互支式橋梁伸縮裝置的製作方法

2023-09-16 02:00:00

專利名稱：互支式橋梁伸縮裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種橋梁伸縮裝置，不僅能滿足一般橋梁伸縮需要，尤其能適應斜橋、 彎橋和坡橋大位移量、全方位複合變形。
背景技術：
目前使用的橋梁伸縮裝置有三大類其一、模數式橋梁伸縮裝置。對坡橋、彎橋適應能力有限，安裝維修困難；而且其橫 橋向布置的縱梁在車輛通過時產生振動難以根除，加速該裝置損壞，縮短使用壽命。雖然加 減噪板後有所改善，但縱梁頻繁順橋向受力彎曲以致疲勞斷裂的現象屢見不鮮。其二，梳齒板式伸縮裝置。梳齒板的「整體性」限制了其對橋梁複合變形的適應力。 雖然近年做了大量改進，比如1、梳板與梁體採用彈性連接或鉸鏈連接，2、引入活動梳齒， 3、梳齒支點加高等；但由於通過對側梁體支承的方式未變，沒有根除齒端翹起問題，一些鉸 接也形同虛設。對橋梁複合變位的適應能力有限。其三、異型鋼單縫伸縮裝置、聚合物混凝土伸縮裝置、彈塑體伸縮裝置不能適應大 位移量要求。未見其他能適應橋梁大位移量、複合變形的伸縮裝置。另，專利「防震的連接式橋板伸展接頭」(ZL03805728. X)中公布的所述「指狀件」 通過第一鉸鏈、第二鉸鏈與梁體連接，在適應橋梁複合變形方面有明顯進步，但增加了橋梁 伸縮裝置在順橋向的安裝寬度，其受力情況也不盡合理。

發明內容
為充分適應斜橋、彎橋和坡橋的大位移量複合變形，解決現有橋梁伸縮裝置易損 壞、難維修的問題，本發明中，半梁①(及中梁②)順橋向布置，避免了模數式伸縮裝置振動 損壞；化整為零避免梳齒板式伸縮裝置靈活性不足的缺陷；可充分適應橋梁複合變形，且 維修方便。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是半梁(及中梁)順橋梁軸線方向， 在橋梁伸縮縫兩側相間或相對安裝，所有半梁及中梁上表面與橋面平齊或基本平齊。半梁 近梁端③通過轉動支架⑤連結在錨固架上。半梁遠梁端④與對側相鄰或相對半梁(或中 梁)，互以對方為支承，並伸縮。半梁互相支承並伸縮的方案有多種。方案一、伸縮縫兩側相 間安裝的半梁形狀相同，且半梁橫截面為工字形(兩端除外)。半梁遠梁端與對側相鄰半 梁(或中梁)通過滑塊軸相互連接，互相支承。滑塊軸的滑塊部分嵌入對側相鄰工字形半 梁側面的凹槽內，滑塊軸的軸端嵌入半梁遠梁端的軸孔內。相鄰半梁或中梁通過其側面的 凹槽支撐滑塊軸，從而支撐相鄰半梁遠梁端或中梁一端。半梁遠梁端的滑塊軸在中梁或對 側相鄰半梁側面凹槽內滑動，滿足橋梁縱向伸縮需要。該半梁方案具有節約鋼材、承重量大 的特點，適合公路主車道使用。方案二、伸縮縫兩側安裝的半梁形狀不同，一側半梁橫截面 為工字形(與轉動支架連結端除外)，對側半梁截面為矩形，插入相鄰兩工字型半梁之間的空腔。當需加設中梁時，伸縮縫兩側與轉動支架連結的同為矩形截面半梁，相對插入相鄰中 梁工字型截面形成的空腔內。方案三、半梁成對安裝，圓柱狀半梁插入芯部為圓形深孔的半 梁，該對半梁互為支承並伸縮。柱狀半梁與芯部帶孔的半梁的配合截面形狀還可以為矩形、 梯形、三角形等。方案二和方案三結構性能相對較差，但半梁間間隙較小，適宜在便道和人 行道安裝使用，以避免較窄的自行車胎和鞋跟陷入。本發明解決其技術問題所採用的技術方案中，與上述半梁互支方案一相配合使用 的轉動支架為轉動支架上部中間切槽，槽寬與半梁寬度相適應；槽深大於半梁近梁端高 度，給半梁轉動留有空間；槽兩側有同心孔，用以與半梁遠梁端連結。轉動支架下部車環形 槽，以便通過定位板連接到錨固架上。該轉動支架下部環形槽中心線與上部槽兩側同心孔 的軸線在同一平面並垂直。為適應半梁互支方案二、三以及更多其他半梁互支方案，轉動支 架結構也應在保證兩轉動軸或孔的軸線在同一平面並相互垂直的前提下，做相應改變。半 梁近梁端通過該轉動支架連結，使半梁可繞轉動支架豎向軸線轉動，從而滿足彎橋伸縮縫 扇形變化和橋梁兩端面橫向錯動。半梁近梁端通過轉動支架連結，還可使半梁繞轉動支架 橫向軸線轉動，從而滿足橋梁梁端因負荷變化等原因引起的轉動(或稱「翹起」)及梁端與 橋臺上下錯動。為適應橋梁梁端橫向錯動引起的半梁橫橋向間間距變化，半梁(及中梁)間預留 間隙。半梁互支方案一的半梁遠梁端軸孔內兩滑塊軸間預留間隙，並設彈性元件，保證滑塊 軸滑塊部分嵌入凹槽深度。半梁互支方案一和二，為避免半梁遠梁端相互遠離，防止滑塊 軸(或矩形截面半梁)脫出，保證半梁順直，把該裝置兩端分別相鄰兩半梁的一側，改工字 型截面為T型槽截面，與之相配合的滑塊軸亦作相應調整。為延長該橋梁伸縮裝置使用壽 命，其轉動、滑動部分採取潤滑措施或耐磨防腐材料，如加裝銅墊、銅套、四氟墊、石墨粉、潤 滑脂等。本發明的有益效果是，半梁遠梁端互相支承或藉助中梁互相支承，從根本上解決 了齒端翹起問題，而且可以伸縮自如。轉動支架的應用不僅滿足橋梁複合變位要求，而且其 兩個可轉動軸(孔)的軸線在同一平面並互相垂直，更有利於承受來自車輛的載荷。該轉 動支架優於03805728. X號專利公布的鉸鏈連接，結構更加合理、緊湊。03805728. X號專利 的獨立權利要求中明確指出其指狀件「被設置於一滑動支撐件之上」，而不是「互相支撐」， 使伸縮縫一側軸線與橋面平行的鉸接虛設，限制了其鉸接優勢的發揮。本發明半梁以工字 鋼加肋結構為主，節約鋼材，力學性能優越。該伸縮裝置避免了模數式伸縮裝置的振動缺 陷，並解決了梳齒板縫齒端翹起問題，憑藉其特有的靈活性和適應性，可充分滿足橋梁複合 變位需要，從而大大延長使用壽命，而且行車平穩、生產、運輸、安裝、維修方便。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是本發明結構(橫橋向)示意圖。圖2是本發明(橋面)示意圖。圖3是本發明圖2的截面示意4是本發明加設中梁的結構示意圖(局部)。圖5是本發明在斜橋上應用示意圖(局部)。
圖6是本發明適應橋梁梁端橫向錯位示意圖。圖7是本發明適應橋梁梁端豎向錯位示意圖。圖8是本發明在彎橋上應用或適應扇形變化示意圖。圖9是本發明互支方案一安裝示意圖(局部)。圖10是本發明互支方案一部分組件示意圖。圖11是本發明互支方案二安裝示意圖。圖12是本發明互支方案二加設中梁時示意圖。圖13是本發明互支方案二半梁示意圖。圖14是本發明互支方案二加設中梁時中梁、半梁示意圖。圖15是本發明互支方案三中梁、半梁、轉動支架示意圖。圖16是本發明互支方案三安裝示意圖。圖17是本發明互支方案三加設中梁時安裝示意圖(局部)。圖18是本發明轉動支架通過T形槽安裝到錨固架的示意圖。圖19是本發明又一轉動支架形式及其安裝到錨固架的示意圖。圖20是本發明滑塊軸的一種潤滑方式示意圖。圖21是本發明引用的ZL03805728. X專利的附圖。除專門介紹本發明半梁互支方案的附圖外，均以半梁互支方案一為例示出。為更 多顯示本發明的細節，在橫橋向只畫出了一小段，實際使用中可根據橋梁寬度伸展，不受限 制。半梁的長度、寬度、高度的比例，也可根據伸縮縫寬度及伸縮量大小相應調整。圖中1.半梁(泛指本發明半梁或專指互支方案一的半梁；la、lb為互支方案二 中分別安裝在伸縮縫兩側的半梁；「lc、ld」、「le、lf」、「lg、lh」、「li、lj」分別為互支方案三 中圓形、矩形、梯形、三角形不同截面配對使用的半梁；lm、ln為互支方案一、二橫橋向兩端 半梁)，2.轉動支架(2a、2b為本發明另外兩種轉動支架)，3.錨固架，4.止水帶(或稱導水 膠槽)，5.錨固肋板，6.錨筋，7.橋梁梁端，8.橋梁梁端或橋臺，9.塞縫條，10.緊固螺絲， 11.滑塊軸(Ila為互支方案一、二橫橋向兩端用滑塊軸)，12.中梁(泛指中梁或專指互支 方案一中梁，12a為互支方案二中與Ib配合使用的中梁，12b為互支方案三中與Id配合使 用的中梁)，13.轉軸，14.定位板，15.滾動軸，16. T形槽定位架，17. X形定位塊，18.槽端擋 塊，19.螺栓，20.錨固架另一方案，21.錨固架上板，22.銷軸。
具體實施例方式圖1為本發明的側視圖。在本圖中，半梁1的近梁端通過轉動支架2連結到錨固 架3上，錨固架3可通過焊接、螺栓連接等方式附加錨固肋板5錨固到鋼梁7上，也可通過 錨筋6與混凝土梁或橋臺8固結。橋梁伸縮縫兩側的半梁互相向對側伸出，並通過對側半 梁支承，具體支承方式後面詳述。本發明伸縮支承系統不具有防水功能，其下側仿齒板縫設 止水帶4，起疏水引流作用。本圖中，半梁頂面、轉動支架頂面與橋面平齊。為使圖形簡潔， 突出原理，略去了塞縫條9、定位板14、滑塊軸11等。圖2以本發明互支方案一為例示出了，本發明在橋面伸縮縫處安裝的情況，兩側 為護欄。塞縫條9的作用為促進橋面平整，避免石子等雜物落入縫隙。圖3為圖2的A-A、B_B截面示意圖。該圖說明了本發明互支方案一中伸縮縫兩側半梁的遠梁端通過滑塊軸11在相鄰半梁側面凹槽得到支撐的情況。根據本發明需要適應 的橋梁橫向錯位幅度大小不同，同一遠梁端軸孔安裝的滑塊軸11間留有間隙，兩側相鄰半 梁間也留有間隙。在橋梁梁端7、8發生橫向錯位時，半梁間間隙及滑塊軸軸端間隙減小。同 一半梁遠梁端軸孔內兩滑塊軸11間安裝彈性元件，向相反方向推動滑塊軸11，以保證滑塊 軸11始終保持嵌入相鄰半梁側面凹槽，防止接觸面減小和脫出凹槽。彈性元件可參考機械 設計資料採取多種靈活方式，本發明不再詳細介紹，圖中也未示出。由於彈性元件的存在， 本發明半梁有向橋梁兩側「散開」的趨勢；所以本發明互支方案一、二在該裝置橫橋向端部 做特殊處理，保持半梁平行、順直。圖中半梁Im的外側改為T形槽結構；半梁In遠梁端滑 塊軸孔鑽有豎向通孔。滑塊軸Ila滑塊部分寬度減小，以便裝入T形槽；滑塊軸Ila軸端鑽 有豎向通孔與半梁In通過銷軸22連接。滑塊軸Ila承受橫橋向拉力，以保持半梁平行、順 直。圖4以本發明互支方案一為例示出了本發明加設中梁12時，與半梁1的相互位置 關係。中梁結構示例見圖10。圖5以本發明互支方案一為例示出了本發明適應橋梁斜縫的安裝情況。圖6以本發明互支方案一為例示出了在橋梁梁端發生橫向錯位時，本發明適應這 種變化的變形情況。圖7以本發明互支方案一為例示出了在橋梁梁端7、8發生豎向錯位時，本發明適 應這種變化的變形情況。為使圖形簡潔，略去了塞縫條9、定位板14等。圖8以本發明互支方案一為例示出了本發明在彎橋上的安裝情況和適應橋梁扇 形變化的變形情況。圖9為本發明互支方案一安裝示意圖。滑塊軸11裝入半梁1遠梁端軸孔(此處 略去了彈性元件)，半梁1與轉動支架通過轉軸13連結。然後，以上組件向已安裝組件平 移，使轉動支架2底部環形槽與已安裝定位板14半圓形凸臺吻合；同時正在安裝的這組半 梁的滑塊軸滑塊部分嵌入已安裝半梁側面的凹槽，已安裝半梁一側的滑塊軸滑塊部分嵌入 正安裝半梁側面的凹槽。隨後再用又一定位板14半圓形凸臺與剛安裝的轉動支架底部的 環形槽吻合，再用緊固螺絲10、塞縫條9將定位板14固定到錨固架3上。如此在伸縮縫兩 側交替安裝，以滿足橋面寬度需要。從圖中可以看到，半梁的遠梁端通過滑塊軸嵌入對側相 鄰半梁側面的凹槽，該半梁的遠梁端得到支承；同時該半梁側面的凹槽也為對側相鄰半梁 提供支承。滑塊軸可適應橋梁伸縮需要而在半梁側面的凹槽內滑動。半梁遠梁端通過對側 半梁互相支撐是本發明的關鍵，也是本發明「互支式橋梁伸縮裝置」名稱的由來。圖10是本發明互支方案一部分組件示意圖。除進一步放大顯示圖9各主要組件 外，還顯示了中梁12結構圖和與滑塊軸11起相似作用的滾動軸15。圖11為本發明互支方案二安裝示意圖。半梁la、半梁Ib分別交替安裝到橋梁伸 縮縫兩側。半梁Ib長方體部分伸入對側相鄰半梁Ia側面凹槽。伸縮縫兩側半梁的遠梁端 互相支撐，並適應橋梁伸縮需要而伸縮。安裝方式與互支方案一相似不再重複。圖12為本發明互支方案二加設中梁時的示意圖，旨在說明中梁12a與半梁Ib的 相互關係，故略去了其它組件。圖13、圖14分別顯示了互支方案二中，中梁12a、半梁la、lb的結構圖。圖15為互支方案三半梁、中梁結構示意圖。半梁Ic圓形截面深孔與半梁Id配合，遠梁端互相支承並伸縮。半梁Ie矩形截面深孔與半梁If配合，半梁Ig梯形截面深孔與半 梁Ih配合，半梁Ii三角形截面深孔與半梁Ij配合，其遠梁端分別互相支撐並伸縮。本圖 以圓形截面為例示出了該方案加設中梁時的結構示意圖，如圖半梁Id分別從中梁12b兩端 插入，相互支撐並伸縮。其它截面中梁、半梁與之相仿。另外，圖中轉動支架2a顯示了又一 轉動支架結構形式，可根據不同半梁近梁端結構需要選用。圖16為本發明互支方案三在橋面伸縮縫處安裝的情況。半梁lc、ld成對在伸縮 縫兩側交替安裝，可縮小半梁間間隙。另外轉動支架2兩外側邊改圓弧為直線，省去塞縫條 9。圖17為本發明互支方案三加設中梁時在橋面伸縮縫處安裝的情況。本發明互支方案二和互支方案三在加設中梁時，為防止中梁12a(或12b)滑向一 側半梁Ib (或Id、If、lh、Ij)而導致另一側半梁Ib (或Id、If、lh、Ij)脫出，應在中梁12a 底部安裝相應機構，其超出本發明範圍，而不再敘述。圖18為轉動支架2在錨固架3上安裝的又一實施例。先將T形槽定位架16用緊 固螺絲10固定到錨固架3上，然後將轉動支架2底部移入T形槽內，兩個轉動支架2間用X 形定位塊17隔開，以保證轉動支架2間距。達到橋梁需要的寬度後在T形槽定位架16端 部用緊固螺絲10固定槽端擋塊18以防轉動支架滑出。圖19為又一轉動支架2b和錨固架20的實施例。轉動支架2b中部方孔插入半梁 近梁端後用轉軸13連結。轉動支架2b上下圓柱狀凸臺與錨固架20和錨固架上板21等間 距軸孔配合，最後用螺栓19和緊固螺絲10定位。圖20為本發明中潤滑方式的一個實施例。圖中滑塊軸滑塊部分鑽豎向錐形孔，孔 內儲存碳粉、碳粒、潤滑脂等，依靠重力作用少量下移進入滑塊軸與半梁側面凹槽的滑動接 觸面，實現潤滑。事實上機械設計方面有多種潤滑形式(如加銅套、四氟板、油孔等)可在 本發明這種類似機械連杆裝置上採用，在此僅舉一例。圖21為本發明引用的ZL03805728.X專利的附圖。圖中關節312、關節332與本發 明轉動支架2作用相似，都包括兩條互相垂直的軸線用以滿足指狀件(本發明，半梁)平行 於橋面的轉動和垂直於橫橋向的平面的轉動。不同的是，其指狀件的另一端均依靠滑動支 撐件342支撐，其指狀件340不能繞插銷334軸線順時針轉動，插銷334連結無實際意義；當 橋梁伸縮縫處於較小值時，若主塔106升高或主跨102下降，指狀件320必然翹起，影響車 輛通行。而本發明轉動支架所包含的兩條互相垂直的軸線在同一平面，避免了其關節312、 關節332力量傳遞過程中產生的轉矩，而且結構緊湊。本發明中轉動支架與由半梁、中梁組 成的伸縮支撐系統結合使用，路面始終平順，不會發生翹起。綜述，本發明一側半梁的遠梁端通過對側半梁得到支撐的同時為對側半梁遠梁端 提供支承，並實現伸縮；加設中梁時通過中梁互相支承並實現伸縮。就結構性能講互支方案 一最優，用料省、承載力大，可用於機動車道；互支方案二、三在橋面形成的間隙小，可避免 自行車胎、鞋跟陷入，但承載力差且表面不夠平坦，可用於便道和人行道。本發明中轉動支 架優於ZL03805728.X專利的連結方案。本發明半梁、中梁組成的互支伸縮支承系統和以轉 動支架為主的連結系統結合，不僅能滿足一般橋梁伸縮需要，尤其能適應斜橋、彎橋和坡橋 大位移量、全方位複合變形。本發明結構合理，與現有橋梁伸縮裝置相比有本質的區別和明 顯的進步，而且經濟實用。
說明①半梁未見該構件的專用術語，各類橋梁伸縮裝置中起相似作用的「指狀件」、 「活動梳齒」、「連杆」等不足以表達該構件既要承重又要互相支承的意義。參照汽車後軸「半 軸」命名，以突出該「半梁」不具獨立性，一端需依靠對側相鄰半梁或中梁支承並橫置承重之
辰、ο②中梁未見該構件的專用術語，取其位於兩側半梁之間、橋梁伸縮縫中部，稱為 中梁。③半梁近梁端指半梁靠近橋梁或橋臺端部與轉動支架連接的一端。④半梁遠梁端指半梁遠離所在橋梁或橋臺的一端。⑤轉動支架該支架區別於普通支架的特點為可轉動，稱為轉動支架。
權利要求
一種互支式橋梁伸縮裝置，包括伸縮支承系統、連結系統、密封輸水系統及錨固定位系統，其特徵是半梁(伸縮量大時加設中梁)順橋向安裝，半梁遠梁端(及中梁梁端)與中梁或伸縮縫對側相鄰(或相對)半梁，或直接或嵌套或通過滑塊軸等方式，互相支承，從而承接車輛載荷，橋梁伸縮時帶動伸縮縫兩側半梁相對移動以滿足橋梁伸縮需要。
2.一種橋梁伸縮裝置的伸縮支承系統與橋梁梁體連結的轉動支架，包括一條與橋面垂 直的軸線和一條與以上軸線及橋梁軸線垂直的軸線，其特徵是該轉動支架的兩軸線位於 同一平面並互相垂直。
3.根據權利要求2所述的橋梁伸縮裝置的伸縮支承系統與橋梁梁體連結的轉動支架， 其特徵是與該轉動支架連結的伸縮縫兩側的半梁，互相支承，或藉助中梁互相支承，而非 以對側梁體或對側梁體上的固定件為支撐。
全文摘要
一種互支式橋梁伸縮裝置，不僅能滿足一般橋梁伸縮需要，尤其能夠適應斜橋、彎橋和坡橋大位移量、全方位複合變形。半梁(位移量大時，加設中梁)順橋向布置，一側半梁的遠梁端通過對側半梁得到支承的同時為對側半梁遠梁端提供支承，並實現伸縮；加設中梁時通過中梁互相支承並實現伸縮，組成伸縮支承系統。半梁近梁端通過連結系統(轉動支架)分別與橋梁梁體連結，以滿足橋梁梁端相互間縱向、橫向錯位及扇形變化需要。伸縮支承系統與連結系統的結合，不但根除了模數式伸縮裝置振動斷粱問題和齒板縫齒端翹起問題，而且轉動靈活、適應性強，具有壽命長久、行車平穩、生產、運輸、安裝、維修方便等特點。
文檔編號E01D19/06GK101956366SQ200910215290
公開日2011年1月26日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者吳樹超 申請人:吳樹超