具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置以及桥梁的制作方法

本实用新型涉及伸缩缝，尤其涉及一种具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置以及桥梁。

背景技术：

伸缩装置是桥梁构件中的关键部位，在实现桥梁功能中起着重要作用。国家标准《道路工程术语标准》(GBJ124-1988)和交通行业标准《公路工程名词结构术语》(JTJ 002-87)对桥梁伸缩装置的定义为：为使车辆平稳通过桥面并满足桥面结构变形的需要，在桥面伸缩接缝处设置的装置的总称。

目前，常用的桥梁伸缩装置按照体系可以分为：①模数式桥梁伸缩装置；②梳齿板桥梁伸缩装置，如普通梳齿板桥梁伸缩装置、单元式多向变位梳齿板桥梁伸缩装置、模块梳齿板式多向变位桥梁伸缩装置等。

传统的模数缝不具有多向变位功能，同时，针对模数缝，模数式伸缩装置的主要病害表现为：

①锚固件破坏；

②中梁构件开焊、断裂、出现晃动、噪音；中梁局部变形弯曲下挠，型钢表面凹凸不平；

③伸缩均匀性较差，位移控制系统失灵；

④弹性控制元件，承压支承与压紧支承病害；

⑤密封橡胶带迅速老化、脱落或者破裂，严重漏水；密封橡胶带内垃圾积压过多，影响伸缩功能。

而目前市场中的异型钢模数式伸缩装置，所存在的纵向伸缩间隙大、伸缩不均、冲击力集中、跳车严重、混凝土易碎、伸缩部件损坏率高、制造费用大等现象较为突出。特别是对悬索桥、斜拉桥，及斜、弯桥，由于桥梁结构不可避免存在多向位移，因此使用过程中已严重暴露出不适应横向及多向变位要求的缺陷。而对竖向变形要求高，纵、横向变位大的斜拉桥、悬索桥等，传统桥梁模数式伸缩装置则难以满足其多向变位的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置，旨在用于解决现有的伸缩装置难以满足伸缩缝多向变位要求的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置，包括位于伸缩缝两侧的两个边梁，两个所述边梁相对设置，还包括依次设置于两个所述边梁之间且沿所述边梁同向设置的至少一个中梁，于每一所述边梁的下方以及每一所述中梁的下方均竖直固定有节点板，且相邻两个所述节点板之间均通过可水平伸缩的弹性连接板连接，沿所述节点板的排列方向位于外侧的两个所述节点板均与弹性位移箱铰接，所述弹性位移箱均埋设于所述伸缩缝两侧的混凝土内。

进一步地，还包括横跨所述伸缩缝且位于所述中梁下方的托梁，所述托梁的两端分别为活动端与固定端，所述托梁的两端分别采用滑动承压支座以及固定钢球支座固定于所述伸缩缝的两侧。

进一步地，所述弹性连接板弯折成相对设置的两个弹片部，两个所述弹片部围合形成水平朝向的弓形，且分别抵靠于相邻两个所述节点板上。

进一步地，相邻两个所述节点板之间具有多个所述弹性连接板，相邻的两个所述弹性连接板之间相向设置或者相背设置。

进一步地，两所述边梁底部所对应的所述弹性连接板均通过弹性连接铰与所述弹性位移箱连接，各所述弹性连接板均与所述托梁等高。

进一步地，每一所述中梁与和其正对的所述边梁或者另一所述中梁之间均采用防水胶条连接。

进一步地，所述防水胶条沿所述托梁的长度方向依次弯折，且其两端部分别与对应所述边梁或者对应所述中梁顶板内表面贴合连接。

进一步地，每一所述边梁均具有向对应所述中梁水平延伸的第一滑板，每一所述中梁的两相对侧面据具有水平延伸的第二滑板，每一所述第二滑板与对应的所述第一滑板或者对应的所述第二滑板之间部分叠合，且各所述第一滑板与各所述第二滑板均位于对应所述防水胶条的正下方。

本实用新型实施例还提供一种桥梁，包括两个桥台以及至少一个梁体，还包括至少一个上述的具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置，每一所述具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置的每一所述边梁安装于其中一所述桥台或者其中一所述梁体上。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的伸缩装置中，伸缩缝两侧的混凝土上均设置有边梁，而在边梁之间则安设有至少一个中梁，在边梁以及中梁的下方均还竖直设置有节点板，相邻两个节点板之间均采用弹性连接板连接，使左右两节点板协同受力，增加伸缩装置结构整体性，另一方面位于外侧的两个节点板均铰接有弹性位移箱，可以保证中梁以及节点板结构的稳定性，同时能够对各中梁以及节点板竖向转角，横向平移转角均具有很好的适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置的结构示意图；

图2为图1的具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置安设于伸缩缝上的结构示意图；

图3为图1的具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置的外侧节点板与弹性位移箱的连接结构示意图；

图4为图3的A处放大图；

图5为图1的具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置的托梁固定端固定钢球支座的结构示意图；

图6为图1的具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置门式吊架位置的承压支座与压紧支座的安装结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1以及图2，本实用新型实施例提供一种具有弹性位移控制系统的模数式伸缩装置1，包括两个边梁11，边梁11竖直设于伸缩缝2两侧的混凝土21处，两个边梁11之间为相对设置，伸缩装置1还包括托梁12以及至少一个中梁13，各中梁13均设置于两个边梁11之间，且均沿托梁12的长度方向依次间隔设置，每一中梁13与和其正对的边梁11或者另一中梁13之间均采用防水胶条14连接，托梁12横跨所述的伸缩缝2且位于两个边梁11以及各中梁13的正下方，通过托梁12形成对上述各梁的竖向支撑，托梁12沿其长度方向的两个端部分别采用滑动承压支座16以及固定钢球支座15安装于伸缩缝2两侧的混凝土21上。本实施例中，相邻的边梁11与中梁13之间以及相邻的两个中梁13之间均采用防水胶条14密封连接，在适应伸缩缝2的伸缩变化的同时，满足伸缩缝的防水要求。同时，托梁12的其中一端部采用固定钢球支座15安设于混凝土21上，另一端通过滑动承压支座16安设于另一侧混凝土21上，当伸缩缝2伸缩变化时，托梁12可以相对固定钢球支座15和滑动承压支座16移动，以适应伸缩缝2的这种伸缩变化，而且能够适应汽车车轮行驶过程中对伸缩装置1产生的多向变位。

参见图2-图4，优化上述实施例，每一防水胶条14沿托梁12的长度方向依次弯折，且其两端部分别与对应边梁11或者对应中梁13的顶板133下缘内表面贴合。本实施例中，将防水胶条14进行弯折，使其具有至少部分结构呈波浪状多次弯折的外形，其沿托梁12的长度方向具有较好的弹性，可以适应伸缩缝2的变形要求；同时，防水胶条14采用这种折叠结构外形，使其相比传统的胶条的主要伸缩变化由竖向转为横向；胶条与边梁11、中梁13之间的间隙相对传统飞鸟式防水胶条大幅减少，减少了垃圾等积聚，同时由于折叠后防水胶条14的波浪状多次弯折结构外形，当石子或者泥沙堆积至防水胶条14上后，当伸缩装置1整体收缩时，通过防水胶条14伸缩变化，可将积聚于防水胶条14之上的石子或者泥沙由两边梁11之间挤出，随车轮带出，从而达到除渣的目的。

继续优化上述实施例，每一边梁11均具有向对应中梁13水平延伸的第一滑板111，每一中梁13的两相对侧面均具有水平延伸的第二滑板131，每一第二滑板131与对应的第一滑板111或者对应的第二滑板131之间部分叠合，且各第一滑板111与各第二滑板131均位于对应防水胶条14的正下方。本实施例中，第一滑板111与第二滑板131叠合或者两个第二滑板131之间叠合，形成搭接。当伸缩缝2变形时，沿水平方向上对应的第一滑板111与第二滑板131之间或者两个第二滑板131之间可以形成相对滑动，另一方面，第一滑板111与第二滑板131均位于对应防水胶条14的下方，防水胶条14可以与两者接触，或者相隔，但是间距非常小，通过第一滑板111与第二滑板131可以对防水胶条14形成竖向的支撑作用。当防水胶条14受到碎石挤压，第一滑板111与第二滑板131可以为对应防水胶条14提供反作用力，可以使得碎石在车轮的碾压后，随车轮从边梁11和中梁13之间的缝隙带出，进而减少卡石现象的发生。传统飞鸟式防水胶条由于下方无支承，无法提供支承反力，因此，碎石进入边梁11和中梁13之间的缝隙后，在车轮碾压下，很容易刺破胶条，或者使胶条崩脱，本伸缩装置的设计，减少了这些情况的发生，大幅提高了胶条的使用寿命。

参见图4，进一步优化边梁11与中梁13的结构，边梁11以及中梁13下方还均设置有L型板141，每一所述L型板141与对应边梁11或者中梁13之间形成开口向上的U型槽142，防水胶条14的两个端部分别卡紧于对应的两个U型槽142内。通过在边梁11与中梁13上设置开口向上的U型槽142，在保证防水密封的前提下，可以简化防水胶条14与对应边梁11以及对应中梁13之间的安装。

参见图1以及图2，进一步地，伸缩装置1还包括第一位移箱121与第二位移箱122，两者均埋设于伸缩缝2两侧的混凝土21内，托梁12的两个端部分别活动伸入第一位移箱121以及第二位移箱122内。本实施例中，第一位移箱121与第二位移箱122均呈箱体，托梁12的两个端部分别伸入前述两者中，在第一位移箱121以及第二位移箱122内转动或者滑动，以适应伸缩装置的位移要求。

进一步地，两个边梁11也可以分别支撑固定于对应的第一位移箱121或者第二位移箱122上。继续参见图2以及图5，一般地，固定钢球支座15位于第一位移箱121的开口处，。本实施例中，托梁12固定端上、下缘均通过固定钢球支座15的上下支座板与位移箱、托梁梁体之间的焊连，形成托梁12与位移箱121之间的固定连接。这种配合结构类似于“万向球铰”，托梁12对竖向转角，横向平移转角均具有很好的适应性，。对于固定钢球支座15，由于其为钢球支座，其相对于塑胶支座不存在老化问题，使用寿命长，与伸缩缝2主体结构同寿命。

进一步地，托梁12靠近承压支座16的一端为活动端，位于托梁上部分的结构为滑动压紧支座17，而位于托梁下部分的结构为滑动承压支座16，滑动承压支座16位于第二位移箱122的开口处，托梁12支承于滑动承压支座16上，随伸缩缝2伸缩，在滑动承压支座16上滑动。同时，托梁12活动端上方为滑动压紧支座17，其安装于第二位移箱122与托梁12之间，通过施加一定的预加力可以起到压紧托梁12的作用。

继续参见图2以及图3，进一步地，中梁13包括腹板131以及底板132，腹板131竖直设置，底板132水平设置，腹板131与底板132可一体成形，也可以采用焊连。

再次参照图4，中梁13与托梁12通过门式吊架18固定连接，中梁13与托梁12之间即为滑动承压支座16，位于托梁12下方的则为滑动压紧支座17。参见图2以及图6，细化滑动承压支座16的结构，滑动承压支座16表面为槽体结构外形，槽体表层具有聚四氟乙烯滑板161，槽体表层具有聚四氟乙烯滑板161与托梁12上表面贴合，托梁12上表面满铺2～3mm镜面的不锈钢板，滑动承压支座16可沿托梁12的长度方向滑动连接，滑动承压支座16通过预加力与托梁12其卡紧，使得两者连接为一整体，对应地，滑动压紧支座17也具有聚四氟乙烯滑板171，其与托梁12的下表面滑动连接。在底板132的下表面焊接有一限位块134，滑动承压支座16通过限位块134固定于底板132下方，每一滑动压紧支座17均通过另一限位块134固定于传力横梁182上。传力横梁182与对应底板132之间通过若干拉杆183连接固定，各拉杆183均竖直设置。传力横梁182与对应中梁13之间通过拉杆183连接为一个整体，进而通过传力横梁182实现中梁13与滑动压紧支座17的滑动连接结构，而各拉杆183的上端与对应中梁13的底板132第一层焊接，同时，各拉杆183的上端另具有环形钢护筒181，环形钢护筒181与对应中梁13的底板132进行第二层焊接，而各拉杆183下端则穿过对应传力横梁182且两者之间通过螺母184锁紧，结构简单，稳定性比较高。每一传力横梁182均对应有2根拉杆183，形成方形的抱箍，托梁12由其中间穿过，从而使得托梁12与各中梁13连接为一整体。且由于拉杆183的下端与传力横梁182之间由螺母184锁紧，对此通过旋转螺母184可以起到调节传力横梁182与对应滑动压紧支座17之间预紧力的作用。

优化上述实施例，第二位移箱122对应托梁12的活动端，则可将第二位移箱122制备成喇叭状，且沿远离伸缩缝2的方向口径渐扩。本实施例中，托梁12伸入第二位移箱122的部分作为活动端，实际工程应用中，由于温度，沉降，风力，车轮荷载等多种荷载影响，托梁12该端部在第二位移箱122内可能具有多向变位，这点在大跨径桥梁或者弯斜桥梁中尤为明显，将第二位移箱122设计为喇叭状，使得托梁12在其内具有较大的活动空间,从而托梁12具有对多向位移的适应性。

进一步地，在第一位移箱121以及第二位移箱122上还均固定有锚栓123，锚固拉钉123均水平伸入对应侧的混凝土21内，以提高对应的第一位移箱121或第二位移箱122在混凝土21内的锚固性。

再次参见图2以及图3，进一步地，在伸缩缝2两侧的混凝土21内还分别安装有锚拉板112，两边梁11均位于两个锚拉板112之间，且每一边梁11均固定于对应的锚拉板112上。锚拉板112埋设于对应侧的混凝土21内，与其对应的边梁11可以通过焊接的方式形成固定。

优化上述实施例，在伸缩缝2两侧的混凝土21内还分别埋设有门架式预埋钢筋113，该门架式钢筋113向对应侧的锚拉板112的下方延伸，且其与对应侧的锚拉板112之间焊接。具体为门架式钢筋113方形框架结构在伸缩缝两侧梁体(或者桥台)施工时预埋，伸缩缝安装是锚拉板112与门架式钢筋113之间进行双面焊接，以增加伸缩装置安装后的锚固性。

一般地，在混凝土21内还埋设有环形钢筋，环形钢筋由对应侧的锚拉板112的外侧水平延伸，即门架式钢筋113相对锚拉板112竖向延伸，而环形钢筋相对于锚拉板112则是水平延伸，将环形钢筋与对应侧的门架式钢筋113焊接，从而将同一侧的环形钢筋、门架式钢筋113以及锚拉板112连接为一个整体，进一步增加伸缩装置安装时的锚固性。

进一步地，在每一边梁11的下方以及每一中梁13的下方还均固定有节点板135，各节点板135竖直设置，且当节点板135与边梁11对应时，其与边梁11的腹板131位于同一直线上，而当与中梁13对应时，则与中梁13的腹板131位于同一直线上，各节点板135沿托梁12的长度方向依次间隔设置，横桥向与托梁12错开，另外在相邻的两个节点板135之间均通过可水平伸缩的弹性连接板19连接。本实施例中，节点板135与对应边梁11或者中梁13连接为一个整体，每一弹性连接板19均可沿水平方向伸缩，且沿垂直于托梁12的长度方向各弹性连接板19依次间隔设置，每一弹性连接板19的两个端部分别与对应的两个节点板135锚栓固结。采用锚栓固结可以有利于弹性连接板19受力，防止疲劳破坏。由于弹性连接板19可以沿水平方向伸缩，能够满足伸缩缝2的变形要求，而其两端均通过“弹性连接铰”193与位移箱连接，从而使由弹性连接板19组成的位移控制系统具有对竖向转角的适应性，从而使伸缩装置具有对多向位移的适应性。参见图1以及图3，细化弹性连接板19的结构，其由平板弯折形成相对设置的两个弹片部191，两个弹片部191围合形成水平朝向的弓形，且分别抵靠于对应两个节点板135上。弹性连接板19为弓形结构，且弓形结构的开口朝向伸缩缝2的长度延伸方向，两个弹片部191均竖直设置，分别部分贴合于对应的节点板135上，且分别与对应节点板135之间进行锚栓固结，其通过两个弹片部191沿托梁12的长度方向的弹性变化以适应伸缩缝2的变形要求。一般地，每一伸缩装置1均包括有多个弹性连接板19，且沿垂直于托梁12的长度方向位于中间的弹性连接板19与其中一相邻的弹性连接板19相对设置(两弹性连接板19的弓形结构的开口相对)，与另一相邻的弹性连接板19相背设置(两弹性连接板19的弓形结构的开口相互背离)。当然也可以使各弹性连接板19的开口朝向相同，各弹性连接板19之间的距离均相同，即各弹性连接板19沿垂直于托梁12的长度方向依次均匀布置。

参见图1-图3，进一步地，还包括至少两个弹性位移箱192，各弹性位移箱192分别埋设于伸缩缝2两侧的混凝土21内，其与第一位移箱121以及第二位移箱122类似，沿托梁12的长度方向，位于同一直线上的各弹性连接板19对应两个弹性位移箱192，且当具有多组位于同一直线上的弹性连接板19时，则弹性位移箱192也具有多个。

本实施例中，一般将各弹性连接板19均位于靠近托梁12处，即第一位移箱121以及第二位移箱122处附近均对应设置有一弹性位移箱192，工程实际中，第一位移箱121以及第二位移箱122与弹性位移箱192横桥向可分离布置，即弹性位移箱19可布设与两第一位移箱121中间。

进一步地，沿托梁12的长度方向且位于外侧的两个节点板135通过“弹性连接铰”193与对应的两个弹性位移箱192铰接，从而使由弹性连接板19组成的弹性位移控制系统具有对竖向转角的适应性，从而使伸缩装置具有对多向位移的适应性。

优化上述实施例，各弹性连接板19与和其靠近的托梁12等高。当外力作用托梁12转动时，由各弹性连接板19组成的弹性位移控制系统可以与托梁12同轴。

再次参见图1以及图2，本发明实施例还提供一种桥梁，包括两个桥台以及至少一个梁体3，在相邻的两个梁体3之间或者梁体3与桥台之间形成伸缩缝2，桥梁还包括至少一个上述的伸缩装置1，每一伸缩装置1的两个边梁11分别位于该伸缩缝2的两侧，具体为伸缩装置1的两个边梁11分别安装于相邻的两个梁体3上或者分别安装于其中一桥台以及与该桥台相邻的梁体3上，同时每一托梁12的两个端部也分别采用滑动承压支座16以及固定钢球支座15固定于相邻的两个梁体3上或者分别安装于其中一桥台以及与该桥台相邻的梁体3上。本实施例通过这种结构的伸缩装置1，不但可以满足对应伸缩缝2的变形要求，能为行车提供连续的交通承载面，而且具有较好的防水性能，且能够满足伸缩缝2多向变位要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。