形外框208通过焊接进行连接。

所述的传震块连接限位弹簧，限位弹簧的另一端与矩形内框207上的限位板固定焊接，传震块可以在传震限位板间往返移动。

所述传力边梁1包括有Z型钢101、方形钢板104、C型螺纹钢筋103、直螺纹钢筋102，方形钢板104沿梁体宽度方向设置，Z型钢101包括有相互平行的顶部和底部以及与顶部垂直的腹部，Z型钢101与方形钢板104的靠近缝隙一侧固定连接，方形钢板104的远离缝隙一侧与C型螺纹钢筋103固定连接，C型螺纹钢筋103的开口朝向方形钢板104，直螺纹钢筋102斜置在C型螺纹钢筋103上方，直螺纹钢筋102较高的一端与Z型钢101顶部固定连接，另一端与C型螺纹钢筋固定连接，所述Z型钢101靠近减震耗能装置2一侧的顶部和腹部开用于安装减震耗能装置2的槽。

所述竖直传震板304压在Z型钢101的腹部靠近缝隙一侧，水平传震板302压在Z型钢101的顶部，竖直传震板304和Z型钢101的腹部之间设有竖直橡胶垫板305，水平传震板302和Z型钢101的顶部之间设有水平橡胶垫板303。

所述竖直传震板304和防水防渗橡胶条带6之间设有竖直缓冲橡胶条带5，防水防渗橡胶条带6通过位于竖直传震板304下端的锚固螺栓固定在传力边梁1上。

所述的传震板连接螺栓与传震块拧紧后，汽车在伸缩缝处产生的冲击使形状记忆合金丝束受到拉伸，形状记忆合金丝束在受拉伸过程中，其拉伸弹性模量具有随拉伸变形增大而减小的性能，能有效减小冲击荷载，且冲击荷载解除后形状记忆合金丝将完全恢复原状，具有良好的减震抗冲击性能。冲击荷载经形状记忆合金丝束减小后，荷载分散在减震耗能装置2的四个角点，最后传递到浇筑的伸缩缝区域内混凝土中。

一种上述的减震抗冲击桥梁伸缩缝机构的施工方法，步骤如下：

第一步、预留伸缩缝机构安装区域

在桥梁的梁体13安装好后，在梁体13伸缩缝间用泡沫板填充，分别在相邻两跨梁体13的桥梁横断面方向上架设挡板并固定，挡板用于阻隔施工时的水泥混凝土或沥青混合料，挡板离伸缩缝边缘约400~500mm，挡板高度为桥面铺装层4设计标高，浇筑桥面铺装层的混凝土层，靠近挡板的混凝土层中的纵向钢筋向上垂直弯起，弯起长度约100~150mm。在铺装桥面沥青混合料层时，缝隙两侧的相邻挡板间用砂石填满并整平，方便铺装并压实挡板附近的沥青混合料。桥面铺装层4完成后，取出挡板间的砂石，拆卸挡板，将挡板边缘桥面铺装混凝土中的纵向钢筋掰直。两挡板间的空间即为伸缩缝装置安装区域。

第二步、减震耗能装置与传力边梁组装

将3个滑轮分别用焊接固定在矩形内框207的3个角端位置，在远离缝隙的下角端焊接带孔的固定块209，将水平传震块202置于水平限位板204间，并通过水平限位弹簧203与水平限位板204连接，将竖直传震块201置于竖直限位板212间，并通过竖直限位弹簧211与竖直限位板212连接。第一形状记忆合金丝束214绕过第一滑轮213一端与竖直传震块201连接，另一端和水平传震块202连接。竖直传震块201的另一端与第三形状记忆合金丝束214的一端连接，第三形状记忆合金丝束214的另一端绕过第三滑轮210并拉伸后通过索夹连接固定在固定块209上，水平传震块202的另一端与第二形状记忆合金丝束205的一端连接，第二形状记忆合金丝束205的另一端绕过第二滑轮206并拉伸后通过索夹连接固定在固定块209上。将矩形外框208套到矩形内框207外并焊接。组装好减震耗能装置2，将多个减震耗能装置2沿梁体宽度方向并列插入传力边梁1的Z型钢101的开槽中，减震耗能装置2顶部与Z型钢101顶部齐平，设有竖直传震块201的一侧贴紧Z型钢101的腹部。减震耗能装置2通过焊接与Z型钢101固定。

第三步、安装防水防渗橡胶条带

在传力边梁1的Z型钢101的腹部外侧安装竖直缓冲橡胶条带5，竖直缓冲橡胶条带5与Z型钢101之间插入防水防渗橡胶条带6，用螺栓将竖直缓冲橡胶条带5及防水防渗橡胶条带6固定在Z型钢101上。

第四步、安装竖直传震板

将竖直橡胶垫板305通过环氧树脂胶粘贴在Z型钢101的腹部，竖直橡胶垫板305的厚度为2~4mm。在与竖直传震块201、限位弹簧的对应位置上开有孔。将竖直传震板304通过螺杆与竖直传震块201固定连接。

第五步、安装固定传力边梁

将焊接有多个减震耗能装置2的传力边梁1放入预留伸缩缝机构安装区域，在梁体13上预留n型钢筋14，将传力边梁1的C型螺纹钢筋103与梁体13的预留n型钢筋14焊接固定，Z型钢101顶部比桥面铺装设计标高低约10mm。

第六步、安装伸缩装置区域内钢筋

在预留伸缩缝机构安装区域绑扎钢筋笼12，钢筋笼12顶部距离桥面铺装层4设计标高低约40mm。钢筋笼12靠近桥面铺装一侧与桥面铺装层的纵向钢筋焊接固定，另一侧与传力边梁1中的C型螺纹钢筋103焊接固定。

第七步、浇筑伸缩缝装置区域混凝土填料层

浇筑的混凝土填料层15选大流动度钢纤维混凝土，设计强度比梁体13混凝土高出一个强度等级。浇筑混凝土后实施振捣，填料层15的顶部标高与Z型钢101顶部上表面齐平。

第八步、安装水平传震板

伸缩缝机构安装区域内现浇混凝土硬化后，在该混凝土填料层上面沿梁体宽度方向铺设一块覆盖Z型钢101顶部、水平传震块202、水平限位弹簧203和水平限位板204的水平橡胶垫板303，所述水平橡胶垫板303的厚度为2~4mm，并通过环氧树脂胶与混凝土粘贴固定。在水平传震块202限位板范围的对应位置，水平橡胶垫板303上留有孔。将水平传震板302平铺在水平橡胶垫板303上，水平传震板302通过水平传震板302连接螺杆与减震耗能装置2连接。安装好水平传震板302后，在水平传震板302一侧安装水平缓冲橡胶条带7。用螺栓将水平缓冲橡胶条带7固定在其下的混凝土层上。

第九步、安装应力分散钢板

在桥面切割剔除距离现浇混凝土宽度约为100 mm~150 mm范围内的桥面沥青混合料铺装层，剔除深度约为10mm。用环氧树脂砂浆整平剔除面，铺装厚度约为10 mm的应力分散钢板8，应力分散钢板8板一端紧靠水平缓冲橡胶条带7，另一端紧靠桥面沥青混合料铺装层的切割剔除面。用锚固螺栓将应力分散钢板8固定在填料层15和桥面铺装层4上。

本发明中，在汽车通过伸缩缝时，一方面，应力分散钢板8可以分散汽车荷载，使应力减小并分散到钢板下的桥面混凝土中。另一方面，伸缩缝边缘的应力集中会通过Z型钢板101、方形钢板104、C形螺纹钢筋103、直螺纹钢筋102分散到伸缩缝周围的混凝土中。再一方面，汽车对伸缩缝边缘的冲击将通过水平传震板302和竖直传震板305经水平传震块202和竖直传震块201将冲击荷载传递到多个减震耗能装置2中，再经多个减震耗能装置中的形状记忆合金丝束耗能后，将力分散到周围混凝土中。

本发明提出的一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构及其施工方法，能有效防止汽车冲击荷载及应力集中对桥梁伸缩装置及周围混凝土的损害。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构，布置于相邻梁体之间的缝隙处，其外侧为桥面铺装层，车辆行进的方向为梁体长度方向，与梁体长度方向垂直的方向为梁体的宽度方向，其特征在于：在该缝隙两侧的梁体上对称设有沿梁体宽度方向的传力边梁，在传力边梁上沿梁体宽度方向并列设有多个减震耗能装置，在两个传力边梁之间连接有防水防渗橡胶条带；所述减震耗能装置包括由槽型钢围成的矩形内框，在矩形内框的上水平面上设有可以沿梁体长度方向滑动的水平传震块，在矩形内框靠近缝隙的竖直平面上设有可以沿竖直方向滑动的竖直传震块，在矩形内框的周向外侧固定连接有罩住矩形内框的矩形外框，矩形外框在对应水平传震块运动轨迹和竖直传震块运动轨迹处开有开口，在矩形内框靠近缝隙的上角端设有第一滑轮，矩形内框远离缝隙一侧的下角端设有个固定块，水平传震块靠近缝隙一端和竖直传震块上端之间连接有绕过第一滑轮的第一形状记忆合金丝束，水平传震块的另一端连接有第二形状记忆合金丝束，第二形状记忆合金丝束的另一端与固定块连接，竖直传震块的下端连接有第三形状记忆合金丝束，第三形状记忆合金丝束的另一端与固定块连接，在减震耗能装置的靠近缝隙侧设有传震板装置，所述传震板装置包括水平传震板和竖直传震板，水平传震板与水平传震块固定连接，竖直传震板与和竖直传震块固定连接，在多个减震耗能装置和传力边梁形成的空隙之内填充有与靠近缝隙的桥面铺装层平齐的混凝土填料层，在所述填料层与桥面铺装层上铺设有应力分散钢板，所述应力分散钢板的一端与填料层通过锚固螺栓固定连接，应力分散钢板的另一端与桥面铺装层通过锚固螺栓固定连接。

2.如权利要求1所述的一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构，其特征在于：所述矩形内框的远离缝隙一侧的上角端设有第二滑轮，矩形内框靠近缝隙一侧的下角端设置有第三滑轮，所述第二形状记忆合金丝束绕过第二滑轮固定连接在固定块上，所述第三形状记忆合金丝束绕过第三滑轮固定连接在固定块上，所述的竖直传震块上和水平传震块上设有螺栓孔并通过螺栓与传震板装置连接；所述的竖直传震块的两端和水平传震块的两端均连接有限位弹簧，矩形内框上水平面上设有两块水平限位板，矩形内框靠近缝隙侧的竖直面上设置有两块竖直限位板，竖直传震块位于两块竖直限位板之间并通过两端的竖直限位弹簧与竖直限位板固定连接；水平传震块位于两块水平限位板之间并通过水平限位弹簧与水平限位板固定连接，所述的矩形内框和矩形外框通过焊接进行连接。

3.如权利要求1或2所述的一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构，其特征在于：所述传力边梁包括有Z型钢、方形钢板、C型螺纹钢筋、直螺纹钢筋，方形钢板沿梁体宽度方向设置，Z型钢包括有相互平行的顶部和底部以及与顶部垂直的腹部，Z型钢与方形钢板的靠近缝隙一侧固定连接，方形钢板的远离缝隙一侧与C型螺纹钢筋固定连接，C型螺纹钢筋的开口朝向方形钢板， 直螺纹钢筋斜置在C型螺纹钢筋上方，直螺纹钢筋较高的一端与Z型钢顶部固定连接，另一端与C型螺纹钢筋固定连接，所述Z型钢靠近减震耗能装置一侧的顶部开有用于安装减震耗能装置的槽。

4.如权利要求3所述的一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构，其特征在于：所述竖直传震板压在Z型钢的腹部靠近缝隙一侧，水平传震板压在Z型钢的顶部，竖直传震板和Z型钢的腹部之间设有竖直橡胶垫板，水平传震板和Z型钢的顶部之间设有水平橡胶垫板。

5.如权利要求4所述的一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构，其特征在于：所述竖直传震板和防水防渗橡胶条带之间设有竖直缓冲橡胶条带，防水防渗橡胶条带通过位于竖直传震板下方的锚固螺栓固定在传力边梁上，在水平传震板和应力分散钢板之间设有水平缓冲橡胶条带。

6.一种如权利要求1-5任一所述的一种减震抗冲击桥梁伸缩缝机构的施工方法，其特征在于，步骤如下：

第一步、预留伸缩缝机构安装区域

在桥梁的梁体安装好后，在梁体缝隙间用泡沫板填充，分别在相邻梁体的上表面沿梁体宽度方向上架设挡板并固定，挡板用于阻隔施工时的水泥混凝土或沥青混合料，挡板离缝隙中央约400~500mm，挡板高度与桥面铺装层设计高度相同；在挡板远离缝隙一侧浇筑水泥混凝土形成桥面铺装层的混凝土层，靠近挡板的桥面铺装层中的沿梁体长度方向的钢筋向上垂直弯起，弯起长度约100~150mm；在缝隙两侧挡板之间用砂石填满并整平，在混凝土层上铺装桥面沥青混合料层；桥面铺装层凝固完成，取出挡板间的砂石，拆卸挡板，将桥面铺装混凝土层中被垂直弯起的钢筋掰直；

第二步、减震耗能装置与传力边梁组装

将三个滑轮分别固定在矩形内框的三个角端上，在远离缝隙的下角端焊接带孔的固定块，将水平传震块置于水平限位板间，并通过水平限位弹簧与水平限位板连接，将竖直传震块置于竖直限位板间，并通过竖直限位弹簧与竖直限位板连接；第一形状记忆合金丝束绕过第一滑轮，一端与竖直传震块一端相连接，另一端与水平传震块一端相连接；竖直传震块的另一端与第三形状记忆合金丝束的一端连接，第三形状记忆合金丝束的另一端绕过第三滑轮并拉伸后通过索夹连接固定在固定块上，水平传震块的另一端与第二形状记忆合金丝束的一端连接，第二形状记忆合金丝束的另一端绕过第二滑轮并拉伸后通过索夹连接固定在固定块上；将矩形外框套到矩形内框外并焊接；组装减震耗能装置后，将多个减震耗能装置沿梁体宽度方向并列插入传力边梁的Z型钢的开槽中，减震耗能装置顶部与Z型钢顶部齐平，设有竖直传震块的一侧贴紧Z型钢的腹部；减震耗能装置通过焊接与Z型钢固定；

第三步、安装防水防渗橡胶条带

在传力边梁的Z型钢的腹部外侧安装竖直缓冲橡胶条带，竖直缓冲橡胶条带与Z型钢之间插入防水防渗橡胶条带，用螺栓将竖直缓冲橡胶条带及防水防渗橡胶条带固定在Z型钢上；

第四步、安装竖直传震板

将竖直橡胶垫板通过粘结剂粘贴在Z型钢的腹部，在与竖直传震块、限位弹簧的对应位置上开有孔；将竖直传震板通过螺杆与竖直传震块固定连接；

第五步、安装固定传力边梁到梁体上

将焊接有多个减震耗能装置的传力边梁放入预留伸缩缝机构安装区域，在梁体上表面预留n型钢筋，将传力边梁的C形螺纹钢筋与n型钢筋焊接固定，Z型钢顶部比桥面铺装层设计标高低约10mm；

第六步、安装伸缩缝机构区域内钢筋

在伸缩缝机构安装区域绑扎钢筋笼，钢筋笼顶部距离桥面铺装设计标高低约40mm；钢筋笼靠近桥面铺装一侧与从桥面铺装层中伸出的纵向钢筋焊接固定，另一侧与传力边梁中的C形螺纹钢筋焊接固定；

第七步、浇筑伸缩缝机构区域混凝土填料层

在伸缩缝机构安装区域浇筑混凝土填料层，浇筑混凝土后实施振捣，填料层的上表面与Z型钢顶部上表面齐平；

第八步、安装水平传震板

伸缩缝机构区域内浇筑的混凝土填料层硬化后，在该混凝土填料层上面沿梁体宽度方向铺设一块覆盖Z型钢顶部、水平传震块、水平限位弹簧和水平限位板的水平橡胶垫板，并通过粘结剂与混凝土粘贴固定；水平橡胶垫板在与水平传震块运动轨迹对应的位置开有孔；将水平传震板平铺在水平橡胶垫板上，水平传震板通过连接螺杆与水平传震块固定连接；安装好水平传震板后，在水平传震板远离缝隙一侧安装水平缓冲橡胶条带；用螺栓将水平缓冲橡胶条带固定在其下的混凝土层上；

第九步、安装应力分散钢板

在桥面切割剔除伸缩缝机构远离缝隙一侧宽度约为100 mm~150 mm的桥面沥青混合料铺装层，剔除深度为应力分散板的厚度；整平剔除面，铺装厚度约为10 mm的应力分散钢板，应力分散钢板板一端紧靠水平缓冲橡胶条带，另一端紧靠桥面沥青混合料铺装层的切割剔除面；用锚固螺栓将应力分散钢板固定在桥面。

7.根据权利要求6所述减震抗冲击桥梁伸缩缝机构的施工方法，其特征在于：所述水平橡胶垫板的厚度为2~4mm，竖直橡胶垫板的厚度为2~4mm。

8.根据权利要求6所述减震抗冲击桥梁伸缩缝机构的施工方法，其特征在于：所述粘结剂为环氧树脂胶。

9.根据权利要求6所述减震抗冲击桥梁伸缩缝机构的施工方法，其特征在于：所述第七步中伸缩缝机构区域浇筑混凝土选大流动度钢纤维混凝土，伸缩缝机构区域混凝土的设计强度比梁体混凝土高出一个强度等级。