CN114263104A - 一种桥梁伸缩缝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种桥梁伸缩缝装置，能够适应多向变形，保证各单元独立性，施工方便快速、经久耐用、平顺低噪，满足桥梁养护高质量发展要求。包括布置在桥梁相邻梁端之间和/或梁端与桥台背墙之间的多个伸缩缝单元；每个伸缩缝单元包括顺向限位底座、横向限位底座和过渡板，顺向限位底座和横向限位底座固接在相邻梁端的桥面板上和/或梁端与桥台背墙的桥面板上，顺向限位底座上开设有竖向栓孔以及顺桥向的平槽，过渡板一端与竖向栓孔接触连接，横向限位底座上开设有顺桥向的凹槽，凹槽底部开设有顺桥向的半圆槽，过渡板另一端与横向限位底座的凹槽和半圆槽接触连接，顺向限位底座顶部设有顺向限位盖板，横向限位底座顶部设有横向限位盖板。
Description
技术领域
本发明涉及伸缩缝技术领域，具体为一种桥梁伸缩缝装置。
背景技术
桥梁伸缩缝是指在两相邻梁端之间、梁端与桥台背墙之间能保证在气温变化、混凝土收缩与徐变、以及荷载作用等因素影响下，桥跨结构能够按静力图式自由地变形的一种装置。
在桥梁服役期间破损最严重、养护难度最大、养护质量最难保证的是伸缩缝，主要原因包括：其一伸缩缝刚度大不能自由变形在冲击荷载作用下容易破损，其二连接伸缩缝的混凝土带开裂后水的侵入在车辆荷载和冻融交替下容易破损，其三无论是哪种伸缩缝均为刚性物体承受不均匀荷载容易破损，其四修复和更换伸缩缝无法长时间中断交通采用早强材料容易破损，其五对局部伸缩缝进行更换维修需要扰动相邻伸缩缝质量无法保证容易破损，目前服役的桥梁伸缩缝均无法满足高质量发展要求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种桥梁伸缩缝装置，能够适应多向变形，保证各单元的独立性，施工方便快速、经久耐用、平顺低噪，满足桥梁养护的高质量发展要求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种桥梁伸缩缝装置，包括布置在桥梁相邻梁端之间和/或梁端与桥台背墙之间的多个伸缩缝单元；
每个伸缩缝单元包括顺向限位底座、横向限位底座和过渡板，顺向限位底座和横向限位底座分别固接在相邻梁端的桥面板上和/或梁端与桥台背墙的桥面板上，顺向限位底座上开设有竖向栓孔以及顺桥向的平槽，过渡板一端与顺向限位底座的竖向栓孔接触连接，横向限位底座上开设有顺桥向的凹槽，凹槽底部开设有顺桥向的半圆槽，过渡板另一端与横向限位底座的凹槽和半圆槽接触连接，顺向限位底座顶部设有顺向限位盖板，横向限位底座顶部设有横向限位盖板。
优选地，所述过渡板采用两端为圆弧形状的变截面板，过渡板与所述顺向限位底座连接一端的截面为椭圆形，过渡板在竖向栓孔对应的位置处固接有圆柱形栓钉，所述圆柱形栓钉的一侧与椭圆形截面的末端相切；
所述顺向限位底座的竖向栓孔为圆柱形，所述圆柱形栓钉与竖向栓孔接触连接。
优选地，所述过渡板与所述横向限位底座连接一端采用T型板，T型板的腹板嵌在半圆槽内，并与半圆槽接触连接，T型板的翼板与凹槽接触连接。
优选地，所述顺向限位底座的平槽部分贯通，平槽一侧与竖向栓孔连通并向横向限位底座的方向延伸贯通。
优选地，所述顺向限位底座和横向限位底座通过锚固螺栓与桥面板连接。
优选地，所述顺向限位底座和横向限位底座与桥面板之间设有橡胶垫板。
优选地，所述横向限位底座的凹槽与过渡板之间设有橡胶垫板。
优选地，所述顺向限位盖板采用长方形钢板，其完全覆盖顺向限位底座的顶部。
优选地，所述横向限位盖板采用长方形钢板，其完全覆盖横向限位底座的顶部。
优选地，所述顺向限位底座的平槽内和横向限位底座的凹槽内均开设有排水槽。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种桥梁伸缩缝装置，通过在两相邻梁端之间，和/或梁端与桥台背墙之间的桥面板上设置多个伸缩缝单元，单块顺向限位底座、横向限位底座、过渡板以及顺向限位盖板和横向限位盖板组成一个伸缩缝单元，每个伸缩缝单元之间相互独立，互不影响，因此，维修更换本单元不会扰动其他单元。本发明在桥面上固定顺向限位底座、横向限位底座，由通过顺向限位底座、横向限位底座之间的过渡板以及覆盖在顺向限位底座、横向限位底座底上的盖板组成的能自适应应力分布、易更换的桥梁伸缩缝，其中，过渡板具有多个自由度，满足伸缩缝自由变形。过渡板可以在顺向限位底座上实现顺桥向、横桥向的转动，又可以在横向限位底座上实现顺桥向、横桥向转动，还可以在平面内刚体转动，装有横向限位底座的梁能沿着凹槽和半圆槽顺着过渡板顺桥向移动，实现梁体自由伸缩。本发明克服了以往伸缩缝不能根据应力特征而自适应变形，此外，由于过渡板的两端分别与顺向限位底座和横向限位底座接触连接，两端底座的支撑力与过渡板共同构成一个稳定体系，确保过渡板在荷载作用下合理调整受力姿态，始终处于安全、可靠、理想的工作状态，延长伸缩缝的服役时间。本发明所述的桥梁伸缩缝装置能够适应多向变形，保证各单元的独立性，连接平顺且低噪，实现自适应应力分布，可适应各种桥型、各种伸缩缝变形能力的桥梁，且成本低廉、制作安装方便、耐久实用，能够满足桥梁养护事业的高质量发展要求。
附图说明
图1为本发明伸缩缝装置平面布置图；
图2为本发明伸缩缝装置立面布置图；
图3为本发明伸缩缝单元平面图；
图4为本发明图3中Ⅰ-Ⅰ剖面图；
图5为本发明图3中Ⅱ-Ⅱ剖面图；
图6为本发明过渡板立面图；
图7为本发明过渡板平面图；
图8为本发明图6中Ⅲ-Ⅲ剖面图；
图9为本发明顺向限位底座平面图；
图10为本发明图9中Ⅴ-Ⅴ剖面图；
图11为本发明横向限位底座平面图；
图12为本发明图11中Ⅳ-Ⅳ剖面图；
图13为本发明底座和过渡板构成的稳定三角形受力体系示意图；
图14为本发明过渡板实现顺桥向转动示意图；
图15为本发明过渡板实现平面内转动示意图；
图16为本发明过渡板在顺向限位底座实现横桥向转动示意图；
图17为本发明过渡板在横向限位底座实现横桥向转动示意图。
图中，伸缩缝单元1，过渡板2，顺向限位底座3，顺向限位盖板4，横向限位底座5，横向限位盖板6，竖向栓孔7，平槽8，凹槽9，半圆槽10，T型板的腹板11，T型板的翼板12，排水槽13，圆柱形栓钉14。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，本发明一种桥梁伸缩缝装置，包括布置在桥梁相邻梁端之间和/或梁端与桥台背墙之间的多个伸缩缝单元1；
如图2-5所示，每个伸缩缝单元1包括顺向限位底座3、横向限位底座5和过渡板2，顺向限位底座3和横向限位底座5分别固接在相邻梁端的桥面板上和/或梁端与桥台背墙的桥面板上，顺向限位底座3上开设有竖向栓孔7以及顺桥向的平槽8，过渡板2一端与顺向限位底座3的竖向栓孔7接触连接，横向限位底座5上开设有顺桥向的凹槽9，凹槽9底部开设有顺桥向的半圆槽10，过渡板2另一端与横向限位底座5的凹槽9和半圆槽10接触连接，顺向限位底座3顶部设有顺向限位盖板4，横向限位底座5顶部设有横向限位盖板6。
本发明提供一种桥梁伸缩缝装置，通过在两相邻梁端之间，和/或梁端与桥台背墙之间的桥面板上设置多个伸缩缝单元1，单块顺向限位底座3、横向限位底座5、过渡板2以及顺向限位盖板4和横向限位盖板6组成一个伸缩缝单元1，每个伸缩缝单元1之间相互独立，互不影响，因此，维修更换本单元不会扰动其他单元。本发明在桥面上固定顺向限位底座3、横向限位底座5，由通过顺向限位底座3、横向限位底座5之间的过渡板2以及覆盖在顺向限位底座3、横向限位底座5底上的盖板组成的能自适应应力分布、易更换的桥梁伸缩缝，其中，过渡板2具有多个自由度，满足伸缩缝自由变形。过渡板2可以在顺向限位底座3上实现顺桥向、横桥向的转动(如图14和16所示)，又可以在横向限位底座5上实现顺桥向、横桥向转动(如图14和17所示)，还可以在平面内刚体转动(如图15所示)，装有横向限位底座5的梁能沿着凹槽9和半圆槽10顺着过渡板2顺桥向移动，实现梁体自由伸缩。本发明克服了以往伸缩缝不能根据应力特征而自适应变形的特征，此外，由于过渡板2的两端分别与顺向限位底座3和横向限位底座5接触连接实现车辆荷载的传递，过渡板2的翼板12边缘与凹槽9的边缘接触点20，过渡板2的腹板11底部与半圆槽10底部接触点21，边缘接触点20、底部接触点21与过渡板2在桥梁横断面内构成稳定的三角形受力体系。两端底座的支撑力和三角形受力体系共同构成一个稳定的受力体系(如图13所示)，确保过渡板2在荷载作用下合理调整受力姿态，始终处于安全、可靠、理想的工作状态，延长伸缩缝的服役时间。
本发明所述的桥梁伸缩缝装置能够适应多向变形，保证各单元的独立性，连接平顺且低噪，实现自适应应力分布，可适应各种桥型、各种伸缩缝变形能力的桥梁，且成本低廉、制作安装方便、耐久实用，能够满足桥梁养护事业的高质量发展要求，解决了现有技术中存在的因伸缩缝不能协调变形而产生的不均匀受力，致使伸缩缝钢梁断裂、齿板松动、加强带破损、颠簸高噪，造成影响行车安全、降低行车舒适度、高噪污染等安全问题和社会问题。尤其是当前服役的伸缩缝在工作状态都是刚性受力，约束较多，致使在承受集中荷载时容易导致应力集中而使伸缩缝出现钢梁断裂、齿板松动、加强带破损、颠簸高噪等病害。
进一步地，所述顺向限位底座3的平槽8为部分贯通，平槽8从与竖向栓孔7连通边缘处开始至横向限位底座5的方向延伸贯通。
本发明中，如图7所示，所述过渡板2采用两端为圆弧形状的变截面板，过渡板2的截面沿顺桥向的轴线变化，如图4、6、9和10所示，过渡板2与所述顺向限位底座3连接一端的截面为椭圆形(鸭嘴型)，过渡板2在竖向栓孔7对应的位置处固接有圆柱形栓钉14，所述圆柱形栓钉14的一侧与(鸭嘴型)截面的末端相切，圆柱形栓钉14与变截面的过渡板2构成一个整体；所述顺向限位底座3的竖向栓孔7为圆柱形，所述圆柱形栓钉14与竖向栓孔7接触连接。
进一步地，如图5、8和12所示，所述过渡板2与所述横向限位底座5连接一端采用T型板，截面为T形，T型板的腹板11嵌在半圆槽10内，并与半圆槽10接触连接，T型板的翼板12与凹槽9接触连接。
本实施例中，过渡板2的圆柱形栓钉14与顺向限位底座3的竖向栓孔7连接，过渡板2的T型板与横向限位底座5的凹槽9和半圆槽10连接。在顺向限位底座3上覆盖顺向限位盖板4后用螺栓紧固，在横向限位底座5覆盖横向限位盖板6后用螺栓紧固。
本发明中，由于过渡板2的一端通过圆柱形栓钉14与顺向限位底座3的竖向栓孔7连接，限制了过渡板2的顺桥向、横桥向以及向下的位移，向上位移被顺向限位盖板4限制，固此处的过渡板2只能沿着横桥向、顺桥向转动和刚体水平转动，但是装有横向限位底座5端的梁体能沿着过渡板2实现顺桥向移动，由此实现桥梁伸缩。
本发明中，由于过渡板2的翼板12边缘与凹槽9的边缘接触点20，过渡板2的腹板11底部与半圆槽10的底部接触点21，边缘接触点20、底部接触点21与过渡板2在桥梁横断面内构成稳定的三角形受力体系。此处横向限位底座5的凹槽9和圆槽10限制了过渡板2的横桥向位移和向下的位移，以及被横向限位盖板6限制的向上位移，固此处的过渡板2只能沿着横桥向、顺桥向转动、刚体水平转动。
本发明中，过渡板2一头通过圆柱形栓钉14与顺向限位底座3栓孔7连接，过渡板2的T型板与横向限位底座5的凹槽9和半圆槽10连接，两处连接均为嵌入式接触，仅靠顺向限位底座3的竖向栓孔7来限制顺桥向、竖向位移，靠横向限位底座5的凹槽9、半圆槽10来限制横桥向、竖向位移，靠限位盖板限制的向上位移，没有其他锚固措施。
本发明中，覆盖在顺向限位底座3和过渡板2圆柱形栓钉上部的顺向限位盖板4限制过渡板2的向上位移。覆盖在横向限位底座5和过渡板2上部的横向限位盖板6限制过渡板2的向上位移。顺向限位盖板4和横向限位盖板6均与过渡板2是接触式连接没有其他锚固措施。
本实施例中，顺向限位底座3设置为一种两侧开口的板状体，一侧为竖向开口，另一侧为顺桥向开口，开口形式为┫型，由竖向栓孔7加平槽8组成，其中，竖向栓孔7为圆柱形，开口上部与板顶贯通，下部通至底面以上的适当位置，根据实际情况确定，未与板底贯通；顺向限位底座3的平槽8为部分贯通，平槽8从与竖向栓孔7连通边缘处开始至横向限位底座5的方向延伸贯通，顺桥向的平槽8为U型槽。
本实施例中，横向限位底座5为顶面设置一种未贯通的凹型槽9并在凹型槽9的底部再次开设半圆形槽10的板状结构，凹型槽9与半圆槽10顺桥向相互平行，凹型槽9与半圆槽10的开口均向上且底面与横向限位底座5底面保持一定距离。
本实施例中，过渡板2一头设置有圆柱形栓钉，栓钉嵌入┫型栓孔7；另一端设置为T型的扁平板，T型扁平板的腹板嵌入横向限位底座5的半圆槽10，翼板底与凹槽9接触。嵌入┫型栓孔7的圆柱形栓钉14与过渡板2为整体，嵌入横向限位底座5的T型头与过渡板2为整体，圆柱形栓钉14与T型头之间的整体连接采用鸭嘴型扁平板。
本实施例中，所述顺向限位底座3和横向限位底座5通过预制锚固螺栓与桥面板连接。
进一步地，所述顺向限位底座3和横向限位底座5与桥面板之间设有橡胶垫板，本发明通过在桥面板和顺向限位底座3、横向限位底座5之间设置缓冲层，即可根据实际施工情况用于调节顺向限位底座3和横向限位底座5的高度，便于施工，又可保证本装置的稳定性，降低噪声。
进一步地，所述横向限位底座5的凹槽9与过渡板2之间设有橡胶垫板，本发明横向限位底座5内设有敞口空间，设置橡胶垫板能够确保与过渡板2充分接触，同时又能降低噪声。
本实施例中，所述顺向限位盖板4采用长方形钢板，其完全覆盖顺向限位底座3的顶部。
本实施例中，所述横向限位盖板6采用长方形钢板，其完全覆盖横向限位底座5的顶部。
本实施例中，所述顺向限位底座3的平槽8内和横向限位底座5的凹槽9内均开设有排水槽13，用于排出流入本伸缩缝装置中的水，防止伸缩缝装置长期浸泡在海水或河水中，水中含有的杂质或腐蚀性成分对其腐蚀造成装置的锈蚀等问题，减短其使用寿命。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种桥梁伸缩缝装置，其特征在于，包括布置在桥梁相邻梁端之间和/或梁端与桥台背墙之间的多个伸缩缝单元(1)；
每个伸缩缝单元(1)包括顺向限位底座(3)、横向限位底座(5)和过渡板(2)，顺向限位底座(3)和横向限位底座(5)分别固接在相邻梁端的桥面板上和/或梁端与桥台背墙的桥面板上，顺向限位底座(3)上开设有竖向栓孔(7)以及顺桥向的平槽(8)，过渡板(2)一端与顺向限位底座(3)的竖向栓孔(7)接触连接，横向限位底座(5)上开设有顺桥向的凹槽(9)，凹槽(9)底部开设有顺桥向的半圆槽(10)，过渡板(2)另一端与横向限位底座(5)的凹槽(9)和半圆槽(10)接触连接，顺向限位底座(3)顶部设有顺向限位盖板(4)，横向限位底座(5)顶部设有横向限位盖板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述过渡板(2)采用两端为圆弧形状的变截面板，过渡板(2)与所述顺向限位底座(3)连接一端的截面为椭圆形，过渡板(2)在竖向栓孔(7)对应的位置处固接有圆柱形栓钉(14)，所述圆柱形栓钉(14)的一侧与椭圆形截面的末端相切；
所述顺向限位底座(3)的竖向栓孔(7)为圆柱形，所述圆柱形栓钉(14)与竖向栓孔(7)接触连接。
3.根据权利要求2所述的一种桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述过渡板(2)与所述横向限位底座(5)连接一端采用T型板，T型板的腹板(11)嵌在半圆槽(10)内，并与半圆槽(10)接触连接，T型板的翼板(12)与凹槽(9)接触连接。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述顺向限位底座(3)的平槽(8)部分贯通，平槽(8)一侧与竖向栓孔(7)连通并向横向限位底座(5)的方向延伸贯通。
5.根据权利要求1所述的一种桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述顺向限位底座(3)和横向限位底座(5)通过锚固螺栓与桥面板连接。
6.根据权利要求1所述的一种桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述顺向限位底座(3)和横向限位底座(5)与桥面板之间设有橡胶垫板。
7.根据权利要求1所述的一种桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述横向限位底座(5)的凹槽(9)与过渡板(2)之间设有橡胶垫板。
8.根据权利要求1所述的一种桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述顺向限位盖板(4)采用长方形钢板，其完全覆盖顺向限位底座(3)的顶部。
9.根据权利要求1所述的一种桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述横向限位盖板(6)采用长方形钢板，其完全覆盖横向限位底座(5)的顶部。
10.根据权利要求1所述的一种桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述顺向限位底座(3)的平槽(8)内和横向限位底座(5)的凹槽(9)内均开设有排水槽(13)。
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