一种公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置及其安装方法与流程

1.本发明属于伸缩缝技术领域，具体的讲涉及一种公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置及其安装方法。


背景技术：

2.为满足桥面变形的要求，通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩缝。伸缩装置是桥梁构造中的重要组成部分，适应在气温变化、混凝土收缩、活载作用、桥梁墩台的沉降及徐变等因素影响下的桥跨上部结构的变形，并保证桥面车辆的平稳通行。
3.伸缩装置的安装一般是在桥梁路面铺设（即在梁体上覆盖沥青铺装层）后进行，在梁端伸缩缝进行反开槽安装。目前桥梁伸缩装置的安装施工顺序为：铺装层路面开槽
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槽口清理检查预留筋情况
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铺设防水构件
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确定锚固螺栓的位置
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固定锚固螺栓
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模板安装
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浇筑混凝土及养护
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梳齿钢板就位
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拧紧螺母。
4.在以上的安装过程中，路面铺装后的开槽工作尤为关键。对预留槽（即安装槽）的宽度、深度及预埋钢筋进行检查，使之符合安装伸缩缝的要求。因为梁端或桥台处的预埋筋位于铺装层的下面，为了确保预留筋不被损伤，通常采用机械划线人工风镐开凿的方式进行槽口的清理，效率低下、预留筋易被破坏，清理质量也无法保证；其次是，上述开槽施工中，预留筋存在着外露高度不一致，个别位置缺失破损的情况，需要后期植筋，极大增加了安装工作量，工程周期延长，伸缩装置的安装质量也没办法保证，提高了施工成本和作业风险；再次是，现有结构的梳齿板伸缩装置多为组装结构，需要在施工现场进行二次装配，操作复杂繁琐，施工质量受人工安装误差影响较大，同时安装定位的螺母大多外露，存在连接松脱极易造成梳齿钢板松动的问题，给车辆通行带来安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是提供一种能够在工厂预制成型、装配一体，便于快速安装施工的公路桥梁梳齿板伸缩装置，具有结构紧凑，连接牢固、施工快捷，耐用可靠的特点。
6.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置，其特征在于：包括分别通过定位支架设置在伸缩缝两侧的第一梳齿板和第二梳齿板，所述定位支架置于安装槽内且与梁体内的预埋的锚固组件连接，所述第一梳齿板和/或第二梳齿板的下方设置由相互连接或一体成型的托板和支撑板构成的连接附件，所述托板沿伸缩缝长度方向设置且其至少涵盖梳齿承插区域，所述支撑板与定位支架连接。
7.构成上述一种公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置的附加技术特征还包括：——所述定位支架包括设置于所述第一梳齿板或第二梳齿板底部的纵向竖直板，以及与其连接或一体成型的多个横向竖直板，所述横向竖直板的上边沿与所述第一梳齿板或第二梳齿板的底部连接或一体成型；
——所述纵向竖直板为沿伸缩缝长度方向布置的一个条板，或者其数量为多个离散分布且分别与所述横向竖直板连接形成的多个模组，所述纵向竖直板的另一侧面与所述连接附件的支撑板连接或一体成型；——所述定位支架的横向竖直板的下部具有水平折边，所述水平折边表面具有若干个通孔，所述通孔内贯穿锚固螺栓，所述锚固螺栓被分别位于所述通孔上下两侧的压紧螺母和调高螺母紧固在所述水平折边上，所述锚固螺栓的下部与所述锚固组件连接；——所述锚固螺栓为j或l型，其下部均与横穿钢筋连接；所述安装槽内浇筑uhpc超高性能混凝土，埋没所述定位支架；——所述安装槽底部外侧具有包边角钢，所述包边角钢的上部设置用于固定止水带侧边的卡销；——所述定位支架的纵向竖直板的下部具有向内折边，所述横向竖直板的外侧边沿具有供所述向内折边插入的卡槽；——所述锚固组件包括预埋板以及与其连接的预埋筋，所述预埋板水平贴合于安装槽底部，所述预埋筋置于梁体内。
8.本发明还公开了一种公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置的安装方法，其特征在于：用于将上述的公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置安装在伸缩缝内，其主要步骤如下，a，在伸缩缝两侧开设安装槽，将梁体上部的铺装层去除，所述安装槽的底部接近所述梁体内锚固组件的预埋板顶面；b，将预制一体化的第二梳齿板、第一梳齿板以及连接附件通过定位支架分别安放在所述安装槽内，将所述定位支架的下端与所述锚固件的预埋板焊接固定；c，在安装槽内浇筑uhpc超高性能混凝土，埋没所述定位支架固定所述活动竖直板和第一梳齿板。
9.构成上述一种公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置的安装方法的附加技术特征还包括：——在步骤b中，旋转所述定位支架的横向竖直板下部水平折边上的调高螺母和压紧螺母，使所述活动竖直板和第一梳齿板顶面标高与桥面铺装层顶面一致；——在步骤b中，所述定位支架锚固螺栓的下端与锚固组件的预埋板焊接后，其下部通过所述横穿钢筋相互连接；——在步骤b前，增加步骤d，通过卡销将止水带的两个侧边分别嵌装在安装槽相对内侧的包边角钢上。
10.本发明所提供的公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置及其安装方法同现有技术相比，具有以下优点：其一，由于该伸缩装置的定位支架为与梳齿钢板连接或一体成型的纵向竖直板和多个带有水平折边的横向竖直板，二者连接结构牢固稳定，与混凝土结合紧密，便于工厂整体预制成型，避免现场组装，同时，第一梳齿板和/或第二梳齿板的下方设置由相互连接或一体成型的托板和支撑板构成的连接附件，提高了承插梳齿钢板的一体化程度，托板沿伸缩缝设置且其至少涵盖梳齿承插区域，支撑板与定位支架连接，增强了梳齿钢板的承载能力，防止受压过大，出现翘曲、错位等问题；其二，梳齿钢板（第二梳齿板或第一梳齿板）的定位支架的横向竖直板的下部采用水平折边与贯穿其表面通孔的锚固螺栓连接，锚固螺栓通过水平折边下方的调高螺母进行标高调节，实现与桥面（铺装层顶面）一致，
通过与水平折边上方的压紧螺母，实现锚固螺栓与水平折边（横向竖直板）的紧固，具有结构紧凑、操作简单、连接牢靠的优点；其三，去除伸缩缝两侧的铺装层，即开设安装槽以预埋在梁端内锚固组件的预埋板为界，实现了开槽空间平整顺畅，安装槽内没有预埋筋，便于开挖和清理槽内杂物，可以实现机械作业代替人工操作，作业效率大大提高，相较于传统施工方法，简化了伸缩装置安装方式，提高了安装质量，延长了使用寿命，同时减少了安装成本和维护费用，从而降低工程总造价；其四，梳齿钢板下方设置涵盖其承插区域的托板，既可以阻挡砂砾等落到防水构件（止水带）上，又可以遮挡阳光直接照射防水构件，延长了防水构件使用寿命；其五，锚固螺栓和调高/压紧螺母均安装在超高性能混凝土混凝土（uhpc）内，隐藏式设计避免了螺栓剪断和螺母松脱情况，梳齿板安装定位更加安全牢靠。
附图说明
11.图1为本发明一种公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置的结构示意图。
具体实施方式
12.下面结合附图对本发明所提供的一种公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置的结构和工作原理作进一步的详细说明。
13.参见图1，为本发明所提供的一种公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置的结构示意图。构成该公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置的结构包括分别通过定位支架1设置在伸缩缝两侧的第一梳齿板21和第二梳齿板22，定位支架1置于安装槽3内且与梁体a内的预埋的锚固组件4连接，第一梳齿板21和/或第二梳齿板22的下方设置由相互连接或一体成型的托板51和支撑板52构成的连接附件5，托板51沿伸缩缝设置且其至少涵盖梳齿承插区域，支撑板52与定位支架1连接。
14.其工作原理为：与该伸缩装置梳齿钢板（第一梳齿板21或第二梳齿板22）连接的定位支架1设置在伸缩缝两侧的安装槽3内，梳齿钢板下部设置由相互连接或一体成型的托板51和支撑板52构成的连接附件5，该新型连接方式提高了梳齿伸缩结构的结合紧密度，为工厂整体预制成型提供了基础，便于运输安装和施工操作，在现场开挖安装槽3后，即可整体放置定位，避免了现场组装，实现了模块化结构预制，定位连接稳固，顺畅安装的目的，节省人力物力，缩短施工周期。
15.在构成上述整体预制式梳齿板伸缩装置的结构中，——为了提高伸缩装置的一体化结构，便于工厂整体加工、预制成型，上述定位支架1包括设置于第一梳齿板21或第二梳齿板22底部的纵向竖直板11，以及与其连接或一体成型的多个横向竖直板12，横向竖直板12的上边沿与第一梳齿板21或第二梳齿板22的底部连接或一体成型，该结构的定位支架1在安装槽3内安装稳固，与后浇混凝土连接紧密，与定位支架1连接的连接附件5也通过整体预制成型，连接附件5的托板51为水平板，连接附件5的支撑板52为横向设置的竖直板，二者均与定位支架1连接；——进一步的，上述纵向竖直板11的数量为一条时，其整体沿伸缩缝的走向置于安装槽3的相对内侧，根据使用具体场景条件，其可以是直板，也可以是弯板，当纵向竖直板11数量为多段时，其沿伸缩缝走向均匀离散分布，其一侧面分别与横向竖直板12连接形成的多个模组，另一侧面与连接附件5的支撑板52连接或一体成型，纵向竖直板11实现了定位
支架1和连接附件5的连接一体，便于整体预制，也增强了梳齿伸缩装置的结构强度，提高使用安全和运行周期；——在一个实施例中，上述定位支架1的横向竖直板12的下部具有水平折边121，水平折边121表面具有若干个通孔16，通孔16内贯穿锚固螺栓13，锚固螺栓13被分别位于通孔16上下两侧的压紧螺母14和调高螺母15紧固在水平折边121上，锚固螺栓13的下部与锚固组件4连接，即定位支架1通过锚固螺栓13与锚固组件4的预埋板41连接，其中，调高螺母15位于通孔16下部，能够调节水平折边121的相对高度，从而最终实现梳齿钢板的标高与桥面（铺装层）一致，压紧螺母14位于通孔16的上部，与调高螺母15相对转动将锚固螺栓13紧固在水平折边121上，锚固螺栓13的下部与梁体a内锚固组件4的预埋板41焊接，定位支架1完成上述连接就位后，安装槽3内后浇混凝土，实现整体施工固化；——可选的，上述锚固螺栓13为j或l型，其上端通过螺母与横向竖直板12连接，加强了定位支架1的竖向稳固性；其下部的弯曲处均通过横穿钢筋6相连，提高了定位支架1水平方向上的锚固强度，安装槽3内浇筑uhpc超高性能混凝土b，埋没定位支架1形成一个立体化的锚固整体，连接紧密度更高，具有结构灵巧，连接牢靠，施工快捷的优点；相较于传统混凝土，uhpc超高性能混凝土b具有锚固力高，耐久性好，抗压强度高，凝固时间短等特点，利用 uhpc 强度高的性质，可以减小伸缩装置定位结构构件尺寸，比如定位支架1、锚固组件4的数量和大小，降低工程成本，还可以获得更多的使用空间，特别适用于建造跨度更长、净空更大的桥梁，同时安装槽3的空间可以缩小，伸缩装置安装施工产生的建筑垃圾明显减少；——可选的，上述安装槽3底部外侧具有包边角钢71，包边角钢71的上部设置用于固定止水带73侧边的卡销72，即止水带73能够密封连接在伸缩缝的安装槽3之间，防止流水渗透到伸缩结构内部，延长伸缩装置的使用寿命；——一个实施例中，上述定位支架1的纵向竖直板11的下部具有向内折边111，横向竖直板12的外侧边沿具有供向内折边111插入的卡槽，当然，卡槽也可以设置在向内折边111的边沿，供横向竖直板12插入，实现了纵向竖直板11和横向竖直板12的承插结合，二者连接装配度更高，也可以在承插后再次焊接固定，进一步提高定位支架1的稳定性；——优选地，上述锚固组件4包括预埋板41以及与其连接的预埋筋42，预埋板41水平贴合于安装槽3底部，在安装槽3开挖过程中，梁端的铺装层c完全剥离，向下去除部分桥梁梁体a直至露出预埋板41，即安装槽3的底部以梁体a内锚固组件4的预埋板41为界，通过预埋板41可以显著提高安装槽3的开挖施工效率，槽口平整便于清理现场，并且不会损伤梁体a内预埋的预埋筋42，实现了快速开槽，稳固连接，顺畅安装的目的，节省人力物力，缩短施工周期；预埋在梁体a内的锚固组件4可以采用与预埋筋42相对应的结构，预埋板41水平布置，其下部连接置于梁体a内的预埋筋42，预埋筋42选择倒u型，其末端向相对内侧弯曲，用横穿钢筋6连互连接后，也可以形成立体锚固结构。
16.本发明还公开了一种公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置的安装方法，用于将上述的公路桥梁整体预制式梳齿板伸缩装置安装在伸缩缝内，其主要步骤如下，a，在伸缩缝两侧开设安装槽3，将梁体a上部的铺装层c去除，安装槽3的底部接近梁体a内锚固组件4的预埋板41顶面；
b，将预制一体化的第二梳齿板22、第一梳齿板21以及连接附件5通过定位支架1分别安放在安装槽3内，将位支架的下端与锚固件的预埋板41焊接固定；c，在安装槽3内浇筑uhpc超高性能混凝土b，埋没定位支架1固定活动竖直板和第一梳齿板21。
17.相较于传统伸缩装置安装施工，本施工方法在完成伸缩缝两侧安装槽3开挖后，即可将整体预制的梳齿伸缩装置通过定位支架1安装就位，通过定位支架1连接梳齿板和连接附件5，提高了梳齿伸缩装置的一体化程度，降低了现场组装的难度，节约施工时间；其次是，以梁体a内锚固组件4预埋板41的顶面为界，安装槽3开挖施工时，能够快速去除铺装层和梁体a槽口，不伤及梁体a内部预埋的钢筋组件，与机械划线、人工风镐开凿等方法相比，施工效率明显提高，现场更加整洁，安装更加顺畅，梳齿钢板的锚固质量也更牢固。
18.——在一个实施例中，步骤b，定位支架1的安装过程如下：其横向竖直板12下部的水平折边121通过螺栓结构与锚固组件4的预埋板41连接，即水平折边121表面具有若干个通孔16，通孔16内贯穿锚固螺栓13，锚固螺栓13被分别位于通孔16上下两侧的压紧螺母14和调高螺母15紧固在水平折边121上，旋转调高螺母15和压紧螺母14，最终使活动竖直板和第一梳齿板21顶面标高与桥面铺装层表面高度一致，螺母旋紧定位，便于组装操作，显著减少了焊接工作量，节约施工成本；——在步骤b中，上述定位支架1锚固螺栓13的下端与锚固组件4的预埋板41焊接后，其下部通过横穿钢筋6相互连接，即贯穿水平折边121的多个锚固螺栓13在下方通过横穿钢筋6连接成为一个整体，提高了定位支架1的立体支撑强度，在后浇混凝土成型后，锚固定位结构更加牢靠；——优选地，在步骤b前，增加步骤d，通过卡销72将止水带73的两个侧边分别嵌装在安装槽3相对内侧的包边角钢71上，即止水带73沿伸缩缝的走向铺设在相邻安装槽3之间，实现了梳齿伸缩装置的密封防水效果，提高伸缩结构的使用寿命。