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
【专利摘要】本发明公开了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，标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置包括锚固系统和活动系统，锚固系统包括锚定板、锚固螺栓、活动箱组件和活动箱锚固螺栓，锚固螺栓的折弯一端伸入安装槽内与下部钢筋网连接；活动系统包括活动梳齿板、支座、上连接支承、卡榫和铰轴，活动系统通过活动箱压板扣压于活动箱组件的内部。本发明中锚固螺栓不直接与活动梳齿板连接，避免了发生活动梳齿板既要活动又被锚固螺栓锁死的矛盾结构；活动系统的转动角度，以及位移量可根据需要调整，可适应大转角、大位移的需求；定位安装方式极大的提高了安装时的操作便利性，提高了安装效率；后期养护、维修、更换便利。
【专利说明】
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
技术领域
[0001 ]本发明涉及公路桥梁建设技术领域，具体是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。
【背景技术】
[0002]随着我国由桥梁大国发展为强国，综合实力的提升不仅是建设规模变大，特殊、大型以及各种人性化的设计更是层出不穷。桥梁作为跨越障碍、实现捷径的纽带，对其形式、功能、安全、外观等均提出了更高的要求。伸缩装置是为了保证车辆平稳通过桥面并满足桥面变位需要的各种装置的总称，是桥梁的一个重要组成部分。其作用主要满足以下三点要求:①适应桥梁上部结构的位移及转角;②提供连续、舒适的车辆通行承载面;③具有良好的防水和排水功能。
[0003]桥梁伸缩装置安装在桥梁端部预留伸缩缝隙区域，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，对伸缩装置的安全、性能、寿命、外观等均提出较高的需求。目前，桥梁伸缩装置类型主要有以下几种:
[0004]1、模数式伸缩装置。该装置能够在温度变化条件下很好地满足伸缩要求，但无法满足由于荷载和风动作用下的扭变。
[0005]2、普通梳齿板伸缩装置。该装置通过梳齿相互交错满足桥梁纵向伸缩(主要为温度变化因素)要求，并提供车辆通行的承载面，但无法满足多向变位和合力扭转变位的功會K。
[0006]3、多向变位梳齿板伸缩装置。该装置和普通梳齿板桥梁伸缩装置均属于梳齿板桥梁伸缩装置，但在技术性能方面较普通梳齿板伸缩装置有本质的革新。主要区别在于该类产品设置伸缩装置转动系统，用于适应桥梁的转动。
[0007]理想的多向变位梳齿板伸缩装置在功能上必须要具备①适应桥梁上部结构的位移及转角；②提供连续、舒适的车辆通行承载面;③具有良好的防水和排水功能；同时出于经济性考虑，还应该易于安装、养护、维修和更换。
[0008]目前已有的多向变位梳齿板桥梁伸缩装置，种类较多，也各具特点，但这些产品普遍存在如下缺陷:
[0009]①锚固方式与多向变位功能设置矛盾。普通梳齿板桥梁伸缩装置，不具备多向变位即适应桥梁转动的功能，设计上考虑更多的是锚固方式的可靠、稳定、寿命等问题。而目前已有的多向变位梳齿板伸缩装置大部分在锚固方式上继承了普通梳齿板伸缩装置的设计，通常在活动梳齿板的一端设置数个“L”形锚固螺栓呈直线横向均匀排布，活动梳齿板通过这种方式被牢牢的固定于混凝土钢筋上面，在有效防止活动梳齿板上翘的同时，实际上也令其完全失去了竖向转动和横向转动的能力。原本的多向变位系统(转动系统)成了摆设；如专利 CN201110125568、专利 CN200410049491 和专利 CN201110129969所示的结构。
[0010]②转动适应能力差。所谓适应转动的能力，是指装置本身在空载状态下可以随着桥梁结构的转动而转动，而目前大部分产品采用的在梳齿板下部设置弹性垫层的方案是需要在外力作用下通过压缩变形实现角度变化，使得伸缩装置的承载面成了梁端的延伸部分，其端部将高出路面，进而影响装置的正常使用，如专利CN201110125568所示的结构。
[0011]③结构设计不合理，影响装置使用寿命，甚至造成安全隐患。有一类装置，活动梳齿板端部采用球型支座连接，并且也避免了第①个缺陷提到的问题，但其没有约束活动梳齿板与变位装置的相对滑移，在外力的频繁作用下(如车辆通过时的冲击力，有水平冲击力和竖向冲击力)，活动梳齿板会随着力反复的加载、卸载顺着球型支座的球面不断升降，严重磨损球面，使用寿命将大大降低，频繁的维修更换导致的经济损失将是巨大的;在水平冲击力和竖向冲击力的作用下活动梳齿板和球型支座会发生相对位移、竖向震动，因此容易发生活动梳齿板与球型支座脱离的情况，脱离后活动梳齿板下部失去竖向支撑便沉入安装槽内，路面出现较大凹槽，成为严重的安全隐患。如专利CN201110129969所示的结构。
[0012]④养护、维修、更换难度大。现有的产品因设计、安装、锚固的方式较普通梳齿板伸缩装置并未有实质性的改变，通常都需要长时间阻断交通，并凿开混凝土操作，最后再次浇筑混凝土。养护、维修、更换时工作量很大，交通阻断时间长，不仅经济性差，社会影响也不好。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于提供一种能够降低工作量、提高工作效率，且安全、耐用、舒适性好、经济性优良的标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置及其安装方法，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0014]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0015]一种标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置，包括锚固系统和活动系统，所述锚固系统包括锚定板、锚固螺栓、活动箱组件和活动箱锚固螺栓，所述锚定板的中部设置有锚固螺栓连接孔，锚定板的一端底部设置有定位槽，所述锚固螺栓为L形，锚固螺栓的折弯一端伸入安装槽内与下部钢筋网连接，锚固螺栓的直线段上端穿过锚定板并用第一锚固螺母拧紧;所述活动箱组件的背板嵌入锚定板的定位槽内，所述活动箱锚固螺栓为L形，活动箱锚固螺栓的折弯一端伸入安装槽内与下部钢筋网连接，活动箱锚固螺栓的直线段穿过活动箱组件，活动箱锚固螺栓的下端设置调节螺母紧贴活动箱组件的底面，活动箱锚固螺栓的上端设置第二锚固螺母紧贴活动箱组件的内顶面;所述活动系统包括活动梳齿板、支座、上连接支承、卡榫和铰轴，所述活动系统通过活动箱压板扣压于活动箱组件的内部，所述支座和上连接支承通过铰轴连接，所述上连接支承的顶部设置有凹槽和螺纹孔，所述卡榫的一端嵌入上连接支承顶部的凹槽内，卡榫的另一端嵌入活动梳齿板底部的凹槽内，并通过螺栓将上连接支承和活动梳齿板紧密连接。
[0016]作为本发明进一步的方案:所述活动梳齿板的另一端还连接有固定梳齿板，所述路面密封条设置于锚定板与活动梳齿板相邻一端的间隙内。
[0017]作为本发明进一步的方案:所述活动箱组件和活动箱锚固螺栓置于活动梳齿板的下部，且活动箱锚固螺栓置于由活动箱组件和活动梳齿板组成的密闭空间内。
[0018]作为本发明再进一步的方案:所述活动箱组件的装配方式为整体式或节段式。
[0019]所述标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置的安装方法，具体步骤如下:
[0020]I)所述活动箱组件在出厂时，在活动箱组件的顶面预先设置定位封板，定位封板的装配位置和活动梳齿板相同；
[0021]2)进行现场安装，先放置活动箱组件于伸缩缝安装槽内；
[0022]3)以定位封板顶面为参照，通过活动箱锚固螺栓调整活动箱组件的安装深度，然后拧紧调节螺母和第二锚固螺母，固定活动箱锚固螺栓；
[0023]4)放置带了锚固螺栓的锚定板，确定锚定板底部定位卡槽与活动箱组件背板准确嵌套，调整锚固螺栓上螺母的拧入深度；
[0024]5)将锚固螺栓的下部折弯部分与钢筋网固定；
[0025]6)支模板并灌注捣实钢筋混凝土；
[0026]7)待钢筋混凝土浇筑完成后，拆除定位封板，嵌入路面密封条，换装活动梳齿板，拧紧连接螺栓，完成伸缩装置的安装。
[0027]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0028]本发明中锚固系统和活动系统相对独立，锚固螺栓不直接与活动梳齿板连接，避免了发生活动梳齿板既要活动又被锚固螺栓锁死的矛盾结构；活动系统的转动角度，以及位移量可根据需要调整，可适应大转角、大位移的需求;活动箱锚固螺栓和锚固螺栓不与活动梳齿板连接，还避免了承受活动梳齿板在外力反复的作用下产生的向上的反力;活动箱锚固螺栓置于活动梳齿板下部的活动箱组件内，处于一个密闭空间中，有效的阻隔了阳光雨雪等对其造成锈蚀，大大提高了使用寿命;定位安装方式极大的提高了安装时的操作便利性，降低了工作强度，提高了安装效率，降低了安装成本;本发明充分考虑后期养护、维修、更换的便利性，并且不用开凿和重新浇筑混凝土，使得后期成本得到了有效控制，经济性好。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的结构示意图。
[0030]图2为本发明中锚固系统的结构示意图。
[0031]图3为本发明中活动系统的结构示意图。
[0032]图4为本发明中活动箱组件为整体式时的示意图。
[0033]图5为本发明中活动箱组件为节段式时的示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0035]请参阅图1-5，一种标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置，包括锚固系统和活动系统，所述锚固系统和活动系统相对独立，但又相辅相成构成一套结构简洁、经久耐用的伸缩装置，所述锚固系统包括锚定板1、锚固螺栓2、活动箱组件3和活动箱锚固螺栓4，所述锚定板I的中部设置有锚固螺栓连接孔，锚定板I的一端底部设置有定位槽，所述锚固螺栓2为L形，锚固螺栓2的折弯一端伸入安装槽内与下部钢筋网连接，锚固螺栓2的直线段上端穿过锚定板I并用第一锚固螺母5拧紧;所述活动箱组件3的背板嵌入锚定板I的定位槽内，所述活动箱锚固螺栓4为L形，活动箱锚固螺栓4的折弯一端伸入安装槽内与下部钢筋网连接，活动箱锚固螺栓4的直线段穿过活动箱组件3，活动箱锚固螺栓4的下端设置调节螺母6紧贴活动箱组件4的底面，活动箱锚固螺栓4的上端设置第二锚固螺母7紧贴活动箱组件4的内顶面;所述活动系统包括活动梳齿板9、支座1、上连接支承11、卡榫12和铰轴13，所述活动系统通过活动箱压板14扣压于活动箱组件3的内部，所述支座10和上连接支承11通过铰轴13连接，所述上连接支承11的顶部设置有凹槽和螺纹孔，所述卡榫12的一端嵌入上连接支承11顶部的凹槽内，卡榫12的另一端嵌入活动梳齿板9底部的凹槽内，并通过螺栓将上连接支承11和活动梳齿板9紧密连接，活动系统的活动梳齿板9和上连接支承11之间的卡榫连接，可以采用全螺栓连接或在上连接支承11的顶面加工一个凸台来代替卡榫12;
[0036]所述活动梳齿板9的另一端还连接有固定梳齿板15，所述路面密封条16设置于锚定板I与活动梳齿板9相邻一端的间隙内；所述活动箱组件3和活动箱锚固螺栓4置于活动梳齿板9的下部，且活动箱锚固螺栓4置于由活动箱组件3和活动梳齿板9组成的密闭空间内。
[0037]所述活动箱组件3的装配方式为整体式或节段式;活动箱组件3的装配方式为整体式时，设置有一个活动箱组件3，且活动箱压板14的底部凹槽两端和支座10两端接触面为同心圆柱面;所述活动箱组件3的装配方式为节段式时，设置有两个或两个以上的活动箱组件3，且活动箱压板14和支座10分别有两种结构形式，其分别为转动活动箱压板、滑动活动箱压板和转动支座、滑动支座，转动活动箱压板底部凹槽两端和转动支座两端接触面为同心圆柱面，滑动活动箱压板底部凹槽两端和滑动支座两端设有间隙；无论是整体式还是节段式活动箱组件，活动箱压板底部凹槽两侧和支座两侧设置有间隙。
[0038]所述标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置的安装方法，具体步骤如下:
[0039]I)所述活动箱组件3在出厂时，在活动箱组件3的顶面预先设置定位封板，定位封板的装配位置和活动梳齿板9相同；
[0040]2)进行现场安装，先放置活动箱组件3于伸缩缝安装槽内；
[0041]3)以定位封板顶面为参照，通过活动箱锚固螺栓4调整活动箱组件3的安装深度，然后拧紧调节螺母6和第二锚固螺母7，固定活动箱锚固螺栓4;
[0042]4)放置带了锚固螺栓2的锚定板I，确定锚定板I底部定位卡槽与活动箱组件3背板准确嵌套，调整锚固螺栓2上螺母的拧入深度，以锚固螺栓不高出锚定板顶面为准；
[0043]5)将锚固螺栓2的下部折弯部分与钢筋网17固定；
[0044]6)支模板18并灌注捣实钢筋混凝土 8;
[0045]7)待钢筋混凝土 8浇筑完成后，拆除定位封板，嵌入路面密封条16，换装活动梳齿板9，拧紧连接螺栓，完成伸缩装置的安装。
[0046]锚固系统的锚定板I和路面密封条16、活动梳齿板9、固定梳齿板15组成连续的承载面，锚定板1、路面密封条16和活动梳齿板9安装在桥梁伸缩缝一端的预留安装槽内，固定梳齿板15底面设有不锈钢板，一并安装在桥梁伸缩缝另一端的预留安装槽内。活动箱组件3设置于活动梳齿板9与锚定板I相邻一端的下部。
[0047]所述锚固系统与下部钢筋混凝土8连接，浇筑混凝土后固结于梁端伸缩缝预留安装槽内，能确保伸缩装置安装牢靠;锚定板I作为路面连续承载面的一部分，独立于活动梳齿板9与安装槽内混凝土紧密结合，其好处有:保护安装槽混凝土，路面混凝土与锚定板I密贝占，消除了安装间隙，避免了混凝土端面区域被车轮反复碾压时产生的集中冲击力压溃，确保安装的稳定性;保证车辆安全的从混凝土路面过渡到伸缩装置，锚定板I成为路面混凝土的延伸，在车轮长期反复碾压的过程中，因其具有优异的物理力学性能可以保证车辆安全的从锚定板I过渡到活动梳齿板9，最终顺利通过整个装置;便于开展日常养护工作，降低工作量，提高工作效率。锚定板I定位卡槽一端伸出部分，覆盖于活动箱组件3的顶部，常规养护时揭开即可进行操作，不用拆除笨重的活动梳齿板9，提高了工作效率的同时还降低了工作强度，属于人性化设计。活动箱锚固螺栓4设置于活动梳齿板9下部的活动箱组件3内部的密闭空间内，因为不用暴露在外，免去了阳光雨雪等造成的锈蚀，大大提高了使用耐久性。锚固系统与活动结构功能相对独立，锚固螺栓2和活动箱锚固螺栓4不直接与活动梳齿板9连接，受力状态明确，确保了锚固系统的结构稳定性。
[0048]所述活动箱压板14底部凹槽两端和支座10两端接触面的同心圆柱面，作用在于约束活动系统的水平位移自由度，活动箱压板14的作用在于约束活动系统的竖向位移自由度。好处在于使得伸缩装置各标准化单元块安装完成后相对位置稳定不变，保持结构的完整性，确保活动系统可以稳定的实现水平转动;上连接支承11和支座1通过铰轴13连接，确保活动系统可以稳定的实现竖向转动；上连接支承11和活动梳齿板9通过卡榫12、螺栓连接，卡榫12提供足够的抗剪力，确保了连接的处结构的稳定性、耐久性;活动系统设置于活动梳齿板9临近于锚定板I的一端，因此以铰轴13为中心的竖向转动半径足够小，活动梳齿板9绕该中心转动到设计最大角度时，其端部升程亦足够小，确保了路面连续承载面的平顺过渡，满足舒适性要求。
[0049]所述标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置在安装时，活动箱锚固螺栓4可上下调节伸入钢筋网17的深度，以适应不同的安装深度需要;定位封板，有利于快速定位安装位置，而并不依赖于笨重的活动梳齿板9，同时其封闭了活动箱组件3顶面，防止混凝土浇筑时流入内部，破坏结构的正常功能，从而释放了对施工操作的约束，大大提高安装效率的同时，也降低了工作强度，因此也减少了误操作的机率;标准化单元式的结构有利于安装操作实现流程化，提高安装施工的效率，同时也确保了安装质量。活动梳齿板9和活动箱组件3的连接方式，通过上支座顶面和活动梳齿板9底面的卡榫12和连接螺栓连接。锚定板I 一端底部定位卡槽与活动箱组件3的背板嵌套，并通过锚固螺栓与钢筋网17连接;伸缩装置的养护、维修甚至更换仅需拆除活动梳齿板9及下部活动箱组件3内的零部件，无需开凿混凝土及拆除其他结构。由于更换快捷，易操作，避免了交通阻断，只需围挡局部区域，维修更换快速化，因此更为经济、便捷。
[0050]本发明中锚固系统和活动系统相对独立，锚固螺栓2不直接与活动梳齿板9连接，避免了发生活动梳齿板9既要活动又被锚固螺栓2锁死的矛盾结构;活动系统的转动角度，以及位移量可根据需要调整，可适应大转角、大位移的需求;活动箱锚固螺栓4和锚固螺栓2不与活动梳齿板9连接，还避免了承受活动梳齿板9在外力反复的作用下产生的向上的反力，若不断承受外力的反力，锚固螺母2将被挑断而脱离，最终导致整个装置的破坏;活动箱锚固螺栓4置于活动梳齿板9下部的活动箱组件3内，处于一个密闭空间中，有效的阻隔了阳光雨雪等对其造成锈蚀，大大提高了使用寿命;定位安装方式极大的提高了安装时的操作便利性，降低了工作强度，提高了安装效率，降低了安装成本;本发明充分考虑后期养护、维修、更换的便利性，并且不用开凿和重新浇筑混凝土，使得后期成本得到了有效控制，经济性好。
[0051]上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置，其特征在于，包括锚固系统和活动系统，所述锚固系统包括锚定板(I)、锚固螺栓(2)、活动箱组件(3)和活动箱锚固螺栓(4)，所述锚定板(I)的中部设置有锚固螺栓连接孔，锚定板(I)的一端底部设置有定位槽，所述锚固螺栓(2)为L形，锚固螺栓(2)的折弯一端伸入安装槽内与下部钢筋网连接，锚固螺栓(2)的直线段上端穿过锚定板(I)并用第一锚固螺母(5)拧紧;所述活动箱组件(3)的背板嵌入锚定板(I)的定位槽内，所述活动箱锚固螺栓(4)为L形，活动箱锚固螺栓(4)的折弯一端伸入安装槽内与下部钢筋网连接，活动箱锚固螺栓(4)的直线段穿过活动箱组件(3)，活动箱锚固螺栓(4)的下端设置调节螺母(6)紧贴活动箱组件(4)的底面，活动箱锚固螺栓(4)的上端设置第二锚固螺母(7)紧贴活动箱组件(4)的内顶面;所述活动系统包括活动梳齿板(9)、支座(10)、上连接支承(11)、卡榫(12)和铰轴(13)，所述活动系统通过活动箱压板(14)扣压于活动箱组件(3)的内部，所述支座(10)和上连接支承(11)通过铰轴(13)连接，所述上连接支承(11)的顶部设置有凹槽和螺纹孔，所述卡榫(12)的一端嵌入上连接支承(11)顶部的凹槽内，卡榫(12)的另一端嵌入活动梳齿板(9)底部的凹槽内，并通过螺栓将上连接支承(11)和活动梳齿板(9)紧密连接。2.根据权利要求1所述的标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置，其特征在于，所述活动梳齿板(9)的另一端还连接有固定梳齿板(15)，所述路面密封条(16)设置于锚定板(I)与活动梳齿板(9)相邻一端的间隙内。3.根据权利要求1所述的标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置，其特征在于，所述活动箱组件(3)和活动箱锚固螺栓(4)置于活动梳齿板(9)的下部，且活动箱锚固螺栓(4)置于由活动箱组件(3)和活动梳齿板(9)组成的密闭空间内。4.根据权利要求1所述的标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置，其特征在于，所述活动箱组件(3)的装配方式为整体式或节段式。5.—种如权利要求1-4任一所述的标准化单元式自适应梳齿板形伸缩装置的安装方法，其特征在于，具体步骤如下: 1)所述活动箱组件(3)在出厂时，在活动箱组件(3)的顶面预先设置定位封板，定位封板的装配位置和活动梳齿板(9)相同； 2)进行现场安装，先放置活动箱组件(3)于伸缩缝安装槽内； 3)以定位封板顶面为参照，通过活动箱锚固螺栓(4)调整活动箱组件(3)的安装深度，然后拧紧调节螺母(6)和第二锚固螺母(7)，固定活动箱锚固螺栓(4); 4)放置带了锚固螺栓(2)的锚定板(I)，确定锚定板(I)底部定位卡槽与活动箱组件(3)背板准确嵌套，调整锚固螺栓(2)上螺母的拧入深度； 5)将锚固螺栓(2)的下部折弯部分与钢筋网(17)固定； 6)支模板(18)并灌注捣实钢筋混凝土(8); 7)待钢筋混凝土(8)浇筑完成后，拆除定位封板，嵌入路面密封条(16)，换装活动梳齿板(9)，拧紧连接螺栓，完成伸缩装置的安装。
【文档编号】E01D19/06GK105926432SQ201610268707
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】李洪坡, 孟津, 解刚, 张建立
【申请人】陕西鸿博百川工程材料有限公司