CN110904831B - 公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，包括：第一层防护结构，其包括相对设置的侧凹性防护槽，其套设在形成伸缩缝的相对的梁端上；密封装置，其包括伸缩板以及位于伸缩板顶端和底端的气囊；伸缩板包括连接板和设置在连接板之间的中间板；中间板包括两侧的橡胶层以及置于橡胶层之间的钢板；橡胶层上设置多个孔洞；第二层防护机构，其包括设置在密封装置顶端的拱板；智能监测装置，其包括控制器、气囊监测模块、橡胶层疲劳老化监测模块以及定位报错模块。本发明结构简单，安装快速，满足桥梁变形需求的情况下，具有很好的防护性和密封性。

Description

公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及公路桥梁施工技术领域，特别涉及一种公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置及其使用方法。

背景技术

公路桥梁伸缩缝指的是为满足桥面变形的要求，通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩缝，要求伸缩缝在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，均能自由伸缩，牢固可靠，伸缩缝能需设置伸缩装置，以使车辆行驶过时应平顺、无突跳与噪声，要能防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞；安装、检查、养护、消除污物都要简易方便性，一旦伸缩装置被破坏，可能会严重影响行车的速度、舒适性与安全，甚至造成行车安全事故，现有技术中的伸缩装置存在密封不严密，施工较为繁琐，且不利于维护的问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，结构简单，安装快速，满足桥梁变形需求的情况下，具有很好的防护性和密封性。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，包括：

第一层防护结构，其包括相对设置的侧凹形防护槽，所述侧凹形防护槽套设在形成伸缩缝的相对的梁端上，所述侧凹形防护槽相对端面上设置向梁端凸起的凹槽；所述凹槽内沿所述梁端纵向设置多组第一U型固定件。

密封装置，其包括伸缩板以及位于所述伸缩板顶端和底端的气囊，所述伸缩板的两侧分别连接第一U型固定件，顶端和底端的所述气囊的两侧端分别适配所述凹槽的顶端和底端；所述伸缩板包括连接板和设置在所述连接板之间的中间板，所述连接板与所述第一U型固定件相对的一侧，设置有与所述第一U型固定件适配的第二U型固定件；所述中间板包括两侧的橡胶层以及置于橡胶层之间的钢板；所述橡胶层上设置多个孔洞。

第二层防护机构，其包括设置在所述密封装置顶端的拱板，所述拱板的顶端两侧设置沿所述拱板的纵向开设的排水沟，所述拱板的顶端设置用于防滑的纹路；所述排水沟与公路两侧的排水系统液体相通。

智能监测装置，其包括控制器、气囊监测模块、橡胶层疲劳老化监测模块以及定位报错模块；所述气囊监测模块用于监测所述气囊内的气体量，并在气体量发生变化时向所述定位报错模块发送信息；所述橡胶层疲劳老化监测模块用于监测橡胶层的疲劳老化程度，并在所述橡胶层的疲劳老化达到设定阈值时，向所述定位报错模块发送信息；所述定位报错模块用于接收所述气囊监测模块和所述橡胶层疲劳老化监测模块的信息，并将所述信息以及位置信息发送至所述控制器。

优选的是，所述中间板和连接板的具体连接方式为：所述连接板的另一侧设置腔体，所述腔体与所述中间板相邻的一侧设置开口，所述中间板的两侧插入相邻的所述腔体内，至所述钢板1/6-1/3位于所述腔体内，通过螺栓固定连接所述橡胶层。

优选的是，所述第二U型固定件位于所述第一U型固定件的上方，并通过螺栓固定连接。

优选的是，所述孔洞为圆形孔洞，所述孔洞沿所述橡胶层纵向设置2-3排，相邻所述孔洞之间交错设置。

优选的是，所述橡胶层的厚度较所述钢板的厚度小1-3毫米。

优选的是，所述拱板的具体连接方式为：所述侧凹形防护槽的顶端靠近所述伸缩缝的一侧设置滑槽，所述滑槽沿所述梁端的纵向设置，所述滑槽与所述拱板的厚度适配。

优选的是，所述拱板的底端设置三角连接件，所述三角连接件包括支撑板、斜板和拉力板，所述支撑板的顶端与所述拱板的底端的弧度适配，所述斜板的一端对称连接在所述支撑板的两侧，所述拉力板两侧分别连接在所述侧凹形防护槽上，所述侧凹形防护槽顶端和底端均设置拉力板；所述拉力板有橡胶板和固定板组成；所述斜板的另一端连接在顶端所述拉力板上；所述支撑板、斜板以及顶端所述拉力板构成结构的纵向截面为三角形。

一种如上述中任一条所述的公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置的施工方法，所述方法主要包括以下步骤：

步骤1、在相对构成所述伸缩缝的所述梁端上开设与所述侧凹形防护槽的凸起的所述凹槽适配的槽体，再安装所述侧凹形防护槽，所述侧凹形防护槽的两端与所述梁端的两侧端平齐。

步骤2、在所述侧凹形防护槽的凹面安装所述第一U型固定件，在安装所述密封装置时，所述第二U型固定件置于所述第一U型固定件的上方并重合，通过螺栓固定；并在所述橡胶层上设置所述橡胶层疲劳监测模块。

步骤3、向所述气囊内充气，使充气饱和后的上下所述气囊均适配与所述凹槽内并贴合设置，在所述气囊上安装所述气囊监测模块。

步骤4、在所述密封装置上端设置三角连接件，并与拉力板上设置所述定位报错模块，再将所述拱板安装在所述侧凹形防护槽的顶端开设的滑槽内，并在滑槽外侧设置密封条，以完成安装。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明通过在梁端设置侧凹形防护槽，不仅对梁端的整体进行了保护，防止出现断裂，同时对梁端进行了加固，也便于伸缩缝密封装置的安装；通过在设置凹槽，便于与密封装置的紧密连接，利于第一U型固定件和第二U型固定件之间的连接，所述第一U型固定件贯穿侧凹形防护槽和梁端固定，建立了伸缩板与梁端之间紧密的连接关系；顶端和底端的气囊不仅起到对伸缩板的防水保护，同时气囊两端与凹槽的贴合，更利于整个装置的密封性，对起主要连接作用的伸缩板起到了很好的保护作用；通过将钢板设置在中部，处于拉力最大的位置，便于增强伸缩板的整体受力性能，两侧橡胶板的设置有利于伸缩缝的变形，再通过孔洞的设置，以增大一定范围内的变形量，更利于适应伸缩缝的变形；所述拱板作为最直接的受力板，其拱形结构的设置更利于车体的缓冲，同时拱形结构向下较大的变形量，更利于形成对密封装置的保护。

通过设置气囊监测模块便于及时监测到不能直观获取的气囊的工作状态，橡胶层疲劳老化监测模块便于及时监测到不能直接获取的橡胶层的可使用情况，在超过设定的阈值时，便于及时更换，定位报错模块将获取的气囊以及橡胶层的信息连通所在的位置，一并发送至控制器，便于维修人员快速准确的定位要更换或维修的气囊以及橡胶层所在伸缩缝的位置，以避免因其造成的伤亡。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置的结构框图；

图2为本发明所述伸缩板的结构示意图；

图3为本发明所述智能监测装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-3所示，本发明提供一种公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，包括：

第一层防护结构，其包括相对设置的侧凹形防护槽10，所述侧凹形防护槽10套设在形成伸缩缝的相对的梁端1上，所述侧凹形防护槽10相对端面上设置向梁端1凸起的凹槽11；所述凹槽11内沿所述梁端1纵向设置多组第一U型固定件。

密封装置，其包括伸缩板20以及位于所述伸缩板20顶端和底端的气囊21，所述伸缩板20的两侧分别连接第一U型固定件，顶端和底端的所述气囊21的两侧端分别适配所述凹槽11的顶端和底端；所述伸缩板20包括连接板201和设置在所述连接板201之间的中间板202，所述连接板201与所述第一U型固定件相对的一侧，设置有与所述第一U型固定件适配的第二U型固定件203；所述中间板202包括两侧的橡胶层204以及置于橡胶层204之间的钢板205；所述橡胶层204上设置多个孔洞206。

第二层防护机构，其包括设置在所述密封装置顶端的拱板30，所述拱板30的顶端两侧设置沿所述拱板30的纵向开设的排水沟，所述拱板30的顶端设置用于防滑的纹路；所述排水沟与公路两侧的排水系统液体相通。

智能监测装置，其包括控制器、气囊21监测模块、橡胶层204疲劳老化监测模块以及定位报错模块；所述气囊21监测模块用于监测所述气囊21内的气体量，并在气体量发生变化时向所述定位报错模块发送信息；所述橡胶层204疲劳老化监测模块用于监测橡胶层204的疲劳老化程度，并在所述橡胶层204的疲劳老化达到设定阈值时，向所述定位报错模块发送信息；所述定位报错模块用于接收所述气囊21监测模块和所述橡胶层204疲劳老化监测模块的信息，并将所述信息以及位置信息发送至所述控制器。

在上述方案中，通过在梁端1设置侧凹形防护槽10，不仅对梁端1的整体进行了保护，防止出现断裂，同时对梁端1进行了加固，也便于伸缩缝密封装置的安装；通过在设置凹槽11，便于与密封装置的紧密连接，利于第一U型固定件和第二U型固定件203之间的连接，所述第一U型固定件贯穿侧凹形防护槽10和梁端1固定，建立了伸缩板20与梁端1之间紧密的连接关系；顶端和底端的气囊21不仅起到对伸缩板20的防水保护，同时气囊21两端与凹槽11的贴合，更利于整个装置的密封性，对起主要连接作用的伸缩板20起到了很好的保护作用；通过将钢板205设置在中部，处于拉力最大的位置，便于增强伸缩板20的整体受力性能，两侧橡胶板420的设置有利于伸缩缝的变形，再通过孔洞206的设置，以增大一定范围内的变形量，更利于适应伸缩缝的变形；所述拱板30作为最直接的受力板，其拱形结构的设置更利于车体的缓冲，同时拱形结构向下较大的变形量，更利于形成对密封装置的保护。

通过设置气囊21监测模块便于及时监测到不能直观获取的气囊21的工作状态，橡胶层204疲劳老化监测模块便于及时监测到不能直接获取的橡胶层204的可使用情况，在超过设定的阈值时，便于及时更换，定位报错模块将获取的气囊21以及橡胶层204的信息连通所在的位置，一并发送至控制器，便于维修人员快速准确的定位要更换或维修的气囊21以及橡胶层204所在伸缩缝的位置，以避免因其造成的伤亡。

一个优选方案中，所述中间板202和连接板201的具体连接方式为：所述连接板201的另一侧设置腔体2010，所述腔体2010与所述中间板202相邻的一侧设置开口，所述中间板202的两侧插入相邻的所述腔体2010内，至所述钢板2051/6-1/3位于所述腔体2010内，通过螺栓固定连接所述橡胶层204。

在上述方案中，通过将中间板202的两侧，即橡胶层204以及部分钢板205置于腔体2010内，并通过螺栓贯通连接固定，便于建立中间板202与连接板201之间紧密的连接关系，因其较大的连接面积，以及腔体2010内对橡胶层204的约束，便于橡胶层204的有利变形。

一个优选方案中，所述第二U型固定件203位于所述第一U型固定件的上方，并通过螺栓固定连接。

在上述方案中，通过将第二U型固定件203置于第一U型固定件的上方，从而将伸缩板20置于第一U型固定件的连接关系上，从而有利于形成侧凹形防护槽10对于伸缩板20的支撑。

一个优选方案中，所述孔洞206为圆形孔洞206，所述孔洞206沿所述橡胶层204纵向设置2-3排，相邻所述孔洞206之间交错设置。

在上述方案中，通过将孔洞206设置为圆形孔洞206，使得橡胶层204在受力时，不仅可保证橡胶层204变形时，孔洞206可增大变形量，同时很好的保护了橡胶层204的整体性，避免橡胶层204在孔洞206处出现断裂。

一个优选方案中，所述橡胶层204的厚度较所述钢板205的厚度小1-3毫米。

在上述方案中，所述橡胶层204与连接板201的连接，并通过螺栓固定于腔室内，橡胶层204在固定时，会收到螺栓的挤压，通过将橡胶层204设置的厚1-3毫米，留出橡胶层204受挤压的余量，保证腔体2010内壁与置于其内的部分钢板205是受压状态，以形成腔体2010内壁对钢板205的约束力。

一个优选方案中，所述拱板30的具体连接方式为：所述侧凹形防护槽10的顶端靠近所述伸缩缝的一侧设置滑槽，所述滑槽沿所述梁端1的纵向设置，所述滑槽与所述拱板30的厚度适配。

在上述方案中，所述拱板30两端分别插设在所述滑槽内，便于对拱板30进行维修更换。

一个优选方案中，所述拱板30的底端设置三角连接件，所述三角连接件包括支撑板40、斜板41和拉力板42，所述支撑板40的顶端与所述拱板30的底端的弧度适配，所述斜板41的一端对称连接在所述支撑板的两侧，所述拉力板42两侧分别连接在所述侧凹形防护槽10上，所述侧凹形防护槽10顶端和底端均设置拉力板42；所述拉力板42有橡胶板420和固定板421组成；所述斜板41的另一端连接在顶端所述拉力板42上；所述支撑板40、斜板41以及顶端所述拉力板42构成结构的纵向截面为三角形。

在上述方案中，通过支撑板40受拱板30上端车体的主要压力，再传递给两侧的斜板41，通过拉力板42对两侧的斜板41构成约束，所述三角连接件不仅对拱板30起到极佳的支撑作用，同时极大的降低了拱板30两侧端对滑槽的受力；顶端和底端的拉力板42也可以起到伸缩缝的连接作用，同时不会对桥梁的变形造成影响。

一种如上述中任一条所述的公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置的施工方法，所述方法主要包括以下步骤：

步骤1、在相对构成所述伸缩缝的所述梁端1上开设与所述侧凹形防护槽10的凸起的所述凹槽11适配的槽体，再安装所述侧凹形防护槽10，所述侧凹形防护槽10的两端与所述梁端1的两侧端平齐。

步骤2、在所述侧凹形防护槽10的凹面安装所述第一U型固定件，在安装所述密封装置时，所述第二U型固定件203置于所述第一U型固定件的上方并重合，通过螺栓固定；并在所述橡胶层204上设置所述橡胶层204疲劳监测模块。

步骤3、向所述气囊21内充气，使充气饱和后的上下所述气囊21均适配与所述凹槽11内并贴合设置，在所述气囊21上安装所述气囊21监测模块。

步骤4、在所述密封装置上端设置三角连接件，并与拉力板上设置所述定位报错模块，再将所述拱板30安装在所述侧凹形防护槽10的顶端开设的滑槽内，并在滑槽外侧设置密封条，以完成安装。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，其中，包括：

第一层防护结构，其包括相对设置的侧凹形防护槽，所述侧凹形防护槽套设在形成伸缩缝的相对的梁端上，所述侧凹形防护槽相对端面上设置向梁端凸起的凹槽；所述凹槽内沿所述梁端纵向设置多组第一U型固定件；

密封装置，其包括伸缩板以及位于所述伸缩板顶端和底端的气囊，所述伸缩板的两侧分别连接第一U型固定件，顶端和底端的所述气囊的两侧端分别适配所述凹槽的顶端和底端；所述伸缩板包括连接板和设置在所述连接板之间的中间板，所述连接板与所述第一U型固定件相对的一侧，设置有与所述第一U型固定件适配的第二U型固定件；所述中间板包括两侧的橡胶层以及置于橡胶层之间的钢板；所述橡胶层上设置多个孔洞；

第二层防护机构，其包括设置在所述密封装置顶端的拱板，所述拱板的顶端两侧设置沿所述拱板的纵向开设的排水沟，所述拱板的顶端设置用于防滑的纹路；所述排水沟与公路两侧的排水系统液体相通；

智能监测装置，其包括控制器、气囊监测模块、橡胶层疲劳老化监测模块以及定位报错模块；所述气囊监测模块用于监测所述气囊内的气体量，并在气体量发生变化时向所述定位报错模块发送信息；所述橡胶层疲劳老化监测模块用于监测橡胶层的疲劳老化程度，并在所述橡胶层的疲劳老化达到设定阈值时，向所述定位报错模块发送信息；所述定位报错模块用于接收所述气囊监测模块和所述橡胶层疲劳老化监测模块的信息，并将所述信息以及位置信息发送至所述控制器。

2.如权利要求1所述的公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，其中，所述中间板和连接板的具体连接方式为：所述连接板的另一侧设置腔体，所述腔体与所述中间板相邻的一侧设置开口，所述中间板的两侧插入相邻的所述腔体内，至所述钢板1/6-1/3位于所述腔体内，通过螺栓固定连接所述橡胶层。

3.如权利要求1所述的公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，其中，所述第二U型固定件位于所述第一U型固定件的上方，并通过螺栓固定连接。

4.如权利要求1所述的公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，其中，所述孔洞为圆形孔洞，所述孔洞沿所述橡胶层纵向设置2-3排，相邻所述孔洞之间交错设置。

5.如权利要求1所述的公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，其中，所述橡胶层的厚度较所述钢板的厚度小1-3毫米。

6.如权利要求1所述的公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，其中，所述拱板的具体连接方式为：所述侧凹形防护槽的顶端靠近所述伸缩缝的一侧设置滑槽，所述滑槽沿所述梁端的纵向设置，所述滑槽与所述拱板的厚度适配。

7.如权利要求1所述的公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置，其中，所述拱板的底端设置三角连接件，所述三角连接件包括支撑板、斜板和拉力板，所述支撑板的顶端与所述拱板的底端的弧度适配，所述斜板的一端对称连接在所述支撑板的两侧，所述拉力板两侧分别连接在所述侧凹形防护槽上，所述侧凹形防护槽顶端和底端均设置拉力板；所述拉力板有橡胶板和固定板组成；所述斜板的另一端连接在顶端所述拉力板上；所述支撑板、斜板以及顶端所述拉力板构成结构的纵向截面为三角形。

8.一种如权利要求1-7中任一条所述的公路桥梁伸缩缝智能快速密封加固装置的施工方法，所述方法主要包括以下步骤：

步骤1、在相对构成所述伸缩缝的所述梁端上开设与所述侧凹形防护槽的凸起的所述凹槽适配的槽体，再安装所述侧凹形防护槽，所述侧凹形防护槽的两端与所述梁端的两侧端平齐；

步骤2、在所述侧凹形防护槽的凹面安装所述第一U型固定件，在安装所述密封装置时，所述第二U型固定件置于所述第一U型固定件的上方并重合，通过螺栓固定；并在所述橡胶层上设置所述橡胶层疲劳监测模块；

步骤3、向所述气囊内充气，使充气饱和后的上下所述气囊均适配与所述凹槽内并贴合设置，在所述气囊上安装所述气囊监测模块；

步骤4、在所述密封装置上端设置三角连接件，并与拉力板上设置所述定位报错模块，再将所述拱板安装在所述侧凹形防护槽的顶端开设的滑槽内，并在滑槽外侧设置密封条，以完成安装。

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