一种桥梁大型无缝式抗震伸缩缝的制作方法

1.本发明涉及伸缩缝技术领域，特别是一种桥梁大型无缝式抗震伸缩缝。


背景技术：

2.现在公路桥梁上使用的无缝式伸缩缝的伸缩量是小于50mm的，tst弹塑体伸缩缝，一般在国道二、三级公路上使用，国道一级以及高速公路上很少使用。优点主要是结构简略，施工速度快，对交通影响小，在城市中小桥梁弹性缝改造中得到了较多的使用。可满意弯、坡、斜、宽桥纵、横、竖三个方向弹性和变形，密封防水性好，耐酸碱腐蚀，行车平稳、舒适、无噪音、造价低等优点。完成经过的车辆荷载和较小伸缩量，但还存在诸多问题需要解决；
3.1.缺点主要是表层损坏，边际易呈现裂缝，施工过程简单，但受高温影响使资料变性。特别适合于槽口较浅的板式橡胶弹性缝的改造。如果在施工中可以对资料低温性能和工艺过程严格控制，弹塑体弹性缝对于弹性量小于30mm的城市桥梁还是比较适用的；
4.2、伸缩缝的原理、功能、生产工艺性较简单，伸缩量小于30mm。不能大伸缩量，原因是当较大伸缩量时表面出现凹凸不平及坑槽现象，拉伸时产生凹坑，回缩挤压时局部产生凸起，伸缩缝横断面面积变化较大。通过的车辆跳车严重，甚至造成翻车的可能。所以满足不了较大伸缩量的伸缩缝。
5.在现有专利中，在现有中国的专利中，最接近的现有技术是申请号为cn202022587875.x，名称为一种防水结构桥梁伸缩缝的专利，公开了包括桥梁、桥面与伸缩缝，桥梁的顶端设置有泡沫防水层，并且泡沫防水层的底端设置有积水排出管，并且桥梁的外侧壁开设有穿孔，积水排出管穿过穿孔并向桥梁外侧延伸，并且泡沫防水层的顶端铺设有水泥砂浆，并且水泥沙浆的顶端铺设有花岗岩，伸缩缝的外侧套装有防水橡胶条，并且伸缩缝的内部填装有防水橡胶层，并且伸缩缝的顶端设置有防水布，桥面的顶端盖装有防水盖，并且防水盖的底端设置有第一减震杆，并且第一减震杆的底端固定连接有弹簧，并且第一减震杆的圆周外部套装有第二减震杆，桥梁的内底壁安装有测试仪；该专利伸缩缝外侧填装胶条，虽然能防水，但是伸缩缝也会变得不固定，车辆来回碾压，影响伸缩缝的寿命，需要解决；
6.申请号为cn202122748122.7，名称为桥梁伸缩缝装置的专利，其公开了包括伸缩缝遮蔽机构，支承横梁支承在减震机构上，特点：减震机构包括箱体、箱盖、横梁支承端上压紧装置、垫板和横梁支承端下支承装置，箱体设在桥梁梁体上，箱盖盖配在箱体上，横梁支承端上压紧装置包括横梁支承端上压紧耐磨板和横梁支承端上压紧支承块，垫板叠置在横梁支承端上压紧支承块的上方，横梁支承端下支承装置包括横梁支承端耐磨支承板和横梁支承端承压支承块；伸缩缝遮蔽机构与支承横梁的中部及箱盖固定；横梁支承端上压紧支承块及横梁支承端承压支承块为聚氨酯块，横梁支承端上压紧耐磨板及横梁支承端耐磨支承板为聚四氟乙烯板；该专利解决了抗震，但是不易更换，需要解决。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是提供一种桥梁大型无缝式抗震伸缩缝，提高伸缩缝荷载承受能力、托梁体抗正弯矩能力、托梁体两端支撑点抗剪切能力及伸缩缝表面平整度，车辆经过时的舒适性；
8.本发明的技术方案是，
9.一种桥梁大型无缝式抗震伸缩缝，安装在桥梁伸缩缝槽口上；包括与槽口一侧固定的左伸缩缝骨架、与槽口另一侧固定的右伸缩缝骨架、设在所述左伸缩缝骨架和右伸缩缝骨架之间的恒等截面装置以及设在所述左伸缩缝骨架和右伸缩缝骨架之间的渗水槽排水总成；
10.所述槽口为沿桥梁宽度方向开设的矩形槽；所述左伸缩缝骨架和右伸缩缝骨架均为l形；l形底端设在槽口底部，所述左伸缩缝骨架和右伸缩缝骨架的l形相对设置；所述渗水槽排水总成设在所述左伸缩缝骨架和右伸缩缝骨架的l形底部；
11.所述恒等截面装置分别与所述左伸缩缝骨架和右伸缩缝骨架滑动连接。
12.进一步的，所述恒等截面装置包括与所述左伸缩缝骨架连接的左升降装置、与所述右伸缩缝骨架连接的右升降装置以及设在左升降装置和右升降装置之间的骨料总成；左升降装置和右升降装置之间围成一个开口槽；可变面积的骨料总成设在所述开口槽内。
13.进一步的，所述左升降装置包括与左伸缩缝骨架固定连接的伸缩升降箱、一端与所述伸缩升降箱滑动连接的托梁体以及与所述托梁体滑动连接的第一托板总成；所述托梁体另一端与所述右伸缩缝骨架滑动连接；
14.所述伸缩升降箱为一端开口的矩形箱体，开口侧与所述左伸缩骨架10的外侧固定连接；
15.所述伸缩升降箱上设有弧形轨道，所述托梁体一端设有与托梁体转动连接的伸缩升降端支撑轴，所述伸缩升降端支撑轴上设有滚轴，所述滚轴与所述弧形槽滚动连接；
16.所述托梁体截面为工字形；所述左伸缩缝骨架设有第一滑槽，所述右伸缩缝骨架设有第二滑槽，所述第一滑槽与所述第二滑槽相对设置；
17.所述托梁体分别与第一滑槽以及第二滑槽滑动连接；
18.所述托梁体另一端设有卡接头，所述卡接头与第二滑槽的两个端面抵接。
19.进一步的，所述第一托板总成包括与所述托梁体滑动连接的第一滑块、与所述第一滑块固定连接的第一托板以及与所述第一托板垂直固定连接的第一挡板；第一托板与第一挡板围成l形；第一挡板与所述左伸缩缝骨架贴合；
20.所述第一滑块上设有t形槽，所述托梁体与所述t形槽滑动连接；所述托梁体与所述右伸缩缝骨架卡接的一端设有第一固定块以及转动轴；所述第一固定块设在所述开口槽内，所述转动轴与所述托梁体转动连接；所述转动轴与所述右侧伸缩缝骨架外侧滚动连接。
21.进一步的，所述左伸缩缝骨架以及右伸缩缝骨架外侧均设有保护所述伸缩升降箱的保护罩。
22.进一步的，所述右升降装置与所述左升降装置结构相同；从竖直方向向下看，所述左升降装置与所述右升降装置相对交错设置；
23.所述右升降装置设有第二托板总成；第二托板总成包括第二托板以及第二挡板；第二托板与第二挡板围成l形；第二挡板与所述右伸缩缝骨架贴合；
24.第二托板与第一托板搭接。
25.进一步的，所述骨料总成设在与第一托板、第二托板、第一挡板和第二挡板围成的空间内。
26.进一步的，所述左伸缩缝骨架和右伸缩缝骨架远离第一托板的一端通过弹簧网连接。
27.所述骨料总成包括上、下两部分；下部为粗骨料层；上部为细骨料层；所述弹簧网设在细骨料层内部。
28.进一步的，组成所述粗骨料层的组分包括30％—45％的tst弹塑体和70％-55％的粗骨石料，所述粗骨石料粒径范围20-35mm，所述粗骨石料采用鹅卵石；
29.组成所述细骨料层的组分包括30％—45％的tst弹塑体和70％-55％的细骨石料，所述细骨石料粒径范围5-15mm，细骨石料采用玄武岩碎石。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果是，
31.1、通过设置的恒截面面积装置，当伸缩缝变宽时，桥梁基体带动左伸缩骨架向左运动、右伸缩骨架向右运动，托梁体会在伸缩升降箱的弧形槽内向上运动，托梁体上的第一托板、第一挡板、第二托板、第二挡板随之向上运动，第一挡板、第一托板、第一挡板、第二托板、第二挡板围成的面积保持不变，由于骨料总成具有弹性，车辆经过时，骨料总成变成扁平状态，不会造成伸缩缝凸起；如果伸缩缝变窄，则托梁体运动方向向下，骨料总成在左、右伸缩缝骨架的作用下，变得更加竖直，第一托板、第一挡板、第二托板、第二挡板围成的面积也保持不变；综上所述，本装置实现了无论伸缩缝变宽或变窄，都不会造成路面凸起或下陷，保持车辆平稳通过。
32.2、受力合理：多个托梁体对应排序支撑托板、形成整体后，由槽内填充tst拌合料来支撑车辆荷载和冲击。
33.3、满足抗震：可以三维变位，能够满足及适应弯桥、斜桥及大跨径桥梁使用。
34.4、安装简单：该伸缩缝可在生产厂家整体组装完成，现场可整体分段(2—3)调整安装，主要工作是伸缩缝预留连接钢筋和混凝土浇筑。
35.5、使用寿命长：伸缩缝下端设止水带，防太阳暴晒，采用eva板；延长使用寿命，是改性沥青的2-3倍。
36.6、性能优点：避免或减缓桥头跳车及降噪，方便维护、清扫，可防渗水。无缝伸缩缝粘接料能充分吸收车辆振动冲击，车辆驶过舒适平稳。
37.7、弹性恢复力非常高：能适应不断重复的温度和荷载位移。
38.8、tst弹塑体的低温柔性和高温稳定性都非常好：在-40℃时不会变脆，在80℃时不会流动。
39.9、骨料总成的成分包括30％—45％的tst弹塑体；使得骨料具有弹性，便于随着伸缩缝变形，tst弹塑体高温粘附性好：施工时可与现有路面牢固粘结，常温一点儿也不粘，冷却后又不会被粘带走。
40.10、填料更换方便、灵活：当伸缩缝tst弹性体料需要更换时，可从一端边清除边换填，而且可在不阻断交通的情况下半幅施工。安装后两个小时即可开放交通，若喷水加速冷却，一小时后即可开放交通。
41.11、经济效益好：一次性投资，后期成本低廉。
42.12、运输方便，产品打捆包装，根据用量而定量和定尺，易储存和保养；
43.13、通过设置的弹簧网，能够阻挡骨料总成被车轮带走，同时增加骨料总成的荷载强度，延长使用寿命；当骨料总成变形时，弹簧网对骨料总成产生挤压，有助于托板下移。
附图说明
44.附图1为本发明的立体结构示意图；
45.附图2为本发明的左视图；
46.附图3为等截面装置的立体结构示意图；
47.附图4为本发明的立体爆炸图；
48.附图5为伸缩缝骨架与托梁体的连接结构立体图；
49.附图6为伸缩缝骨架与托梁体的连接结构俯视图；
50.附图7为滑动轨道架的结构示意立体图；
51.附图8为等截面装置截面变化原理图；
52.附图9为等截面装置的截面变化曲线图；
53.附图10为左、右伸缩缝骨架与渗水槽排水总成的连接示意图；
54.附图11为滑块的立体结构示意图；
55.附图12为托梁体、卡接头、滚轴、伸缩升降端支撑轴的连接示意图；
56.附图13为本发明单端升降的原理图；
57.附图14为伸缩缝变宽时，骨料总成的受力图；
58.附图15为伸缩缝变窄时，骨料总成的受力图。
59.附图中，6-第二挡板、7-第一挡板、10-左伸缩缝骨架、9-右伸缩缝骨架、16-渗水槽排水总成、20-伸缩升降箱、21-弧形轨道、30-托梁体、32-伸缩升降端支撑轴、33-滚轴、35-转动轴、36-缝隙、40-第二托板、41-第一托板、44-t形槽、43-第一固定块、50-弹簧网、55-骨料总成、56-粗骨料层、57-细骨料层、200-保护罩、第一滑块431。
具体实施方式
60.首先需要说明的是，本发明任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供。因此，其它实施例也在相应权利要求项的保护范围之内。
61.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
62.实施例1
63.请参阅图1-图15所示：
64.本实施例提供了一种桥梁大型无缝式抗震伸缩缝，安装在桥梁伸缩缝槽口上；包括与槽口一侧固定的左伸缩缝骨架10、与槽口另一侧固定的右伸缩缝骨架9、设在所述左伸缩缝骨架10和右伸缩缝骨架9之间的恒等截面装置以及设在所述左伸缩缝骨架10和右伸缩缝骨架9之间的渗水槽排水总成16；
65.所述槽口为沿桥梁宽度方向开设的矩形槽；所述左伸缩缝骨架10和右伸缩缝骨架
9均为l形；l形底端设在槽口底部，所述左伸缩缝骨架10和右伸缩缝骨架9的l形相对设置；所述渗水槽排水总成16设在所述左伸缩缝骨架10和右伸缩缝骨架9的l形底部；
66.所述恒等截面装置分别与所述左伸缩缝骨架10和右伸缩缝骨架9滑动连接。
67.所述恒等截面装置包括与所述左伸缩缝骨架10连接的左升降装置、与所述右伸缩缝骨架9连接的右升降装置以及设在左升降装置和右升降装置之间的骨料总成55；左升降装置和右升降装置之间围成一个开口槽；可变面积的骨料总成55设在所述开口槽内。
68.所述左升降装置包括与左伸缩缝骨架10固定连接的伸缩升降箱20、一端与所述伸缩升降箱20滑动连接的托梁体30以及与所述托梁体30滑动连接的第一托板总成；所述托梁体30另一端与所述右伸缩缝骨架9滑动连接；
69.所述伸缩升降箱20为一端开口的矩形箱体，开口侧与所述左伸缩骨架10的外侧固定连接；
70.所述伸缩升降箱20上设有弧形轨道21，所述托梁体30一端设有与托梁体30转动连接的伸缩升降端支撑轴32，所述伸缩升降端支撑轴32上设有与其转动的滚轴33，所述滚轴33与所述弧形轨道21滚动连接；
71.更详细的方案是，伸缩升降端支撑轴32两端安装了两个环形滚轴33，它的运动轨迹在弧形轨道21之上，完成水平往返移动，同时完成上下移动轨迹，由弧形轨道21支撑伸缩升降端支撑轴32所传递的荷载；
72.所述托梁体30截面为工字形；所述左伸缩缝骨架10设有第一滑槽，所述右伸缩缝骨架9设有第二滑槽，所述第一滑槽与所述第二滑槽相对设置；
73.所述托梁体30分别与第一滑槽以及第二滑槽滑动连接；
74.所述托梁体30另一端设有卡接头，所述卡接头分别与第二滑槽的两个端面抵接。
75.所述第一托板总成包括与所述托梁体30滑动连接的第一滑块431、与所述第一滑块431固定连接的第一托板41以及与所述第一托板41垂直固定连接的第一挡板7；第一托板41与第一挡板7围成l形；
76.所述第一滑块431上设有t形槽44，所述托梁体30与所述t形槽44滑动连接；所述托梁体30与所述右伸缩缝骨架9卡接的一端设有第一固定块43以及转动轴35；
77.所述第一固定块43与转动轴35之间的缝隙36与右伸缩骨架9的厚度相适配；第一固定块43与右伸缩缝骨架9的内侧抵接；
78.所述第一固定块43设在所述开口槽内且与托梁体30焊接，所述转动轴35与所述托梁体30转动连接；所述转动轴35与所述右侧伸缩缝骨架9外侧滚动连接。所述第一滑块431与第一固定块43结构相同；
79.所述右升降装置与所述左升降装置结构相同；从竖直方向向下看，所述左升降装置与所述右升降装置相对交错设置；
80.所述右升降装置设有第二托板总成；第二托板总成包括第二托板40以及第二挡板6；第二托板40与第二挡板6围成l形；第二托板40与第一托板41搭接。
81.所述骨料总成55设在与第一托板41、第二托板40、第一挡板7和第二挡板6围成的空间内。
82.所述左伸缩缝骨架10和右伸缩缝骨架9远离第一托板41的一端通过弹簧网50连接。
83.所述骨料总成55包括上、下两部分；下部为粗骨料层56；上部为细骨料层57；所述弹簧网50设在细骨料层内部。
84.所述粗骨料层56组分包括30％—45％的tst弹塑体和70％-55％的粗骨石料，所述粗骨石料粒径范围20-35mm，所述粗骨石料采用鹅卵石；
85.所述细骨料层57组分包括30％—45％的tst弹塑体和70％-55％的细骨石料，所述细骨石料粒径范围5-15mm，细骨石料采用玄武岩碎石。
86.更详细的方案是，组成tst桥梁伸缩缝的材料要求：tst弹塑体用量范围30％—45％，其性能自shore-a 0度至shore-d 70度可调；耐拉伸性能优异，抗张强度最高可达十几个mpa，断裂伸长率最高可达十倍以上；长期耐温可超过70℃，低温环境性能良好，在-60℃温度下仍能保持良好的绕曲性；粗骨石料主层为鹅卵石料，规格为37.5mm(方孔筛)，粒径范围20-35mm，硬度范围宽阔，压碎值不大于25％；表层细骨料56规格为13.2mm(方孔筛)，碎石采用玄武岩，小粒径范围5～15mm。
87.tst弹塑体的制作方法，将专用的特制的弹塑体主料rs橡胶加热溶溶后，灌入经加热的碎石中，形成"tcs桥梁接缝弹塑体"。碎石(细骨料、粗骨料)支持车辆载荷，tcs-z专用粘合剂保证界面强度。
88.tst弹塑体伸缩缝特点:
89.a.tcs弹塑体直接平铺在桥梁界缝处，与前后的桥面或路面铺装形成连续体，桥面平整无缝，行车比有缝的桥自然更平稳、舒适、无噪音、振动小，且具有便于维护、清扫、除雪等优点。
90.b.构造简单，不需装设专门的伸缩构件和在梁端预埋锚固钢筋，施工方便快速，铺装冷却后，即可开放交通。
91.c.这种弹性接缝能吸收各方面的变形和振动，且阻尼性高，对桥梁减震有利，可满足弯桥、坡桥、斜桥、宽桥的纵横竖三个方向的伸缩和变形。
92.d.因接缝和桥面铺装连成一体，故密封防水性好，且耐酸碱腐蚀。
93.如图13所示，本恒等截面装置能满足单端升降、翘角、扇面。一侧骨架10发生沉降时伸缩缝仍保持一平面，同时多方位变化时，伸缩缝仍保持正常使用，如扇面、翘角及单端沉降，所以为抗震伸缩缝,现场荷载试验可承受车辆单轴荷载280吨以上。
94.本发明的工作过程，
95.伸缩缝截面的变化如图8所示；伸缩缝的截面宽度为w,高度为h；
96.从图上可以看出，无论伸缩缝的截面变得扁平(w变大、h缩小)或者瘦高(w变小、h变大)，其面积不会发生变化，这样就保证了伸缩缝无论变宽或者变窄，伸缩缝内的骨料总成总能保持与路面齐平。
97.伸缩缝的宽度w、高度h以及截面积s(定值)符合下面公式；
98.w
×
h＝sw、h的变化满足下面公式；
[0099][0100]
式中c为常数；
[0101]
通过上式能够计算出伸缩缝宽度w变化后，对应的h的变化，从这里可以推导出滚轴33的运动轨迹，也就是弧形槽21的形状；
[0102]
如图14-15所示，当伸缩缝变宽时，左伸缩骨架10向左移动，左伸缩缝骨架10带动伸缩升降箱20向左移动，由于托梁体30一端与右伸缩骨架9的第二滑槽卡接，不能左右移动，只能沿着第二滑槽上下移动，所以伸缩升降箱20的弧形轨道21带动托梁体30上的滚轴33在弧形轨道内向上滚动；托梁体30沿着第一滑槽以及第二滑槽向上运动；此时左伸缩骨架10推动第一挡板7向右运动，托梁体30推动第一托板41向上运动，第一托板总成完成向斜上方移动；
[0103]
左伸缩骨架10向左移动时，推动右升降装置的转轴35向左移动，转轴35带动右升降装置的托梁体30向左移动，托梁体30带动滚轴33沿着弧形轨道21向上滚动，托梁体30沿着第一滑槽以及第二滑槽向右上方运动；第二托板40以及第二挡板6向右上方运动；
[0104]
第二托板40、第二挡板6、第一托板41、第二挡板7围成的图形变成扁平；第二托板40、第二挡板6、第一托板41、第二挡板7将骨料总成压成扁平形状；此时第二托板40、第二挡板6、第一托板41、第二挡板7围成的图形面积与起始的面积相等；不会造成伸缩缝顶面的骨料下陷或凸起；
[0105]
伸缩缝变窄时，运动方向相反就不在叙述。
[0106]
伸缩缝的截面宽度为w,高度为h；
[0107]
实施例2
[0108]
本实施例与实施例1基本相同；
[0109]
不同之处在于，所述左伸缩缝骨架外侧设有保护所述伸缩升降箱20的保护罩200，所述保护罩200与所述左伸缩缝骨架10固定连接。
[0110]
设置保护罩200，可以防止粉尘进入伸缩升降箱20内，造成运动部件卡阻；
[0111]
本实施例与实施例1工作过程以及工作原理就不在赘述。
[0112]
实施例3
[0113]
本实施例与实施例1结构基本相同；
[0114]
不同之处在于，所述渗水槽排水总成16为止水带结构，止水带两端分别与左伸缩骨架10以及右伸缩骨架9密封连接，避免积水对路基造成损害。
[0115]
所述渗水槽排水总成16包括eva板；
[0116]
止水带的安装，将左、右伸缩缝骨架10/9底面上开槽，为eva板两侧鸭嘴式固定端，将eva板两边塞入槽内，用螺栓固定。该伸缩缝是无渗漏防水，为以防万一而设置。
[0117]
本实施例与实施例1工作过程以及工作原理就不在赘述。
[0118]
实施例4
[0119]
本实施例与实施例1结构基本相同；
[0120]
不同之处在于，弹簧网50布置在填料内粗骨石料层平面之上(鹅卵石料)，埋设在细粒径碎石之中；要求组成弹簧网50的抚平弹簧等长度，设计长度小于伸缩缝最窄尺寸，保持抚平弹簧处于张力之中，螺距最大时，要小于25mm，直径在20—25mm之间，相邻抚平弹簧之间净距为20—25mm，该结构经过长期试验表明，能够避免底层的鹅卵石料凸出到顶面，造成车胎过度磨损；
[0121]
本实施例与实施例1工作过程以及工作原理就不在赘述。
[0122]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或
基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。目前，本技术的技术方案已经采用实施例1的最佳实施方式，已经进行了中试，即产品在大规模量产前的小规模实验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已经着手准备产品正式投产进行产业化；以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。