一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置及安装方法与流程

2021-01-18 16:01:35|

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本申请涉及桥梁结构建筑领域，尤其涉及一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置及安装方法。

背景技术：

为了满足桥面变形的需要，桥梁接缝处须设置桥梁伸缩装置，桥梁伸缩装置需要满足以下基本功能：

1承载功能，梁端间隙处须设置桥梁伸缩装置组成连续承载面，保证车辆的平稳通过。

2变位功能，桥梁伸缩装置须适应梁体在温度变化、收缩、徐变及荷载作用下引起的伸缩位移。

3锚固功能，桥梁伸缩装置在工程后期安装，须与梁体结构可靠锚固。

为了满足以上基本功能，我国先后使用过简易橡胶伸缩装置、大型模数式伸缩装置及多向变位梳齿板伸缩装置。现在工程上常用的伸缩装置有模数式伸缩装置和多向变位梳齿板伸缩装置。

现有伸缩装置的设计创新大多还是针对如何实现多向变位功能，但始终没有解决以下问题：

1固定端无法变位；

2车辆冲击作用下导致不安全跳车及螺栓的附加受力；

3转动系统和锚固系统装配不合理导致锚固系统限制转动功能；

4转动机构在荷载作用下常常失效；

5转动机构不合理导致上部结构倾覆。

如专利cn201921568763.0所示的一种多向变位桥梁伸缩装置，活动梳齿板底部安装球型支座实现伸缩装置的多向变位，通过球形本体两侧的限位件与转动连接板固定连接限制球形本体的活动间隙，真正决定伸缩装置竖向转动的是限位件与球形本体之间的活动间隙，且活动梳齿板通过反跳机构与固定连接梁体的支撑板锚固连接，无法通过球型支座实现水平转动，真正可实现水平转动的是活动梳齿板与固定梳齿板之间的横向间隙。

专利cn201921046253.7所示的结构，通过支承变位装置的上端与梳形板组成配合旋转的球形凹凸配合副实现伸缩装置的多向变位，同时在球形凹凸配合副的两侧通过螺栓将梳齿板与梁体锚固，转动系统和锚固系统自相矛盾，无法实现转动系统的转动功能，专利cn201920362517.3同样是由于转动系统和锚固系统的自相矛盾导致无法实现其转动功能。

专利cn201610268707.x所示的一种标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置及其安装方法，通过同轴柱面相切的转动系统和与锚固系统同轴卡接的锚固方式实现伸缩装置的转动功能，在竖向荷载的作用下，同轴卡接部位易发生错位影响同轴度，给卡接件灵活转动造成障碍，影响伸缩装置的使用。

由于伸缩装置固定端的承载功能和转动功能矛盾，所以现有伸缩装置几乎不考虑固定端的变位功能。

以上结构既没有合理的转动系统，也没有实现固定端变位功能，更没有考虑车辆冲击作用下导致的不安全跳车及螺栓的附加受力问题。

技术实现要素：

本申请提供了一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置及安装方法，以解决现有装置转动系统不合理、车辆冲击作用下的不安全跳车和螺栓的附加受力及固定端无法变位等问题。

本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置，包括

活动端伸缩板；

固定端伸缩板，所述活动端伸缩板一端和所述固定端伸缩板一端均通过水平限位柱转动连接有平衡块，另一端相互交错间隔布置在固定端的所述平衡块上；

活动变位机构，所述平衡块与所述活动变位机构固定连接；

预装组件，所述活动变位机构与所述预装组件固定连接；

弹性支承，固定端的所述平衡块和所述预装组件之间边缘处设有所述弹性支承；

所述活动端伸缩板和所述固定端伸缩板均与所述预装组件之间设置有第一活动间隙。

可选的，所述水平限位柱包括：

第一部分，所述第一部分设有外螺纹，与所述平衡块上的螺纹连接孔固定连接；

第二部分，所述第二部分为光滑圆柱面。

可选的，所述活动变位机构包括：

承载座；

球体，所述球体一端与所述承载座形成第一球面低副；

法兰，所述球体另一端与所述法兰形成第二球面低副，所述法兰与所述承载座可拆卸式固定连接，将所述球体抱扣于所述法兰和所述承载座之间；

所述第一球面低副和所述第二球面低副同心同径；

所述第二球面低副位于球体大圆以上；

所述平衡块与所述球体顶部通过螺栓固定连接；

所述平衡块与所述法兰之间设置有第二活动间隙。

可选的，所述承载座包括：

承台，所述承台上表面开设圆形凹槽，与所述球体的外凸球面相切；

套筒，所述承台下端穿过所述套筒上的连接孔，与所述套筒之间预留法兰安装空间。

可选的，所述法兰为一端内表面与所述球体的外凸球面相切的空心圆柱，另一端卡入所述法兰安装空间与所述套筒固定连接。

可选的，所述球体顶部为平面。

可选的，所述预装组件包括：

盖板；

立板，所述立板上端固定连接所述盖板；

底板，所述立板下端固定连接所述底板，所述底板与所述套筒固定连接；

可选的，所述预装组件包括：

锚固组件，所述锚固组件包括：

铆钉板，若干带有第二连接孔的所述铆钉板依次间隔布置在所述底板下方，与所述底板固定连接；

连接螺母，所述铆钉板与若干带第三连接孔的所述连接螺母间隔交错布置在所述盖板下方，与所述盖板固定连接；

通长筋，若干所述通长筋穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔与梁端固定连接。

可选的，所述第一活动间隙设置弹性密封条。

一种桥梁伸缩装置安装方法，主要步骤如下：

第一步：所述活动变位机构在出厂时，预先组装完成；

第二步：进行现场安装，先放置所述预装组件于伸缩装置安装槽内；

第三步：以路面为参照，将所述预装组件调平后通过锚固螺栓或所述锚固组件与梁端固定安装；

第四步：支模版并灌注捣实钢筋混凝土；

第五步：待钢筋混凝土浇筑养护完成后，依次安装活动变位机构、弹性支承、平衡块、活动端伸缩板和固定端伸缩板，拧紧水平限位柱，填充弹性密封条，完成伸缩装置的安装。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

本申请中的活动变位机构包括承载座、球体和法兰，球体下端的外凸球面与承载座形成第一球面低副，球体上端的外凸球面与法兰上端形成第二球面低副，法兰下端与承载座固定连接将球体抱扣于法兰和承载座之间，采用同心球面相切限位的方式完成球体的定位，实现多向变位的同时，避免了同轴卡接中同轴度偏差造成的转动障碍。

两个以上的活动变位机构与平衡块固定连接形成复合单元结构，防止单支点转动时引起的倾覆，伸缩板通过水平限位柱与平衡块转动连接，实现伸缩装置的水平转动和竖向转动。

固定端的平衡块和固定端的预装组件之间边缘处设弹性支承，和上部伸缩板组成完整支承通路，在保证固定端承载功能的同时实现固定端的多向变位。

伸缩板端部翘起时，与下部结构之间的面接触变为线接触，车辆通过时施加给伸缩板的外力，以线接触为支点形成杠杆体系，导致伸缩板另一端锚固螺栓的附加受力，同时由于支点作用，车辆快速通过时伸缩板端部无法与相邻结构形成平稳过渡面，易造成跳车现象，固定端的平衡块与预装组件之间设置弹性支承，车辆通过时在弹性支承作用下支点效应消失，避免伸缩板另一端锚固螺栓的附加受力，同时伸缩板端部回落，与相邻结构形成平稳过渡面，保证车辆的行车安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性地前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例1提供的一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置立面图。

图2为本申请实施例1提供的一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置安装主视图。

图3为本申请实施例1提供的一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置左视图。

图4为本申请实施例1提供的活动端平衡块的结构示意图。

图5为本申请实施例1提供的固定端平衡块的结构示意图。

图6为本申请实施例1提供的水平限位柱的主视图。

图7为本申请实施例1提供的活动变位机构的主视图。

图8为本申请实施例1提供的活动变位机构和平衡块连接的结构示意图。

图9为本申请实施例1提供的承载座的立面图。

图10为本申请实施例1提供的套筒的立面图。

图11为本申请实施例1提供的法兰的主视图。

图12为本申请实施例1提供的预装组件的主视图。

图13为本申请实施例2提供的一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置安装主视图。

图14为本申请实施例2提供的活动端预装组件的主视图。

图15为本申请实施例2提供的活动端预装组件的左视图。

图16为本申请实施例2提供的固定端预装组件的主视图。

图17为本申请实施例2提供的连接螺母的结构示意图。

图18为本申请实施例2提供的底板处铆钉板的主视图。

图19为本申请实施例2提供的盖板处铆钉板的主视图。

附图标记说明：

1-活动端伸缩板、2-固定端伸缩板、3-水平限位柱、301-第一部分、302-第二部分、4-平衡块、401-第一连接孔、5-活动变位机构、501-承载座、502-球体、503-法兰、504-连接段、505-承台、506-套筒、507-法兰安装空间、508-圆形凹槽、509-连接孔、510-第一球面低副、511-第二球面低副、6-预装组件、601-盖板、602-立板、603-底板、604-锚固组件、605-铆钉板、606-连接螺母、607-通长筋、608-第二连接孔、609-第三连接孔、7-弹性支承、8-第一活动间隙、9-第二活动间隙、10-锚固螺栓、11-梁体、12-预埋钢筋、13-弹性密封条。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1：

请参考附图1～3，附图1～3为本申请实施例1提供的一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置立面图、安装主视图及左视图，如图所示，实施例1中的桥梁伸缩装置包括活动端伸缩板1和固定端伸缩板2，活动端伸缩板1的一端和固定端伸缩板2的一端均通过水平限位柱3转动连接有平衡块4，另一端相互交错间隔布置在固定端的平衡块4上；

平衡块4与活动变位机构5固定连接；

活动变位机构5与预装组件6固定连接；

固定端的平衡块4和预装组件6之间边缘处设有弹性支承7；

活动端伸缩板1和固定端伸缩板2均与预装组件6之间设置有第一活动间隙8。

实施例1提供的两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置，固定端的平衡块4和固定端的预装组件6之间边缘处设弹性支承7，和活动端伸缩板1及固定端伸缩板2组成完整支承通路，在保证固定端承载功能的同时实现固定端的多向变位。

两个以上的活动变位机构5与平衡块4固定连接形成复合单元结构，防止单支点转动时引起的倾覆，伸缩板通过水平限位柱3与平衡块4转动连接，实现伸缩装置的水平转动和竖向转动。

活动端伸缩板1端部翘起时，与固定端的平衡块4之间的面接触变为线接触，车辆通过时施加给活动端伸缩板1的外力，以线接触为支点形成杠杆体系，导致活动端伸缩板1另一端水平限位柱3的附加受力，同时由于支点作用，车辆快速通过时活动端伸缩板1端部无法与相邻结构形成平稳过渡面，易造成跳车现象，固定端的平衡块4与预装组件6之间设置弹性支承7，车辆通过时在弹性支承7作用下支点效应消失，避免伸缩板另一端水平限位柱3的附加受力，同时伸缩板端部回落，与相邻结构形成平稳过渡面，保证车辆的行车安全。

示例型的，如图4～5所示为活动端的平衡块4和固定端的平衡块4的结构示意图，如图所示，平衡块4中心开设第一连接孔401，如图6所示的水平限位柱3的第一部分301与第一连接孔401均带有相互匹配的螺纹结构，水平限位柱3穿过活动端伸缩板1和固定伸缩板2拧入第一连接孔401，第二部分302为光滑圆柱面，与第一连接处101和第二连接处201形成水平转动副，绕水平限位柱3的中心轴水平转动，实现伸缩装置的水平变位功能。

示例型的，如图7所示为活动变位机构5的主视图，如图所示，活动变位机构5包括承载座501和球体502，球体502的一端与承载座501形成第一球面低副510，另一端与法兰503形成第二球面低副511，法兰503与承载座501螺纹固定连接，将球体502抱扣于法兰503和承载座501之间；

第一球面低副510和第二球面低副511同心同径；

第二球面低副位于球体502大圆以上；

如图8所示为活动变位机构5和平衡块4连接的结构示意图，如图所示，平衡块4与球体502顶部通过锚固螺栓10固定连接；

平衡块4与法兰503之间设置有第二活动间隙9；

实施例1提供的两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置，采用同心球面相切变位的同时，通过同心球面相切限位的方式完成球体502的定位，伸缩装置竖向转动时沿第一球面低副510和第二球面低副511绕球心转动，避免了同轴卡接中同轴度偏差及零部件之间装配不合理导致的转动障碍。

示例型的，如图9所示为承载座501的立面图，如图所示，承载座501包括承台505和套筒506，承台505上表面开设圆形凹槽508，与球体502的外凸球面相切，承台505下端穿过如图10所示的套筒506上的连接孔509，与套筒506之间预留法兰安装空间507。

示例型的，如图11所示为法兰503的主视图，如图所示，法兰503为一端内表面与球体502的外凸球面相切的空心圆柱，另一端的连接段504和连接孔509均设有匹配的螺纹结构，连接段504拧入法兰安装空间507与套筒506螺纹连接。

示例型的，球体502的顶面为平面。

示例型的，如图12所示为预装组件6的主视图，如图所示，预装组件包括立板602，立板602的上端与盖板601的底面焊接，下端与底板603的顶面焊接，底板603通过锚固螺栓10与套筒506固定连接，盖板601和底板603均通过锚固螺栓10和梁体11固定连接。

本发明还提供了一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置安装方法，主要步骤如下：

第一步：活动变位机构在出厂时，预先组装完成；

第二步：进行现场安装，先放置预装组件于伸缩装置安装槽内；

第三步：以路面为参照，将预装组件调平后通过锚固螺栓或锚固组件与梁端固定安装；

第四步：支模版并灌注捣实钢筋混凝土；

实施例2：

实施例2所用附图中，与实施例1相同的附图标记，仍然沿用实施例1中的定义。

示例型的，如图13所示为本申请实施例2提供的一种两端可多向转动的简支式桥梁伸缩装置的安装主视图，为简便起见，下文仅描述实施例2与实施例1的区别点。

示例型的，如图14～16所示为活动端的预装组件6的主视图、左视图和固定端的预装组件6的主视图，如图所示，与实施例1的区别之处在于，立板602的上端卡进盖板601底面的卡槽中，下端卡进底板603顶面的卡槽中，盖板601和底板603均通过锚固组件604与梁体11固定连接。

锚固组件604包括若干如图18～19所示的带有第二连接孔608的铆钉板605，若干铆钉板605依次间隔布置在底板603的下方，与底板603焊接固定，若干铆钉板605与若干如图17所示的带第三连接孔609的连接螺母606间隔交错布置在盖板601下方，与盖板601焊接固定，通长筋607依次穿过第二连接孔608和第三连接孔609与盖板601处的梁体11固定连接，通长筋607依次穿过第二连接孔608与底板603下方的梁体预埋钢筋12锚固连接。

如图13所示，第一活动间隙8填充弹性密封条13。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

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