CN203346787U - 扁弹簧钢板伸缩缝 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种扁弹簧钢板伸缩缝，属于土木工程、地震工程技术领域，其是在两个相邻梁体的端部之间保持有缝隙，每个梁体端部的下部位置固定下部固定钢板、每个梁体端部的上部位置固定上部固定钢板、每个下部固定钢板上固定扁弹簧，扁弹簧的上端固定在一承重钢板上，承重钢板的两侧边与每个上部固定钢板之间装配隔水袋。其具有合理的水平剪切刚度，地震发生时，依靠扁弹簧自身特性，对消耗桥梁结构产生的地震能量有一定的积极作用，并与结构其他抗震措施形成一个更加完善的抗震体系；日常使用中，能满足桥面变形需求；车辆通过时，通过扁弹簧提供一定的竖向减振效果，改善“跳车”现象带来的不适感，减小对车辆本身及其对桥梁的损害。
Description
技术领域
本实用新型属于土木工程、地震工程技术领域，具体涉及一种对抗震有一定积极作用的伸缩装置，特别涉及一种应用于桥梁上的扁弹簧钢板伸缩缝。
背景技术
近些年来，板式橡胶伸缩装置因其具有伸缩量大、行车平稳、防水性能好等特点，为国内外桥梁伸缩缝所广泛采用。它是一种具有刚柔结合的伸缩装置，将橡胶材料与钢件组合，依靠上下凹槽之间的橡胶体剪切变形吸收梁的伸缩变位来满足梁体结构的相对位移，依靠橡胶体内预埋的钢板跨越梁端间隙、承受车辆荷载。
但是橡胶材料本身具有弹性模量低、易老化等缺点。在日常使用中，橡胶被挤压而发生严重变形甚至脱落、橡胶板剥离等损坏极易发生，并且由此引发的漏水、跳车等现象对车、桥安全都带来了一定的隐患。此外，板式橡胶伸缩装置还有使用期限短、日常养护和维修不方便等缺点。另一方面，由于橡胶材料剪切模量低，在随着桥面发生相对位移而发生剪切变形时，产生剪力回复力有限，对桥面的相对位移无法起到有效的约束，更无法在抗震等方面发挥作用。一直以来伸缩缝均只采用构造设计而不作抗震设计的考量。当结构的地震响应过大，支座等限位装置的能力不足以满足此时结构的需求时，桥梁伸缩缝往往由于自身设计局限性而成为结构的薄弱环节。伸缩缝的损坏不仅无法继续满足桥梁正常通车的需求，甚至在地震中为落梁、断墩、支座破损等震害埋下隐患。此外，传统板式橡胶伸缩缝的竖向刚度与桥面的竖向刚度差距较大，会引发“跳车”等现象，不但会降低行车舒适性，同时也会对车辆本身及桥梁结构产生损害。
基于这些认识，有必要从改善伸缩缝抗震性能等角度出发，找到一种能够取代橡胶材料并且能满足伸缩变形要求的装置，改造传统板式橡胶伸缩装置的内部组成与结构，使新型伸缩装置具有合理剪切刚度及竖向刚度，使其能在一定程度上减小地震作用下的结构响应、提高桥梁结构整体抗震性能并且可以改善“跳车”现象的新型伸缩缝。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种既能够满足梁体结构在日常使用中由温差、混凝土收缩徐变和汽车荷载等造成的相对位移，又能够在地震作用下通过弹簧变形吸收一部分地震能量，适当减少地震对结构的不利影响，以便与其他抗震措施形成一个更加完善的抗震体系的扁弹簧钢板伸缩缝，并进一步的削弱日常交通中的车桥耦合振动。
为达到上述目的，本实用新型的扁弹簧钢板伸缩缝，包括两个相邻的梁体，所述两个梁体的端部之间保持有缝隙，其特征是：
每个所述梁体端部的下部位置沿梁体的宽度方向固定下部固定钢板，
每个所述梁体端部的上部位置沿梁体的宽度方向固定上部固定钢板，
每个所述的下部固定钢板上沿梁体的宽度方向固定扁弹簧，
所述扁弹簧的上端固定在一沿梁体的宽度方向布置的承重钢板上，
所述的承重钢板的两侧边与每个所述的上部固定钢板之间装配隔水袋。
作为优选技术手段，所述的每个所述梁体端部的下部位置沿梁体的宽度方向预埋下部预埋钢板，所述的下部固定钢板固定在所述的下部预埋钢板上。
作为优选技术手段，所述的每个所述梁体端部的上部位置沿梁体的宽度方向预埋上部预埋钢板，所述的上部固定钢板固定在所述的上部预埋钢板上。
作为优选技术手段，每个所述梁体端部设一低于梁体上表面的承载台阶，所述的下部固定钢板固定在所述的承载台阶上。
作为优选技术手段，所述的承重钢板的两侧边与每个所述的上部固定钢板的对应的侧边上设嵌槽，所述隔水袋的两边通过嵌接边嵌入所述的嵌槽内实现装配。
作为优选技术手段，所述的承重钢板和上部固定钢板的对应的侧边上设有交错的咬合在一起的锯齿或矩形对齿。
本实用新型的有益效果是：
1)充分保留了板式橡胶伸缩装置的原有优势，既能够满足梁体结构相对位移的要求，又能承受较大车辆荷载，使行车平稳；
2) 通过扁弹簧对限制桥面过大的相对位移产生积极影响，对防止地震作用下“落梁”这一常见地震破坏形式起到一定的作用；
3) 扁弹簧在水平荷载作用下变形无明显的方向性，且可以适应较大的水平位移，因而不易损坏；
4)在两上部固定钢板与承重钢板相邻侧边分别连接一隔水带，使得装置具有良好的防水性能；
5) 在日常交通中，车辆通过伸缩缝位置时，扁弹簧具有一定的竖向减振效果，改善“跳车”现象，在提高行车舒适性的同时减小车辆本身及其对桥梁结构的损害，延长车辆及桥梁结构的使用寿命；
6) 通过调整扁弹簧的型号、数量、布置位置，可以调节满足相对位移要求和提高装置剪切刚度之间的平衡；
7) 伸缩缝安装施工简单方便，采用现有施工技术即可完全实现本项实用新型的全部技术优点，不需要额外增加施工难度。
总之，本实用新型在保留原有板式橡胶伸缩缝全部优点的情况下，着眼于提高装置的剪切刚度，从而改善了伸缩缝在地震及其他水平荷载作用下的稳定性与安全性，使伸缩缝成为对抗震有一定积极贡献的桥梁装置。
附图说明
图1是本实用新型一种结构的截面示意图；
图2是图1所示结构的轴测图；
图中标号说明：01-梁体，02-缝隙，03-下部固定钢板，04-上部固定钢板，05-扁弹簧，06-承重钢板，07-隔水袋，08-下部预埋钢板，09-上部预埋钢板，11-承载台阶，W-梁体的宽度方向。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。
本实用新型的扁弹簧钢板伸缩缝，如图1、2所示，其包括两个相邻的梁体01，两个梁体01的端部之间保持有缝隙02，每个梁体01端部的下部位置沿梁体的宽度方向W固定下部固定钢板03，每个梁体01端部的上部位置沿梁体的宽度方向W固定上部固定钢板04，每个下部固定钢板03上沿梁体的宽度方向W固定（如焊接）扁弹簧05，扁弹簧05的上端固定（如焊接）在一沿梁体的宽度W方向布置的承重钢板06上，承重钢板06的两侧边与每个上部固定钢板04之间装配隔水袋07。
作为等同的技术手段，可采用其他具有抗剪刚度的装置代替扁弹簧。
扁弹簧的使用数量、布置形式可根据设计需要进行调整；扁弹簧的弹簧丝截面形状、截面尺寸、弹簧外径、节距、支撑圈数、总圈数以及制造材料等均可根据设计需要进行调整。
本实用新型充分保留普通板式橡胶伸缩缝伸缩量大、行车平稳等优点的同时，使用钢板-扁弹簧体系代替橡胶体，在上下钢板之间设置扁弹簧（扁弹簧又称扁压缩弹簧，是一种具有较大剪切刚度的弹簧，可以承受较大的剪切位移并提供剪切回复力，还具有变形能力强且不易屈服等特点），通过扁弹簧自身剪切变形满足伸缩变形要求，这样便达到了提高装置剪切刚度的目的，同时又可以在一定程度上满足梁体相对位移的需求；另一方面，由钢板-扁弹簧体系取代橡胶体可以通过调整扁弹簧的竖向刚度，使伸缩缝的竖向刚度与伸缩缝处桥面铺装的竖向刚度相接近，从而增加行车的平稳性，改善“跳车”现象。此外，钢板-扁弹簧体系具有易养护、易更换等特点，使得此伸缩缝具有良好的实用性。
在地震作用下，随着相邻梁体之间的相对位移，扁弹簧也发生剪切变形，提供恢复力并在一定程度上限制相邻梁体之间或梁与支座间过大的相对位移，能对防止地震作用下“落梁”这一常见地震破坏形式起到一定的作用；此外，扁弹簧的剪切刚度可以适当缓冲相邻梁体的冲击力，使得伸缩缝本身在地震作用下具有一定的强度而不易损坏，从而在一定程度上满足地震灾害过后及时展开救援工作对桥梁结构通行能力的要求。
在日常使用中，由于扁弹簧不易屈服，变形能力强等特点，扁弹簧钢板伸缩缝完全可以满足桥梁结构由温差、混凝土收缩徐变和车辆荷载带来的变形需求。
在日常交通中，处于竖向预压变形的扁弹簧可对上部加强钢板提供一定的弹性支撑作用，便于在车辆通过时发挥一定的竖向减振功能，使行车更加平稳，改善“跳车”现象，在提高行车舒适性的同时减小车辆本身及其对桥梁结构的损害，延长车辆及桥梁结构的使用寿命。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加的技术特征，虽然图1、2包含了以下所有附加技术特征，是本实用新型的较佳实施例，但是本实用新型并不限于该情形，在实施本实用新型时根据具体作用将它们选用在上段所述的技术方案上。
首先，为了安装方便，每个梁体01端部的下部位置沿梁体的宽度方向W预埋下部预埋钢板08，下部固定钢板03固定(如焊接)在下部预埋钢板80上。
其次，为了安装方便，每个梁体01端部的上部位置沿梁体的宽度方向W预埋上部预埋钢板09，上部固定钢板04固定(如焊接)在上部预埋钢板09上。
第三，为了结构紧凑，便于安装，每个梁体01端部设一低于梁体上表面的承载台阶11，下部固定钢板03固定在承载台阶11上。
第四，为了便于安装，承重钢板的两侧边与每个上部固定钢板的对应的侧边上设嵌槽，隔水袋的两边通过嵌接边嵌入嵌槽内实现装配。
第五，承重钢板和上部固定钢板的对应的侧边上设有交错的咬合在一起的锯齿或矩形对齿。
上预埋钢板、下预埋钢板预埋的深度，上固定钢板、下固定钢板的形状与尺寸可根据设计需要进行调整；各钢板的使用数量、布置形式、与桥面梁端的固定方式可根据设计需要进行调整；钢板与扁弹簧的固定方式不限于焊接，任何其他连接方式都在本实用新型的保护范围之内；固定钢板与预埋钢板之间的固定方式不限于焊接，任何其他连接方式都在本实用新型的保护范围之内。
上述描述均不是对本实用新型方案的限制，因此，本实用新型的保护范围不仅仅局限于上述实施例，任何依据本实用新型构思所做出的仅仅为形式上的而非实质性的各种修改和改进，都应视为落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.扁弹簧钢板伸缩缝，包括两个相邻的梁体(01)，所述两个梁体(01)的端部之间保持有缝隙(02)，其特征是：每个所述梁体(01)端部的下部位置沿梁体的宽度方向(W)固定下部固定钢板(03)，每个所述梁体(01)端部的上部位置沿梁体的宽度方向(W)固定上部固定钢板(04)，每个所述的下部固定钢板(03)上沿梁体的宽度方向(W)固定扁弹簧(05)，所述扁弹簧(05)的上端固定在一沿梁体的宽度方向(W)布置的承重钢板(06)上，所述的承重钢板(06)的两侧边与每个所述的上部固定钢板(04)之间装配隔水袋(07)。
2.根据权利要求1所述的扁弹簧钢板伸缩缝，其特征是：所述的每个所述梁体(01)端部的下部位置沿梁体的宽度方向(W)预埋下部预埋钢板(08)，所述的下部固定钢板(03)固定在所述的下部预埋钢板(08)上。
3. 根据权利要求1所述的扁弹簧钢板伸缩缝，其特征是：所述的每个所述梁体(01)端部的上部位置沿梁体的宽度方向(W)预埋上部预埋钢板(09)，所述的上部固定钢板(04)固定在所述的上部预埋钢板(09)上。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的扁弹簧钢板伸缩缝，其特征是：每个所述梁体(01)端部设一低于梁体上表面的承载台阶(11)，所述的下部固定钢板(03)固定在所述的承载台阶(11)上。
5. 根据权利要求1所述的扁弹簧钢板伸缩缝，其特征是：所述的承重钢板(06)的两侧边与每个所述的上部固定钢板(04)的对应的侧边上设嵌槽，所述隔水袋(07)的两边通过嵌接边嵌入所述的嵌槽内实现装配。
6. 根据权利要求1所述的扁弹簧钢板伸缩缝，其特征是：所述的承重钢板和上部固定钢板的对应的侧边上设有交错的咬合在一起的锯齿或矩形对齿。
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