CN85205326U

CN85205326U - 桥梁和公路接缝的橡胶伸缩装置

Info

Publication number: CN85205326U
Application number: CN 85205326
Authority: CN
Inventors: 李玉风
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-11-20
Filing date: 1985-11-20
Publication date: 1986-11-26

Abstract

桥梁或混凝土路面中的接缝的橡胶伸缩装置，它由伸缩件和紧固件两部分构成。本实用新型的特征是，伸缩件由橡胶或类似橡胶的材料制成，呈“W”形；紧固件由金属或具有足够强度的材料制成，呈“L”形；“W”形伸缩件的两侧的下部分别与“L”形紧固件两侧的“L”形边套住，“L”形紧固件与桥面铺装用混凝土浇注为一体。

Description

本发明涉及到一种用于桥梁或混凝土路面的伸缩装置，具体地说是涉及到一种连接中小跨度桥梁或混凝土路面中的接缝的伸缩装置。

众所周知，在用混凝土制成的桥梁的桥面上或公路的路面上，为了防止热胀冷缩，往往在桥面或公路的每段混凝土构件之间留有接缝。在现有技术中，连接接缝的伸缩装置一般为橡胶伸缩装置，其结构按其与接缝的连接方式一般可以分为两类：一类是伸缩装置中的橡胶伸缩件是通过紧固部件（一般由金属制成）与接缝连接，另一类是通过粘结剂（一般为环氧树脂）与接缝连接。随着道路环境的急剧变化，带来了桥梁和高速公路的耐久性舒适性问题和城市高架道路的噪声问题。为此，世界各国均在对橡胶伸缩装置采取改进措施。

参见图1，这是目前国内外的几种较有代表性的橡胶伸缩装置，以日本和美国为例，主要有以下几种类性（以下均以桥梁为例）：

1.平接树脂型伸缩装置，如图1－a所示，其橡胶伸缩件为橡胶胶皮制成的单层“M”形伸缩件［1］，该伸缩件两侧用环氧树脂与桥面铺装［2］的接缝的两侧粘结，该伸缩件的顶部为密封橡胶，可起到防水作用，该伸缩件的内部为填充料。这种伸缩装置用料省，施工安全方便，被广泛使用。但由于橡胶皮经常与车辆等发生摩擦接触，且经常处于受拉状态，故易老化和损坏，且因采用粘结剂，故易脱落。

2.平接固定纵型伸缩装置，如图1－b所示，其橡胶伸缩件为上、下两层“M”形橡胶皮［1a］［1b］，该伸缩件两侧通过紧固部件［3］与桥面铺装的对接缝的两侧连接。该紧固部件用钢板［3a］和钢筋［3b］制成，钢筋［3b］与钢板［3a］相互垂直地固定连接在一起，钢筋［3b］与桥面内的埋设筋［4］相连。将上、下两层橡胶皮［1a］，［1b］卡入紧固件的钢板［3a］内，并在两层之内加入填充料这种伸缩装置弹性好，但使用年限差，且施工复杂。

3.平接固定横型伸缩装置，如图1－c所示，其橡胶伸缩件为橡胶皮制成的单层伸缩件［5］，该伸缩件两侧通过紧固部件［6］与桥面板的接缝的两侧连接。该紧固部件为铆固螺栓，将其预埋设在桥面铺装［2］内，并与桥面板内的埋设筋［7］相连。用锚固螺栓将橡胶压紧。与以上两种装置相比，这种装置与桥面板的接缝的连接虽然较为牢固，但施工复杂，且橡胶皮容易老化和被损坏。

4.预压橡胶封闭器伸缩装置，如图1－d至1－g所示，它主要采用预压橡胶封闭器作为橡胶伸缩件，其特点是橡胶封闭器本身为弹性体。这类装置在小位移接缝中显示了良好的性能。在图1－d和图1－g中，橡胶封闭器［8］为“八”字形，用粘结剂将其与桥面铺装［2］的预埋角铁［9］两侧粘结，但这样来自于垂直向的压力主要依靠橡胶和粘结剂之间的剪切来支持，故很易脱落。在图1－e和图1－f中，橡胶封闭器［10］、［11］分别为“八”字形和“W”字形，并在橡胶中加了钢板［12］，这样虽然加强了伸缩件的强度，但却大大降低了弹性。该橡胶封闭器的安装方法是：在图1－e中，将橡胶封闭器［10］置放在桥面板的接缝处并用粘结剂粘住，然后再在桥面铺装［2］上用角铁［9］将该橡胶封闭器夹紧。在图1－f中，先在桥面铺装［2］接缝处制成和“W”字形的橡胶封闭器［11］的外形相匹配的槽［3］，再将橡胶封闭器放在该槽上并用粘结剂将其粘住，这样可以避免橡胶封闭器脱落，但由于桥面板水平向的运动仍会影响其与桥面板连接的牢度。

5.图1－h是用氯丁橡胶或者氯丁橡胶与钢板的结合体作为橡胶密封器［14］，将其插入桥面铺装［2］的接缝中。这类伸缩装置使用方便，被用于桥梁、多层停车场或大裂缝运动产生处。但该密封器仅能适应于1－2cm的小变形量接缝。

6.图1－i为国内常采用的“空心板式”伸缩装置［15］，它采用角铁［9］和钢筋［3］作为紧固件，安装在桥面铺装［2］中。这类装置的主要缺点是压紧性能和回弹性能不够，夏天易从接缝中跳出，冬天易从接缝落下，且制作困难。

总之，上述各类伸缩装置中虽然有些是具有良好的弹性作用；但均不具备拱形作用，故没有良好的抗压能力。而且，均没能从根本上解决与桥梁面板接缝的连接牢度问题。

本发明的目的是提供一种既具有良好弹性作用，又具有良好拱形作用的，并采用简便有效的紧固部件与桥面板（或路面板）连接的橡胶伸缩装置。

本发明的目的是通过下述方式实现的：本橡胶伸缩装置由伸缩件和紧固件两部分构成，伸缩件由橡胶或类似橡胶的材料制成，呈“W”形；紧固件由金属或具有足够强度的材料制成，呈“L”形，伸缩件和紧固件之间不再采用粘结剂或其他连接部件，“W”形伸缩件的两侧的下部分别与“L”形紧固件两侧的L形边套住，在施工时，用混凝土将紧固件与桥面铺装两侧注成一体。

本发明的优点是：第一，橡胶伸缩件通过紧固件与桥面板连接，这样可以不用粘结剂，同时利用“W形橡胶伸缩件与“L”形紧固件的预压密封起到防止桥梁接缝漏水的作用。第二，在桥面板因温度变化使接缝的宽度变化时，可利用橡胶伸缩件本身的良好弹性作用，使伸缩件既不会因宽度变大而从缝中下落，也不会因宽度变大而从缝中下落，也不会因宽度变小从缝中跳出。在桥面板因车辆驰过而受到垂直方向的外负菏作用时，可利用橡胶伸缩件本身的良好拱形作用，使伸缩件具有足够的刚度来承受大的负菏。第三，施工安装方便，既不需要粘结剂，既不需要用螺栓夹具。与国内外同类产品比较，用料省，工厂加工制作方便，经济效益高，成本低。

下面将结合附图给出本发明的最佳实施例，通过对该实施例的具体描述，将使本发明的结构和优点更加明显。其中：

图1现有技术的几种橡胶伸缩装置的结构示意图；

图2本发明的实施例的橡胶伸缩装置的结构示意图；

图3本发明的两个实施例施工安装数据曲线；

图4本发明的两个实施例在水平作用力下的水平的应力与应变曲线；

图5本发明的两个实施例在水平作用力下的锤直向的应力与应变曲线；

图6本发明的两个实施例在垂直向作用力的垂直向的变形曲线。

参见图2，这是本发明的实施例的示意图，其第一实施例适合于桥梁面板长度为20－50m，伸缩量为25mm时的“W”形橡胶伸缩装置，称为W－I形。在该装置中，“W”形橡胶伸缩件采用氯丁橡胶制成，其宽度b为84mm，高度h为46mm，拱形宽度c为34mm。“W”形的中间部位［18］与两侧［19a］，［19b］的间距为1／2c，两侧下部［20a］，［20b］的厚度为21mm，上部［19a］，［19b］的厚度为10mm，拱形部分［21］的厚度d为13mm。该装置中的“L”形紧固件的L形边［22a］，［22b］用40×20×4（mm）的角铁制成，竖边［23a］，［23b］用46×4（mm）的扁铁制成，上部边［24a］，［24b］用40×4（mm）的扁铁制成，L形边［22a］，［22b］的宽度与“W”形伸缩件的两侧下部的厚度基本相同，上部边［24a］，［24b］的伸出量和伸缩件两侧的上部［19a］，［19b］的宽度基本一致。

本发明的第二个实施例适合于桥梁面板长度为50－80m，伸缩量为45mm时的“W”形橡胶伸缩装置，称为W－Ⅱ型。在该装置中“W”形橡胶伸缩件也采用氯丁橡胶制成，其宽度b为130mm，高度h为64mm，拱形宽度c为62mm。“W”形的中间部位［18］与两侧［19a］，［19b］的间距为1／2c，两侧下部［20a］，［20b］的厚度为34mm，上部［19a］，［19b］的厚度为16mm，拱形部边［21］的厚度为21mm。该装置中的“L”形紧固件的L形边［22a］，［22b］用50×20×5（mm）的角铁制成，竖边［23a］，［23b］用64×6（mm）的扁铁制成，上部边［24a］，［24b］用29×6（mm）的扁铁制成，L形边［22a］，［22b］的宽度与“W”形伸缩件的两侧下部的厚度基本相同，上部边［24a］，［24b］的伸出量和伸缩件两侧的上部［19a］，［19b］的宽度基本一致。

参见图3，这是上述两个实施例在施工安装时的数据曲线。据公式：

△L＝△t.a.L

其中△t为温度变化值，从－15℃至＋45℃；

a为混凝土面板的膨涨系数；

L为桥梁连续段的跨度。

根据上述公式，先计算出接缝在采用不同跨度的面板时因温度变化所引起的位移量△L，再根据Wn＝ (ΔL)/0.03 求出橡胶伸缩件的压缩宽度Wn再求出压缩宽度的最大和最小值，即Wmax＝0.90Wn，Wmin＝0.60Wn。最后再根据安装时的实际温度从表格中查出橡胶伸缩件的实际安置宽度，然后用夹具将橡胶伸缩件按此宽度夹紧后，放入已跟桥梁面板的对接缝两侧结合为一体的紧固件中。

参见图4，这是上述实施例在水平作用力下的水平向的应力与应变曲线。通过与国内“空心板式”伸缩件K的对比，可看出“W”形橡胶伸缩件的弹性较好。对于目前国内采用的邵式硬度为45°的“空心板式”伸缩件K来说，当水平应力达到12kg／cm²时，其水平向变形△H达到1.5cm，但当水平应力再略为增大一点时，水平向变形△H变化很大，即处于失稳状态，从而使该伸缩件K在桥梁受热时从接缝中弹出，在受冷时从接缝中落下。当邵式硬度为55°时，亦会趋于失稳状态。但对于邵式硬度60°时的“W”形伸缩件来说，水平应变基本上呈线变化，尤其在△H＜2.5cm的区段，弹性呈最佳状态，但对于邵式硬度为78°的“W”形橡胶伸缩件来说，要达到与60°时的同样变形量△H，施加的外力要增加3倍，故其弹性亚于60°的“W”形橡胶伸缩件，故一般采用60°为宜。

参见图5，这是上述实施例在水平作用力下的垂直向的应力与应变曲线。通过与国内“空心板式”伸缩件K的对比，可看出“W”形橡胶伸缩件的垂直变形较小，从而创造了较好的行车条件。对于邵式硬度为55°的“空心板式”伸缩件K来说，在受水平应力作用时，垂直向的△H几乎没有变化，从而表明其无法压紧，太硬；但对于邵式硬度为60°的W形伸缩件来说，在水平应力达0.5公斤／cm²时，“W”形伸缩件在全部压紧时△Hmax只有6mm，不会使车辆行驰时发生跳动；但对于邵式硬度为78°的“W”形伸缩件来说，水平应力为0.5公斤／cm²时，△H没有变化，说明无法压紧，太硬，故以采用60°为宜。

参见图6，这是上述实施例在锤直作用力下的垂直向的应力和应变曲线。即在水平向受一定压力的情况下，在垂直向加压，看其垂直向的变形，从而看“W”形橡胶伸缩件的拱形作用。对于邵式硬度60°的橡胶伸缩件来说，从图中可以看出，当桥梁接缝的宽度达2.5cm的情况下，垂直向的应力即使达到1.8kg／cm²，其垂直变形△H最多达7.5mm，如应力超过1.8kg／cm²，△H就基本上趋于一个常数，从而充分显示了该“W”形伸缩件的拱形作用。

Claims

1、桥梁或混凝土路面中的接缝的伸缩装置，它由伸缩件和紧固件两部分构成，本发明的特征是，伸缩件由橡胶或类似橡胶的材料制成，呈“W”形；紧固件由金属或具有足够强度的材料制成，呈“L”形；“W”形伸缩件的两侧的下部分别与“L”形紧固件两侧的“L”形边套住，“L”形紧固件与桥面铺装用混凝土浇注为一体。

2、据权利要求1中所述的装置，其特征是上述伸缩件由邵式硬度为60°的氯丁橡胶制成，上述紧固件由角铁和扁铁制成。

3、据权利要求1或2中所述的装置，其特征是在桥面板长度为20～50m，伸缩量为25mm时，本装置中的伸缩件的宽度b为84mm，高度h为46mm。

4、据权利要求1或2中所述的装置，其特征是在桥面板长度为50～80mm，伸缩量为45mm时，本装置中的伸缩件的宽度b为130mm，高度h为64mm。