快速化施工的仿生伸缩装置及其安装方法与流程

本发明属于桥梁领域，具体涉及一种快速化施工的仿生伸缩装置及其安装方法。

背景技术：

伸缩装置是公路桥梁路面的重要组成部分，主要用于适应桥梁的温度伸缩、混凝土及预应力混凝土桥梁的收缩和徐变、以及桥梁梁部结构在荷载作用下的伸缩位移等所引起的桥梁伸缩位移，以保证桥上车辆通行的安全性和舒适性。

公路桥梁伸缩装置，在桥梁结构中直接承受车轮荷载的反复冲击作用，而且长期暴露在大气中，使用环境比较恶劣，是桥梁结构最易受到破坏而又较难修补的部位。桥梁伸缩装置在设计、施工上稍有缺陷或不足就会引起其早期损坏，这不仅直接使通行者感到不舒适，缺乏安全感，有时甚至还会影响到桥梁结构的正常使用，桥梁养护管理部门不得不进行早期维修甚至提前更换，造成不同程度的经济损失和不良的社会影响。桥梁伸缩装置安装在桥梁端部预留的伸缩缝隙区域，由于伸缩缝隙位置是桥梁结构受力集中且复杂多变的关键部位，所以对桥梁伸缩装置的安全、性能、使用寿命、外观质量等均提出较高的需求。

虽然现有伸缩装置应用比较成熟，相关产品标准已制定。但是应用于长期湿热地区、密集荷载作用下，适应大变位的伸缩装置成套技术研究仍然属于空白。普通的伸缩装置极易受损、明显降低了桥梁的安全性和使用性能，桥梁养护维修费用增加，制约着桥梁作为公路交通关键设施作用的充分发挥。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种快速化施工的仿生伸缩装置及其安装方法，通过弧形沟槽将梳齿板和槽型钢箱连接，形成仿真的关节结构，实现灵活的竖向变位。

本发明所采用的技术方案为：

快速化施工的仿生伸缩装置，其特征在于：

所述装置自上而下包括梳齿板、槽型钢箱、变位系统和预埋组件，在伸缩缝两侧对称设置；

所述梳齿板的外端设置横向贯通的弧形沟槽，内端为纵向的齿梳，一侧梳齿板每个齿的中间设置纵向的条形槽，另一侧梳齿板每个齿对应位置设置有凸起，伸缩缝两侧的两块梳齿板的齿梳交叉相对布置，凸起卡嵌到条形槽内连接成整体；

所述槽型钢箱的外端为凸台，内端为水平面，凸台内侧设置有与梳齿板外端弧形沟槽对应的横向贯通的弧形卡槽，梳齿板的弧形沟槽卡嵌在槽型钢箱的弧形卡槽内并能绕沟槽轴线转动。

所述预埋组件包括预埋钢板和预埋钢筋；

预埋钢板为横向的槽型钢，外侧面和底面焊接u形的预埋钢筋，预埋钢筋伸入梁体，并与梁体浇筑成一体。

变位系统由钢板和弹性材料叠层硫化组成，卡嵌于预埋钢板的槽内。

变位系统横向分块布置。

预埋钢板的槽内底面设置有竖向的定位螺柱，变位系统的对应位置设置有开孔，定位螺柱插入变位系统对应的开孔中，顶部通过螺栓固定。

预埋钢板的槽内底面设置有竖向的定位螺柱，定位螺柱顶部设置有扩大端，变位系统的对应位置设置有与定位螺柱形状相同的槽，通过卡扣的方式固定。

梳齿板的弧形沟槽与槽型钢箱的弧形卡槽之间设置有形状相适应的减震垫圈。

梳齿板横向外端设置有限位卡块。

快速化施工的仿生伸缩装置的安装方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：将预埋钢板和预埋钢筋预先焊接成一体，整体设置在梁端槽口处，定位后与梁体预先浇筑成一体；

步骤二：将变位系统的通孔沿着预埋钢板的定位螺柱自上而下穿入；

步骤三：在相对的梁端重复步骤一至步骤二；

步骤四：将梳齿板的弧形沟槽侧沿着槽型钢箱的侧面穿入，卡嵌在槽型钢箱的弧形卡槽中，成为一体待用；

步骤五：将两块槽型钢箱相对落座在梁端两侧的变位系统上，并保证两侧的梳齿交错布置；

步骤六：将槽型钢箱顶部预先安装的梳齿板抬起，从槽型钢箱顶部拧入连接螺栓与变位系统相连；

步骤七：横向推动一侧梳齿板，凸起卡嵌到条形槽内连接成整体。

横向推动一侧梳齿板后，梳齿板横向外端的余位装入限位卡块。

本发明具有以下优点：

（1）耐久性好

梳齿板结构与槽型钢箱连接借鉴关节仿生结构，整体模块结构上无连接螺栓，大大减少了易损易坏件数量，耐久性好；

（2）安全性好

齿端通过销轴连接成整体并进行坡度、圆弧设计过渡，避免了竖向变位引起的翘齿，降低车辆通行危险；

（3）大变位

通过对变位系统、防水系统等进行专门设计，可实现本项目需求的23mm竖向大变位；

（4）行车舒适性

上部结构为梳齿板结构，避免了模数式伸缩装置型钢引起的跳车，提高了行车舒适性、降低噪声；

（5）快速化施工

整体伸缩装置模块化设计，安装时整体节段拼装、整体浇筑，实现了快速化安装施工；模块化梳齿板伸缩装置表面实现了无螺栓连接，减少了易损件数量，连接可靠；模块化设计有利于后期伸缩装置维养更换，无需中断交通，节段更换即可。

附图说明

图1是本发明最大伸缩量的立面图。

图2是本发明最大伸缩量的平面图。

图3是本发明最小伸缩量的立面图。

图4是本发明最小伸缩量的平面图。

图5是槽型钢箱立面图。

图6是槽型钢箱平面图。

图7是变位系统固定方式示意图。

图8是梳齿板配合示意图。

图9为图8中i-i截面图。

图10为本发明安装过程立面图。

图11为本发明安装过程平面图。

图中：1-梳齿板，2-槽型钢箱，3-变位系统，4-预埋钢板，5-预埋钢筋，6-减震垫片，7-现浇混凝土，8-螺栓，9-卡扣，10-定位螺柱，11-条形槽，12-凸起，13-限位卡块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及一种快速化施工的仿生伸缩装置，所述装置自上而下包括梳齿板1、槽型钢箱2、变位系统3和预埋组件，在伸缩缝两侧对称设置；所述梳齿板1的外端设置横向贯通的弧形沟槽，内端为纵向的齿梳，齿的形状可以是矩形、齿形、三角形等。一侧梳齿板1每个齿的中间设置纵向的条形槽11，另一侧梳齿板1每个齿对应位置设置有凸起12，伸缩缝两侧的两块梳齿板1的齿梳交叉相对布置，凸起12卡嵌到条形槽11内连接成整体。所述槽型钢箱2为变截面结构，外端为凸台，内端为水平面，凸台内侧设置有与梳齿板1外端弧形沟槽对应的横向贯通的弧形卡槽，并进行坡度、圆弧过渡，梳齿板1的弧形沟槽卡嵌在槽型钢箱2的弧形卡槽内并能绕沟槽轴线转动。

所述预埋组件包括预埋钢板4和预埋钢筋5；预埋钢板4为横向的槽型钢，外侧面和底面焊接u形的预埋钢筋5，预埋钢筋5伸入梁体，并与梁体浇筑成一体。

变位系统3由钢板和弹性材料叠层硫化组成，卡嵌于预埋钢板4的槽内，弹性材料可以是橡胶、聚氨酯、复合材料等。变位系统3横向分块布置。

变位系统3通过两种方式固定：1、预埋钢板4的槽内底面设置有竖向的定位螺柱10，焊接固定，变位系统3的对应位置设置有开孔，定位螺柱10插入变位系统3对应的开孔中，顶部通过螺栓8固定。1、预埋钢板4的槽内底面设置有竖向的定位螺柱10，焊接固定，定位螺柱10顶部设置有扩大端，变位系统3的对应位置设置有与定位螺柱10形状相同的槽，通过卡扣的方式固定。

梳齿板1的弧形沟槽与槽型钢箱2的弧形卡槽之间设置有形状相适应的减震垫圈6，可为改性聚四氟乙烯板、四氟滑板等。

上述快速化施工的仿生伸缩装置的安装方法，包括以下步骤：

步骤一：将预埋钢板4和预埋钢筋5预先焊接成一体，整体设置在梁端槽口处，定位后与梁体预先浇筑成一体；

步骤二：将变位系统3的通孔沿着预埋钢板4的定位螺柱10自上而下穿入；

步骤三：在相对的梁端重复步骤一至步骤二；

步骤四：将梳齿板1的弧形沟槽侧沿着槽型钢箱2的侧面穿入，卡嵌在槽型钢箱2的弧形卡槽中，成为一体待用；

步骤五：将两块槽型钢箱2相对落座在梁端两侧的变位系统3上，并保证两侧的梳齿交错布置；

步骤六：将槽型钢箱2顶部预先安装的梳齿板1抬起，从槽型钢箱2顶部拧入连接螺栓与变位系统3相连；

步骤七：横向推动一侧梳齿板1，凸起12卡嵌到条形槽11内连接成整体。

横向推动一侧梳齿板1后，梳齿板1横向外端的余位装入限位卡块13。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。