CN109137728A - 双斜面桥梁伸缩装置 - Google Patents

Abstract

一种双斜面桥梁伸缩装置，通过双斜面盖板底部两侧的斜面与梁端顶角斜面配合，把车辆荷载传递给梁体，梁体伸缩时上述斜面配合相互滑动，双斜面盖板产生竖向位移，位移过程中桥梁伸缩装置顶面与桥面基本平齐，通过止水带或伸缩面板防水。伸缩面板由橡胶条与珍珠棉条沿顺桥向相间固结而成。相邻的珍珠棉条顺桥向宽度小于橡胶条顺桥向宽度的三分之二。伸缩面板用于双斜面桥梁伸缩装置时，伸缩面板底面两侧分别与伸缩缝两侧梁的顶面密封固定，伸缩面板中部沿双斜面盖板长度方向与盖板密封固定。是一种结构简单、造价低廉，浅埋免埋，防水性能好，易伸缩，易安装，易维护，行车舒适的桥梁伸缩装置。

Description

双斜面桥梁伸缩装置

技术领域

本发明涉及一种桥梁伸缩装置，尤其适用于伸缩量在80mm～400mm范围的伸缩缝。

背景技术

对于伸缩量在80mm～400mm的伸缩缝，基本有三种形式可选，模数式、梳齿式和橡胶式桥梁伸缩装置。模数式预留槽要求较深，而且还要预留位移控制箱位置，不符合浅埋化的设计趋势，且本身结构复杂。梳齿式的翘起和断齿问题频发。同时模数式和梳齿式由于设计不合理导致锚固系统频遭破坏，且制造成本居高不下。橡胶式桥梁伸缩装置伸缩摩阻力大，安装困难，防水性能差，锚固件易损，且同样用材多加工困难，已被淘汰。与本发明相似的BSL型橡胶伸缩装置除存在上述缺陷外，还有一个问题。当伸缩量较大时，伴随着托底钢板(盖板)加厚，位移量加大，其托底钢板与橡胶板之间会反复挤压，破坏橡胶板。

市场上需要结构简单、造价低廉，浅埋免埋，防水性能好，易伸缩，易安装，易维护，行车舒适的桥梁伸缩装置。

发明内容

为克服成本高，易漏水，易损坏，平整度差的问题，本发明提供了一种结构简单，易安装，易维护，防水性好，路面平整度高的桥梁伸缩装置。特别适用于伸缩量在80mm～400mm的伸缩缝。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双斜面桥梁伸缩装置，通过双斜面盖板底部两侧的斜面与梁端顶角斜面配合，把车辆荷载传递给梁体，梁体伸缩时上述斜面配合相互滑动，双斜面盖板产生竖向位移，位移过程中桥梁伸缩装置顶面与桥面基本平齐，通过止水带或伸缩面板防水。

伸缩缝相邻两梁的顶面与端面相接处(原预留槽位置)均为斜面，称为梁端顶角斜面。伸缩缝盖板底部有两个与梁端顶角斜面配合的斜面，命名为双斜面盖板。双斜面盖板底部两斜面的几何交线位于伸缩缝内双斜面盖板下方。双斜面盖板随着伸缩缝变窄而上升，随着伸缩缝变宽而下降。在此变化中，通过斜面配合，把大的顺桥向伸缩转化为小的可接受的竖向位移。

双斜面盖板底部斜面坡度为5％～40％。伸缩量较大时，选较小的坡度，避免引发的竖向位移过大，影响舒适度；伸缩量较小时选择较大的坡度可有效降低成本。实际应用中，综合考虑舒适性和经济性，优选的双斜面盖板底部斜面坡度为10％～30％。理由是：伸缩量大(如400mm)时，坡度选10％，甚至15％，竖向位移大一些舒适度也不至于明显恶化，却可以大幅降低双斜面盖板的宽度，从而降低钢材用量；相反，伸缩量小(如100mm)时，坡度选30％，甚至25％，可以加大搭接宽度降低双斜面盖板厚度。发明人推荐的代表性的方案为：双斜面盖板端面的底部为钝角等腰三角形，钝角尖角向下，上部为上窄下宽的等腰梯形。伸缩缝处相邻两梁梁端顶角斜面的坡度，亦即双斜面盖板底部两斜面的坡度，不一定相同。可根据行车方向，及桥面坡度设置不同的斜面坡度。

当双斜面盖板顶置，止水带下置时，“桥梁伸缩装置顶面与桥面基本平齐”是指双斜面盖板顶面与桥面基本平齐。当伸缩面板顶置，双斜面盖板下置时，“桥梁伸缩装置顶面与桥面基本平齐”是指伸缩面板顶面与桥面基本平齐。由于双斜面盖板是随梁体伸缩而竖向移动的，所以桥梁伸缩装置顶面与桥面只能是基本平齐，而不能完全平齐。至于“基本平齐”的范围到底是几毫米，取决于设计要求。比如，设计要求桥梁伸缩装置最高不得高出桥面4mm，最低不得低于桥面3mm，则“基本平齐”对应的范围为-3mm～4mm。

斜面配合处可根据具体情况选择不同的润滑方式，如石墨润滑，油脂润滑、铜垫板、四氟板不锈钢润滑等。新桥预留(或旧桥改造)梁端顶角斜面的钢板厚度应预留磨损量，并考虑耐磨钢材。本方案对伸缩缝扇形变位有较好的适应性；如需用于竖向变位明显的伸缩缝，梁端顶角斜面与梁体间应采用柔性连接，例如通过橡胶过度连接。当伸缩量较大，重载车辆较多时应采用增加配重或加装拉簧等措施防止双斜面盖板弹起。双斜面结构本身具有防止双斜面盖板向一侧梁体偏移的特性，为增加可靠性，特别防止刹车力导致的偏移，可借见模数式桥梁伸缩装置的链板或聚氨酯弹簧块等现有技术手段。其结构远比模数式的位移控制箱简单，仅相当于单条中梁的160型，且不需支承横梁，不再赘述。

对于双斜面盖板顶置，止水带下置的情形，止水带的设计安装可参考梳齿板缝的止水带技术方案。

本发明提供一种伸缩面板，即附于桥面能够起到支承车辆载荷，能适应梁体伸缩，能防水的组合物板材。伸缩面板具有防水性能好，伸缩阻力小的优点，也可用于双斜面桥梁伸缩装置。伸缩面板的技术方案为：

伸缩面板由橡胶条与珍珠棉条沿顺桥向相间固结而成。橡胶条顺桥向宽度为40mm～200mm，珍珠棉条顺桥向宽度为10mm～100mm，且相邻的珍珠棉条顺桥向宽度不大于橡胶条顺桥向宽度的三分之二。伸缩面板用于双斜面桥梁伸缩装置时，伸缩面板底面两侧分别与伸缩缝两侧梁的顶面密封固定，伸缩面板中部沿双斜面盖板长度方向与盖板密封固定。伸缩面板顶面与桥面铺装层基本平齐。

橡胶条起桥面铺装层的作用，可有效支承来自车辆的竖向载荷。珍珠棉条可满足伸缩缝顺桥向伸缩要求。二者结合，刚柔相济，优势互补，相得益彰。橡胶条弥补了珍珠棉条承载能力差的问题，珍珠棉条弥补了纯橡胶板变形阻力大的不足，避免了伸缩变形过程中，伸缩面板隆起或被拉断的问题。相比原有的橡胶桥梁伸缩装置，伸缩面板可满足更大的伸缩要求。每道伸缩缝所用伸缩面板为一整体，两端可弯折成翘头，防水性能优异。伸缩面板所用橡胶和珍珠棉，可以分别用其它相近的较高弹性模量和较低弹性模量材料，等同替换。

本发明的有益效果是：结构简单，没有大量锚环的焊接，没有大量锚固螺栓，不必定制型钢，不用位移控制箱，不必切割梳齿，成本低廉。安装方便，如果制梁工序能够预留或预埋符合要求的梁端顶角斜面，安装过程将免除清理预留槽，焊接、浇筑、养护之苦。由于梁端顶角斜面与传统的预留槽锚固的受力情况迥然不同，仅受压力不受拉力没有弯矩，所以不宜损坏。检查更换容易。双斜面盖板上置时，由于双斜面盖板遮盖，没有模数缝和梳齿缝的孔槽，也就避免了日光照射止水带和尘土杂物落入止水带，从而延长止水带使用寿命。双斜面盖板的检查移除也方便。双斜面盖板下置情况，可在更换伸缩面板时检查双斜面盖板磨损和润滑情况，并补充润滑材料。能够满足桥面平整度要求，行车舒适。相比传统的橡胶板式桥梁伸缩装置，扩大了适用范围，延长使用寿命。

伸缩面板缝隙更小，防水可靠，与桥面铺装融为一体，通行过程平稳舒适。相对橡胶式桥梁伸缩装置而言，由于珍珠棉的引入，伸缩摩阻力大幅降低，而且表面平整，没有明显的凹槽不易积存沙子等杂物，从而延长其使用寿命。一道伸缩缝用一块伸缩面板，不必像橡胶式桥梁伸缩装置那样多段拼接，防水性能可靠。珍珠棉虽然易损，但价格及其低廉，更换时重新与橡胶条粘接即可。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明双斜面盖板顶置图。

图2是本发明双斜面盖板下置图。

图3是梁体收缩时双斜面桥梁伸缩装置示意图。

图4是梁体伸长时双斜面桥梁伸缩装置示意图。

图5是双斜面盖板端面图。

图6是伸缩面板结构图。

图中1.梁体，2.双斜面盖板，3.止水带，4.伸缩面板，41.橡胶条，411.中橡胶条，412.边橡胶条，42.珍珠棉条，5.梁体或桥台，6.梁端顶角斜面，7.双斜面盖板底部斜面，8.桥面铺装层。

具体实施方式

图1和图2分别为双斜面盖板(2)顶置和下置两种不同情况下本桥梁伸缩装置端部的示意图。实际应用中，双斜面盖板(2)顶置时，止水带(3)设置参照梳齿式桥梁伸缩装置，此图仅示意止水带的大致位置。双斜面盖板下置时，伸缩面板为翘头形式，以实现阻水防水的目的。本说明书为方便理解，均以无翘头为例说明。

图1展示了本发明双斜面盖板顶置的情形。该设置方式适于机动车道，大量、重载车辆通行，具有结构简单承载力大的优势。双斜面盖板(2)底部两斜面与梁体(1)和梁体或桥台(5)的梁端顶角斜面(6)贴合(配合)。双斜面盖板(2)顶面与梁体(1)和梁体或桥台(5)的顶面(含桥面铺装层，此处未标识)基本平齐。通过止水带(3)防水。图2展示了本发明双斜面盖板下置的情形。双斜面盖板(2)顶面与梁体(1)和梁体或桥台(5)的顶面铺装层(8)基本平齐。通过伸缩面板(4)防水。考虑大型车辆刹车时作用到伸缩面板的力比较大，会对伸缩面板(4)造成破坏，该设置方式可用于轻型机动车如普通轿车通行，尤其适用于橡塑铺面的非机动车道，与塑胶路面融为一体，具有良好的骑行，步行体验。

以设计要求，伸缩量120mm，顶面高差-3mm～4mm为例。图3和图4分别展示了梁体收缩和拉伸时，伸缩缝和双斜面盖板(2)的变化(位移)情况。此处略去止水带(3)或伸缩面板(4)。伸缩变化过程中，双斜面盖板(2)底部两斜面(7)始终与梁端顶角斜面(6)贴合。该示例中，梁端顶角斜面(6)及双斜面盖板底部斜面(7)的斜面坡度为11.7％。如图3所示，梁体收缩时，伸缩缝间距达到120mm，双斜面盖板(2)下移到最低点，其顶面低于桥面3mm。如图4所示，梁体收缩时，伸缩缝间距最小为0mm，双斜面盖板(2)上移到最高点，其顶面高于桥面4mm。这也是前述“基本平齐”的具体释义。假如设计要求，顶面高差为±5mm，伸缩量为300mm、200mm、80mm，可分别选择斜面坡度为6.7％、10％、25％。同样的伸缩量，坡度越小，顶面高差越小，钢材用量越大；坡度越大，顶面高差越大，钢材用量越小(只是一个大的原则，并不绝对)。综合考虑经济性，设计余量，舒适度等因素，本发明斜面坡度可选5％～40％，优选10％～30％。

图5显示了六个双斜面盖板(2)的端面(或截面)实施例。如图5所示，根据不同设计要求，其底部表现为三角形(包括等腰三角形)(如图5中a、b、c、d、f)、梯形(包括等腰梯形)(如图5中e)等，上部为弧形(如图5中c)、梯形(如图5中a、b、d)、三角形(如图5中f)等。不同斜面坡度，如图5中a为12.5％、b为5％、c为25％、d为30％、e为40％、f为10％。图5e展示了梁体伸长后，梁间距大于零时的可选方案。图5f为应用于坡桥时，双斜面盖板底部两斜面坡度不同的示例。锐角倒钝、圆角、倒角引起的截面变化不再一一详述。双斜面盖板共同特征为底部两侧为斜面，并与所在伸缩缝梁端顶角斜面配合，且两斜面的交线位于伸缩缝内双斜面盖板下方。其中图5中(d)所示为优选方案，理由是：下部为等腰三角形，中间厚两边薄，减小钢材用量的同时受力变形最小；上部等腰梯形，腰线平面可减少由于双斜面盖板上下位移形成的不平整给车辆带来的震动。除此之外为满足扇形变位需要，双斜面盖板一端宽，一端窄；一端厚，一端薄也是可以的。其更具体的形状特征千变万化，难以尽述。其厚度也应根据载荷要求进行设计验算和试验，本图中厚度所占比例特征仅供参考。仅在图5(d)中标注双斜面盖板底部斜面(7)，其它实施例同理，不再重复标注。

图6为伸缩面板的实施例。伸缩面板(4)厚度40mm左右，过厚，增加成本，且弹性变形增大降低行车舒适度，过薄，则挺括性降低不易贴附双斜面盖板(2)表面。单条橡胶条(41)的宽度应为厚度的1.5倍左右，可防止橡胶条(41)受力倾倒。珍珠棉条(42)宽度宜小于80mm，太大则影响行车舒适性，且降低伸缩面板(4)整体强度。使用过程中，中橡胶条(411)和边橡胶条(412)分别与双斜面盖板和梁顶面密封贴合固定，防止雨水杂物进入伸缩缝；其它橡胶条(41)和珍珠棉条(42)自然铺开，满足伸缩要求。为加强伸缩面板(4)与双斜面盖板(2)以及梁顶面贴合强度，可增加中橡胶条(411)和边橡胶条(412)顺桥向宽度。伸缩面板安装时应根据当时温度和梁体伸缩情况，适度预压。为防止珍珠棉条(42)风化，延长使用寿命，其上表面可涂覆薄层沥青，或采取其它防风化措施。

Claims (6)

1.一种双斜面桥梁伸缩装置，包括伸缩缝盖板，其特征是：通过双斜面盖板底部两侧的斜面与梁端顶角斜面配合，把车辆荷载传递给梁体，梁体伸缩时上述斜面配合相互滑动，双斜面盖板产生竖向位移，位移过程中桥梁伸缩装置顶面与桥面基本平齐，通过止水带或伸缩面板防水。

2.根据权利要求1所述的双斜面桥梁伸缩装置，其特征是：双斜面盖板底部两斜面的几何交线位于伸缩缝内双斜面盖板下方。

3.根据权利要求1所述的双斜面桥梁伸缩装置，其特征是：双斜面盖板底部斜面坡度为5％～40％。

4.根据权利要求1所述的双斜面桥梁伸缩装置，其特征是：双斜面盖板端面的底部为钝角等腰三角形，钝角尖角向下，上部为上窄下宽的等腰梯形。

5.一种桥梁伸缩装置伸缩面板，其特征是：伸缩面板由橡胶条与珍珠棉条沿顺桥向相间固结而成。

6.根据权利要求5所述的伸缩面板，其特征是：橡胶条顺桥向宽度为40mm～200mm，珍珠棉条顺桥向宽度为10mm～100mm，且相邻的珍珠棉条顺桥向宽度不大于橡胶条顺桥向宽度的三分之二。