CN2031811U - 大变形量模数式伸缩缝装置 - Google Patents

Abstract

一种大变形量模数式伸缩缝装置，包括横梁、横梁承箱、均匀间隔排列的数根分离式工字钢梁。其中两根边梁焊固在承箱顶板上，数根中间梁活动支承在横梁上；钢梁腹板上置有数根抗倾穿心杆并将各分离式钢梁连成一体，其间套嵌承压弹簧，桥梁的竖向位移由设置在承箱顶板下的滚轴适应。钢梁间隙上的止水伸缩带由焊固在钢梁顶面的凹板配合盖板加以固定。本装置结构合理，设计活动量200-1000mm，更适用于大跨径桥梁或连续长度大于300米的桥梁。

Description

本实用新型涉及桥梁伸缩缝装置，更具体地说是一种大变形量模数式伸缩缝装置。

为了适应桥梁在荷载、温度变化、收缩徐变和沉降位移下的变形，各类桥梁均要求设置伸缩缝。目前随着造桥技术的提高，桥梁的跨度愈来愈大，连续结构的长度愈来愈长，要求设计的伸缩缝变形量也日趋增加。模数式伸缩缝适用于设计活动量大于200mm，最大活动量为1000mm的桥梁结构，它所允许的拉伸量和压缩量之和，均匀分配给每个独立的单元，这样能把一个很大的变形量离散成若干个小的变形量，然后组合起来以满足结构的需求量。

与本实用新型的大变形量模数式伸缩缝装置相类似的，国外有互博·摩勒桥梁伸缩缝（The  WABO－MAURER  SYSTEM。美国专利号    Nos.3604322&    3626822）。该伸缩缝采用数根轧制的异形钢梁均匀间隔排列，每根钢梁各自焊接并支承在一钢支承托梁上（支承托梁则置于与桥梁整体浇注固定连接的支承箱上）异形钢梁之间填充有矩形可变的氯丁橡胶空心嵌条，以确保桥面连续止水防尘等要求。为承受桥梁膨胀收缩而对伸缩缝施加的压力该伸缩缝使用了分格式聚氨酯缓冲控制室，布置在所有支承托梁之间，当伸缩缝张开达到最大宽度时，控制室便产生了最大的压力，当伸缩缝闭合时，压力全部释放达最小值。该系统的组成特点是指定每个分离式钢梁都有它自己的支承托梁，并且它们之间是电焊刚性联结的，以防止在水平荷载作用时构件产生侧倾。

根据橡胶工业的生产技术与工艺水平，矩形可变的氯丁橡胶空心嵌条工艺要求较高，制造复杂。分格式聚氨酯缓冲控制室的聚氨酯价格高，另需盒式配套构造复杂。轧制的异形钢梁要有专业工厂加工制造，成本相当高。此外，分离式钢梁与支承托梁－－电焊刚性联结，对于变形量大的伸缩缝将会带来钢支承箱相当大，支承托梁成为密排的后果。

因此，本实用新型的目的是提供一种可采用普通工字钢制成分离式钢梁、采用穿心杆、弹簧、限位器、承压抗倾，结构合理，造价相对较低，装卸维护方便的大变形量模数式伸缩缝装置。

本实用新型的构思是通过以下方式实现的：一种大变形量模数式伸缩缝装置，包括横梁、与桥梁整体浇注固定连接的横梁承箱、均匀间隔排列并与桥梁接缝长度方向平行的数根分离式钢梁，以及设置在分离式钢梁间隙上方并形成桥面的橡胶嵌条止水伸缩带，其中：所述的分离式钢梁包括两根焊固支承在横梁承箱顶板上的边梁以及至少两根活动支承在横梁上的中间梁；所述钢梁均由工字钢制成，其腹板上沿长度方向间隔布有通孔，穿过通过设置有数根抗倾穿心杆，将分离式钢梁（边梁和中间梁）连为一体，穿心杆位于分离式钢梁的间隙部分上套嵌有承压弹簧；分离式钢梁的顶面固定有凹板，它与盖板相配合形成橡胶嵌条的紧固装置。所述横梁承箱上盖板的下表面有一滚轴装置，它具有一定的弹性，并产生一个向下的压紧力以适应横梁可能产生的竖向位移。

本实用新型的大变形量模数式伸缩缝装置的优点在于：设计活动量大，对变形的抗力小，更适用于大跨径桥梁或连续结构长度大于300米的桥梁。采用工字钢配合限位器弹簧装置、抗倾穿心杆及橡胶嵌条固定装置，结构合理，并能在工厂中整体组装，然后在桥梁上安装。它可以分成一个车道一个车道施工，可在不中心交通的情况下进行维修。安装施工方便，外观整洁美观、宏伟。

以下将结合附图对本实用新型的最佳实施例进行说明，从中可更清楚的理解本实用新型的结构及其优点。附图中，

图1是本实用新型实施例的俯视图［包括一个多完整组装单元（车道）］；

图2是图1沿A－A线的横剖图；

图3是本实用新型最佳实施例的横梁承箱卸去上盖板后的俯视图；

图4是本实用新型最佳实施例的横梁的横剖图；

图5图6是配装有弹簧座和加筋板的工字钢中间梁侧视图、俯视图；

图7是工字钢中间梁顶面焊固的凹板的横剖图；

图8是工字钢中间梁的盖板横剖图；

图9图10是装置在横梁承箱上盖板下表面以适应横梁竖向位移的滚轴正视图和横剖图；

图11是紧固在凹板和盖板之间，形成伸缩缝装置的桥面的橡胶鸟形嵌条横剖图（剖面线略去）；

图12是表示本实用新型最佳实施例的总体结构的斜视图。

参见图1所示的伸缩缝装置俯视图，该伸缩缝装置的设计活动量在200－1000mm范围内，结构总高度约380mm。一般为有利于生产和运输采用3米为一组装单元（如12米宽的路面接缝则采用四个单元），工厂组装后整体动输至工地安装，也可便于一个车道一个车道施工。图1中的伸缩缝装置每个组装单元包括六个横梁承箱2（其中两个为另一单元所共用）、三根活动支承在承箱2中的横梁1、四根分离式钢梁（包括两根边梁3、二根中间梁4），分离式中间钢梁的根数随着设计活动量的增大可有所增加，一般根数均在二根以上，如图所示，两根边梁焊固支承在横梁承箱2上，而活动横梁1，在其两侧设置的垂直限位栓5与承箱2底板上的限位栓6配合而限制它的位置。穿心杆、承压弹簧7、8及限位螺栓9的说明请见图2。（图1中未画出橡胶鸟形嵌条及其包括凹板和盖板的紧固装置、仅以图号10表示钢梁上预埋螺母的位置）。

图2表示了图1的伸缩缝装置沿A－A线的横剖图，它进一步描绘了装置的细部结构。图中，左右两侧的边梁3支承焊固在与桥体结构整体浇注连接的横梁承箱2上，两根平行间隔的中间梁4活动支承在横梁1上；分离式钢梁（边梁3及中间梁4）的腹板上沿长度方向按预定间隔穿有抗倾的穿心杆7，边梁3腹板通孔的内侧、中间梁4腹板通孔的两侧部位均旋有弹簧座32，承压弹簧8（见图12）则套嵌在穿心杆7及弹簧座32上而夹在分离式钢梁的间隙内，以承受桥梁结构膨胀伸长时对伸缩缝施加的压力，同时确保各间隙的变形基本一致；当桥面结构收缩时通过边梁3对伸缩缝装置施加拉力时，为防止弹簧超过弹性极限过大变形导致承压不均匀，在穿心杆7两侧、钢梁腹板上两两间隔设置了限位螺栓9（见图1），其用螺母来调节自由长度，其调节范围应大于两钢梁间的设计伸缩长度，两端（边梁3外侧）设有护套35（见图12）。

穿心杆7两端均由螺母29调节固定，其使用状态下的自由长度应略大于伸缩缝的最大设计伸长量。穿心杆7的设计主要是抗倾，同时由它来作为施工安装时调节位移量。（如夏季施工时桥梁接缝宽度较小，伸缩缝难以装入，此时可先用穿心杆将伸缩缝装置旋紧至较小宽度从而可吊装入桥梁接缝中。然后再将其放松至预定的自由长度）本实施例穿心杆7采用65＃圆钢，热处理后 ＞60Kg／mm，长度与设计伸缩量相配，每3米组装单元上均匀间隔设有四根。穿心杆7的两端有护套30，与接在边梁3通孔外侧的护套座相配而将穿心杆封闭其中，确保在灌浇混凝土后不影响其功能，另外也可便于今后维修。

本实施例的承压弹簧是特殊设计的，采用60Si  Mn钢材，总圈数n＝7±0.25，有效圈数n＝5，展开总长度1＝17.4毫米。套在穿心杆的弹簧座上，最大抗力约600Kg。

边梁3和中间梁4的上表面焊固有凹板21，它与盖板20相配合，通过螺栓19穿过凹板21、盖板20的通孔而与钢梁上相对应的预留圆螺母18螺旋联接，而这些通孔沿长度方向上按预定间隔分布从而将鸟形橡胶嵌条固夹在分离式钢梁之间，与盖板20共同组成桥面。

为了提高分离式钢梁（边梁3、中间梁4）的刚度，其腹板上嵌有加筋板23（中间梁的加筋板本图中未示出）。

中间梁4、横梁1是分别活动地支承在横梁1、横梁承箱2上的，为提高其滑移度，减少活动的摩察力，采用垫块28、26垫放在支承接触面上、垫块为双层式，一层为橡胶析板、一层为四氟板，四氟板置于滑动面上。（本实例的中间梁垫块28粘贴在梁的底面随之在横梁1上移动）

横梁垫块26放置在四块角钢27组成的矩形垫块座内，横梁1在其上移动，并由其两侧的限位栓5与承箱底板上的限位栓6来限制横梁的横向位移。由限位栓5、6共同决定的横梁的自由长度应略大于伸缩缝装置的最大设计活动量。

由于不均均沉降而导致横梁1的竖向位移由装置在承箱盖板上的滚轴装置25控制。出于安装检修需要横梁承箱2的顶板是可拆卸的，由四个螺栓24固定联接。

为了清楚地示出装置的部件结构，图3－图10绘出了承箱2、横梁1等零部件的详细结构。

图3是横梁承箱2卸去顶板后的俯视图。横梁承箱2的设置主要是为活动横梁伸缩留有空间，底板上有限位栓6、并有四块角钢27组成的矩形垫块支座，侧板上的螺母24是供顶板上的螺栓配合联接。

图4是活动横梁1横剖图，它由4块厚度为14mm的钢板焊结成箱梁，它必须满足在最大活动量时由车辆轮重作用所产生的应力、值得注意的是这里采用的仅仅是一根（而不是象美国专利的瓦博·摩勒桥梁伸缩缝，每根钢梁需配用一根支承托梁）；另外它的跨长也必须满足伸缩活动量的要求，两端侧面焊有的限位钢栓5，以确保设计伸缩量，横梁1的顶面和底面刨光，以便在垫块26上方便地滑移。本实施例中横梁间距为1.5m。

图5、6是中间梁的正视图、俯视图，如图所示由工字钢构成的中间梁4，其腹板上沿长度方向按预定间隔预留有穿心杆7的预留孔，孔上配有弹簧座32；另外在穿心杆预留孔两侧还开有限位螺栓预留孔40；工字钢梁顶面沿长度方面按预定间隔（间距400mm）预埋M16圆螺母18，在3米范围内有八只。为了增加腹板的稳定性，两侧用加筋板23加筋以增加其刚度。工字梁在设计车辆荷载下按两跨连续梁验算通过，并改虑工字梁的整体横向分布作用。还须注意的是，边工字梁3为与承箱相联结，局部腹板挖去（两端部分及中部）后跨在承箱20顶板上用电焊焊接牢（边梁附图省去）；另外，中间梁4两端的加筋板23，开有通孔，以便用螺栓将两组装单元的中间梁相连（见图12）

图7、图8表示中间梁上焊固的凹板21、与凹板相配合将鸟形嵌条紧固的盖板20的横剖图。与分离式钢梁的预埋螺母18对应，凹板21盖板20沿长度方向按预定间隔（400mm）设有通孔50，60，在3米长的范围内有八只。凹板21的结构为中部有凸口52，其作用为承受车辆制动时产生的水平量力。两侧有遮板51，防止橡胶外移。盖板20压口呈菱形中部有内凹口、两侧平整，与凹板相对应、组成左右两夹口而将鸟形嵌条夹固。边梁3的凹板、盖板仅需在内侧形成一夹口（参见图2）。凹板21电焊于工字梁顶面，盖板20用高强螺栓与工字钢上预埋螺母相配合，将之固定连接。值得注意的是盖板上设有三角尖口61，起作紧和止水的作用。盖板顶面边角用R＝3的圆角，以使受力均匀。安装完毕时螺栓孔洞内将由橡胶腻子充填，确保密封和便于维修更换鸟形嵌条。

图9、10是设置在承箱2顶板下侧的控制横梁1的竖向位移的滚轴，其构造采用钢芯轴70外套以橡胶层71，既保证一定的强度，又可以有少量的适应变形能力。

图11是橡胶鸟型嵌条22横剖图，用氯丁橡胶制成它用于止水和伸缩、充当桥面，确保结构的连续，鸟型中心的凸起81有清除垃圾杂物的功能，橡胶硬度为邵氏55°，两侧端的齿边块82套夹在凹板21、盖板20组成的夹口中。

下面请参见图12表示的伸缩缝装置斜视图，它包容了前面十一个附图的大部分1，基本上完整地表述了装置的总体细部结构，图中零部件的标号与前图中出现的零部件符号相统一。

本实用新型的伸缩缝装置安装十分方便：

1）在工厂中按3米长一组装单元，将边梁3、中间梁4及抗倾穿心杆7、承压弹簧8、限位螺栓9组装成钢梁整体，然后运至现场。

2）施工安装过程中，首先将不带顶板的横梁承箱2电焊固定在原桥梁接缝两侧混凝土结构中的预埋铁板上，垫上垫块26，放入活动横梁1，装上承箱顶板。

3）用穿心杆7将钢梁整体根据施工现场的温度所需得的接缝宽度进行调整，然后吊装就位；再将边梁焊固在横梁承箱2的顶板之上；自然地中间梁则活动支承在横梁上。

4）调整弹簧8和限位螺栓9，按设计要求检查调节穿心杆位置，使之自由长度大于最大设计活动量；旋入穿心杆护套、限位螺栓护套。

5）沿边梁外侧浇注混凝土形成桥面辅装层，与结构联成整体，一俟混凝土达设计强度后就可安装鸟形嵌条22和盖板20。最后在螺栓孔10内灌入橡胶腻子。

6）如不是整体安装，而是一个车道一个车道安装时则重复上述工序再安装另一组装单元，直至伸缩缝全部安装完毕。（若接缝长度不为3米的倍数，则可在工厂中按所需长度；另外预制钢梁组装单元）。

Claims (10)

1、一种大变形量模数式伸缩缝装置，包括横梁1、与桥梁整体浇注固定连接的横梁承箱2、均匀间隔排列并与桥梁接缝长度方向平行的数根分离式钢梁3、4，以及设置在钢梁间隙上方构成桥面的橡胶嵌条止水伸缩带22其特征在于：所述分离式钢梁均由工字钢制成，包括两根焊固支承在横梁承箱2顶板上的边梁3以及至少两根活动支承在横梁1上的中间梁；工字钢梁3、4腹板上沿长度方向按预定间隔分布有通孔，穿过通孔设置有将分离式钢梁连成一体的抗倾穿心杆7，其伸出边梁外侧的两端螺旋连接有螺母29；所述穿心杆7在钢梁的间隙部分套嵌有承压弹簧8；工字钢梁3、4的顶面设有包括凹板21、盖板20的橡胶嵌条紧固装置；另外，横梁承箱2顶板下设有适应横梁1竖向位移的滚轴25。

2、如权利要求1所述的伸缩缝装置，其特征是横梁承箱2底板上设有限位栓6及由角钢27组成的垫块支座。

3、如权利要求1或2所述的伸缩缝装置，其特征是所述横梁1为四块钢板焊成的矩形件，其侧板两端焊固有与横梁承箱2底板上的限位栓6相配合以限制横梁1的横向位移的限位栓5；两限位栓5之间的横梁自由长度略大于装置的最大设计活动量。

4、如权利要求1所述的伸缩缝装置，其特征是所述滚轴采用钢芯轴70外套以橡胶层71构造。

5、如权利要求1所述的伸缩缝装置，其特征是所述边梁3、中间梁4腹板上供穿心杆7穿过的预留孔上配有弹簧座32。

6、如权利要求1、4或5所述的伸缩缝装置，其特征是所述边梁3、中间梁4腹板上平行穿心杆7的两侧设有防止钢梁受拉过剧而导致弹簧8从弹簧座32中滑脱的限位螺栓9。

7、如权利要求5、7所述的伸缩缝装置，其特征是穿心杆7，限位螺栓9在伸出边梁3外侧的端部设有护套30、35。

8、如权利要求1或4所述的伸缩缝装置，其特征是所述边梁3、中间梁4的腹根两侧固定有提高钢梁刚度的加筋板23。

9、如权利要求1所述的伸缩缝装置，其特征是边梁3、中间梁4顶板上沿长度方向按预定间隔预留有圆螺母18；固定在钢梁顶面上的凹板21、配合凹板紧固橡胶嵌条22的盖板20均沿长度方向对应预埋螺母18设有通孔，通过高强螺栓19将橡胶嵌条22紧固在钢梁之间。

10、如权利要求1或9所述的伸缩缝装置，其特征是橡胶嵌条22横截面呈飞鸟型，两翼展开，中部有一凸起81。

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