一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置

专利名称：一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202110944115.6

专利申请（专利权）人：陕西融创交通科技有限公司
权利人地址：陕西省西安市高新区丈八街办丈八北路108号捷瑞新时代第2幢1单元21层12101号房

专利发明（设计）人：穆雪野,黄劲松,朱琨,丁智勇,刘盟,王伟

专利摘要：一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，包括：固定设于桥梁两端槽口的左底座、右底座，左底座顶部并列设有若干左隔板，右底座顶部并列设有若干右隔板，相邻两个左隔板之间设有移动肋板，相邻两个右隔板之间设有固定肋板；所述移动肋板跨过下方的伸缩缝后搭设于右底座顶部，且该移动肋板远离左底座的一端插入固定肋板和右隔板形成的缝隙中，随着下方伸缩缝宽度的变化，移动肋板和固定肋板产生相对滑动。该钢片组合对插式桥梁伸缩装置由传统的梳齿式单元板块跨缝变为若干密集布设的肋板式跨缝，大大降低车轮驶过时造成的振动及振动产生的噪音，具有噪音小、振动小、使用性能好等优点。

主权利要求：
1.一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，其特征在于，包括：
通过锚栓、胶粘、镶嵌、焊接于桥梁一槽口的左底座（1），其顶部并列设有若干左隔板（2）；
通过锚栓、胶粘、镶嵌、焊接于桥梁另一槽口的右底座（3），其顶部并列设有若干右隔板（5），相邻两个右隔板（5）之间设有固定肋板（4），该固定肋板（4）顶部与右隔板（5）顶部相平齐、底部未穿透右底座（3）底部，且该固定肋板（4）和右隔板（5）相接触的位置设有至少一个主孔（6），该主孔（6）内插设有用于将固定肋板（4）和右隔板（5）进行连接的主轴（7），主轴（7）两端于主孔（6）伸出后分别通过螺栓固定；
若干移动肋板（8），其一端插设于相邻两个左隔板（2）之间后设于左底座（1）顶部、另一端跨过下方伸缩缝后搭设于右底座（3）顶部并插入相邻两个固定肋板（4）形成的缝隙内，该移动肋板（8）顶部与左隔板（2）顶部相平齐、底部未穿透左底座（1）底部，且该移动肋板（8）与左隔板（2）相接触的位置开设有一贯穿板体的转动孔（9），该转动孔（9）内插设有转动轴（10），转动轴（10）两端部于转动孔（9）伸出后分别通过螺栓固定；所述若干移动肋板（8）位于左隔板（2）与固定肋板（4）之间的位置分别设有同步孔（12），该同步孔（12）内插设有一同步轴（13），同步轴（13）于同步孔（12）伸出后通过螺栓固定；所述移动肋板（8）与左隔板（2）相接触的位置开设有至少一个贯穿板体的保险孔（14），该保险孔（14）内插设有保险轴（15），保险轴（15）两端部于保险孔（14）伸出后分别通过螺栓固定；所述若干固定肋板（4）与右隔板（5）接触位置开设有至少一个副孔（16），该副孔（16）内插设有副轴（17），副轴（17）两端于副孔（16）伸出后通过螺栓固定，所述副轴（17）与主轴（7）互为主导。
2.根据权利要求1所述的一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，其特征在于，所述左底座（1）顶部为弧形，所述移动肋板（8）与左底座（1）接触的位置形成与弧形相适应的弧形凹槽（11），所述右底座（3）顶部为平面，所述固定肋板（4）为直角梯形或矩形，所述固定肋板（4）的最大宽度不大于右底座（3）的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，其特征在于，所述移动肋板（8）、固定肋板（4）、左隔板（2）、右隔板（5）的厚度相等，均为5‑
40mm的肋型薄金属片。
4.根据权利要求1所述的一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，其特征在于，所述移动肋板（8）、固定肋板（4）在承受竖向载荷时的受力特点为刚性，在承受横向受力时受力特点为柔性。
5.根据权利要求1所述的一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，其特征在于，还包括：设于左底座（1）、右底座（3）两侧的固定装置（18），其设于桥梁行车宽度范围之外。
6.根据权利要求1所述的一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，其特征在于，所述主孔（6）、转动孔（9）、同步孔（12）、保险孔（14）为圆孔或扁圆孔或方孔。
7.根据权利要求1所述的一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，其特征在于，所述左底座（1）、右底座（3）、移动肋板（8）、固定肋板（4）、左隔板（2）、右隔板（5）、固定装置（18）均采用金属材料制作而成。 说明书 : 一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置
【技术领域】[0001] 本发明属于桥梁技术领域，具体涉及一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置。【背景技术】[0002] 桥梁伸缩装置是桥梁的重要组成部分，对梁体正常伸缩、车辆平稳安全通过均具有重要意义，现如今桥梁伸缩装置有主要有模数式伸缩装置和梳齿板式伸缩装置两种。[0003] 模数式伸缩装置普遍存在着噪音大、振动大等问题，行车舒适性、环境友好性较差，同时其型钢受车轮长期作用后，易发生断裂等损坏，对行车安全造成严重影响。梳齿板伸缩装置相较模数式伸缩装置，虽然行车噪音及行车振动有一定程度的减小，但其对横向、竖向的变位有严格的要求，如果变位功能受限，也会出现梳齿断裂、固定螺栓剪断、板块脱落等早期破坏，严重威胁行车安全。近年来，有厂家研发了具有多向变位功能的梳齿式桥梁伸缩装置，在防止断齿、螺栓剪断、脱板方面取得了效果，但由于其变位结构造价高昂且耐久性较差、过程安装质量受人为干扰较大等因素，车轮长期直接冲击固定机构，使用寿命较短的问题依然没有得到实质性解决。[0004] 不论是模数式伸缩装置还是梳齿式伸缩装置，对向齿间都存在明显的凹槽，车辆驶过时会产生明显的振动，振动作用于凹槽形成“气爆”效应后还会产生很大的冲击振动噪音。[0005] 因此，研究一种能够适应复杂变位需求、噪音小、振动小、使用性能好的桥梁伸缩装置，对提升桥梁使用性能、杜绝早期破坏、提高行车舒适度具有重要意义。【发明内容】[0006] 针对上述问题，本发明提供一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，其由梳齿板的单元板块跨缝变为若干密集布设的肋板式跨缝，能够适应复杂变位需求，所有组件均为单独受力设计，在组成产品后共同受力，实现了受力条件好，使用寿命长、更换维修易的特点，且由于肋板厚度较传统梳齿板大大降低，肋板和隔板对插后形成的间隙被进一步弱化变小，车辆驶过时形成的振动声能被有效弱化，大大降低车轮驶过时造成的振动及振动产生的噪音，具有噪音小、振动小、使用性能好等优点。[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的，提供一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，包括：[0008] 通过锚栓、胶粘、镶嵌、焊接等固定方式设于桥梁一槽口的左底座，其顶部并列设有若干左隔板；[0009] 通过锚栓、胶粘、镶嵌、焊接等固定方式设于桥梁另一槽口的右底座，其顶部并列设有若干右隔板，相邻两个右隔板之间设有固定肋板，该固定肋板顶部与右隔板顶部相平齐、底部未穿透右底座底部，且该固定肋板和右隔板相接触的位置设有至少一个主孔，该主孔内插设有用于将固定肋板和右隔板进行连接的主轴，主轴两端于主孔伸出后分别通过螺栓固定；[0010] 若干移动肋板，其其一端插设于相邻两个左隔板之间后设于左底座顶部且与左底座顶部接触、另一端跨过下方的桥梁伸缩缝后搭设于右底座顶部并插入相邻两个固定肋板形成的缝隙内，该移动肋板顶部与左隔板顶部相平齐、底部未穿透左底座底部，且该移动肋板与左隔板相接触的位置开设有一贯穿板体的转动孔，该转动孔内插设有转动轴，转动轴两端部于转动孔伸出后分别通过螺栓固定。[0011] 特别的，所述左底座顶部为弧形，所述移动肋板与左底座接触的位置形成与弧形相适应的弧形凹槽，所述移动肋板与左底座之间未完全接触，使得移动肋板可以沿着弧形面相对转动，所述右底座顶部为平面，所述固定肋板为直角梯形或矩形，所述固定肋板的最大宽度不大于右底座的宽度。[0012] 特别的，所述若干移动肋板位于左隔板与固定肋板之间的位置分别设有同步孔，该同步孔内插设有一同步轴，同步轴于同步孔伸出后通过螺栓固定。[0013] 特别的，所述移动肋板、固定肋板、左隔板、右隔板的厚度相等，均为5‑40mm的肋型金属片。[0014] 特别的，所述移动肋板与左隔板相接触的位置开设有至少一个贯穿板体的保险孔，该保险孔内插设有保险轴，保险轴两端部于保险孔伸出后分别通过螺栓固定。[0015] 特别的，所述移动肋板、固定肋板在受力计算时，在承受竖向载荷时的受力特点为刚性，在承受横向受力时受力特点为柔性。[0016] 特别的，还包括：设于左底座、右底座两侧的固定装置，其设于桥梁行车宽度范围之外。[0017] 特别的，所述若干固定肋板与右隔板接触位置开设有至少一个副孔，该副孔内插设有副轴，副轴两端于副孔伸出后通过螺栓固定，所述副轴与主轴互为主导。[0018] 特别的，所述主孔、转动孔、同步孔、保险孔可以为圆孔或扁圆孔或方孔等。[0019] 特别的，所述左底座、右底座、移动肋板、固定肋板、左隔板、右隔板、固定装置均采用金属材料制作而成。[0020] 本发明提供一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，具有以下有益效果：[0021] 一是跨越伸缩缝的形式不同，本发明通过将传统梳齿板的单元板块跨缝变为若干密集布设的肋板式跨缝，提升了跨缝部位抗压、抗弯、抗剪性能；[0022] 二是固定方式不同，传统的伸缩装置需要在桥面宽度内进行焊接、铆接、栓接、浇筑混凝土等固定，固定装置会直接接受车轮碾压，而本发明桥梁伸缩装置的肋板、隔板的固定装置设置在行车宽度范围之外，底座固定装置在肋板、隔板之下，固定装置及核心伸缩装置不直接承受车轮荷载，提高了使用寿命；[0023] 三是减振降噪效果良好，由于移动肋板和固定肋板采用钢片制作而成，且与隔板对插，由于钢片厚度很薄且密集排列，对插后留下的空间极小且被肋板更加密集的分割为更多更小的空间，难以形成“气爆”空间，车轮驶过时造成的振动及振动产生的噪音大大降低，几乎可以忽略不计；[0024] 四是多向变位性能优异，左底座顶部设计为弧形，与其接触的移动肋板处设计为与弧形相应的弧形凹槽，如此可以使移动肋板在左底座上方产生竖向转动，从而使该钢片组合对插式桥梁伸缩装置随梁体竖向变位产生实时变位；同时由于钢片厚度较薄，其横向受力为柔性结构，自身可抵御横向变位产生的变形，因此不需要单独设置横向变位装置；该桥梁伸缩装置左侧为移动端、右侧为固定端，左隔板和右隔板与移动肋板和固定肋板密集排列却单独受力的结构特征，可有效解决应力在局部位置相对集中的问题，从而防止车轮荷载、结构变位等产生的应力急集中造成的破坏，也不会存在断齿的问题；[0025] 五是运维难度小成本低，如果遇到极限情况导致个别隔板或肋板损坏，仅需更换受损部件即可，无需像传统梳齿板一样单齿断裂即需更换整块齿板，从而使后期运维难度小成本低；[0026] 六是结构简单易安装且工期短，该桥梁伸缩装置在安装过程中，工序较为简单，仅需安装底座、隔板、肋板、插入轴固定即可，无需焊接及浇筑混凝土作业，具有施工难度低、作业速度快、生产效率高的优点。【附图说明】[0027] 图1为本发明一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置的结构示意图；[0028] 图2为本发明一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置的俯视图；[0029] 图3为本发明一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置中左底座的结构放大图；[0030] 图4为本发明一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置中移动肋板的结构示意图；[0031] 图5为本发明一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置中固定肋板的结构示意图；[0032] 图6为本发明一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置应用于桥梁时的桥面俯视图，此图未绘制左隔板、右隔板、固定肋板、移动肋板。[0033] 附图标记说明：1‑左底座，2‑左隔板，3‑右底座，4‑固定肋板，5‑右隔板，6‑主孔，7‑主轴，8‑移动肋板，9‑转动孔，10‑转动轴，11‑弧形凹槽，12‑同步孔，13‑同步轴，14‑保险孔，15‑保险轴，16‑副孔，17‑副轴，18‑固定装置。【具体实施方式】[0034] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。[0035] 请参阅图1‑图5，本发明提供一种具有竖刚横柔性特性的钢片组合对插式桥梁伸缩装置，包括：左底座1、右底座3、若干左隔板2、若干移动肋板8、若干固定肋板4、若干右隔板5；[0036] 左底座1、右底座3均采用金属材料制作而成，分别通过锚栓、胶粘、镶嵌、焊接等方式设于桥梁两端槽口上，其中左隔板2并列设于左底座1上方，移动肋板8设于相邻两个左隔板2之间，且移动肋板8顶部与左隔板2顶部相平齐、底部未穿透左底座1底部，右隔板5并列设于右底座3上方，固定肋板4设于相邻两个右隔板5之间，且固定肋板4顶部与右隔板5顶部相平齐、底部未穿透右底座3底部；[0037] 所述固定肋板4和右隔板5相接触的位置设有至少一个主孔6，该主孔6内插设有用于将固定肋板4和右隔板5进行连接的主轴7，主轴7两端于主孔6伸出后分别通过螺栓固定，所述固定肋板4在右隔板5的作用下形成一与移动肋板8厚度相等的缝隙；[0038] 所述移动肋板8一端搭设于左底座1顶部、另一端跨过下方的桥梁伸缩缝后搭设于右底座3顶部，该移动肋板8端部插设于相邻两个固定肋板4形成的缝隙内，该移动肋板8在左隔板2的作用下同样形成一与固定肋板4厚度相等的缝隙，如此随着车辆行驶，在伸缩缝宽度变化的同时，移动肋板8和固定肋板4产生相对滑动，所述移动肋板8与左隔板2相接触的位置开设有一贯穿板体的转动孔9，该转动孔9内插设有转动轴10，转动轴10两端部于转动孔9伸出后分别通过螺栓固定。[0039] 特别的，所述左底座1顶部为弧形，所述移动肋板8与左底座1接触的位置形成与弧形相适应的弧形凹槽11，所述移动肋板8边缘与左底座1未完全接触，如此使该移动肋板受力后，沿着左底座顶部的弧形面相对转动，所述右底座3顶部为平面，所述固定肋板4为直角梯形或矩形，所述固定肋板4的宽度不大于右底座3的宽度，即固定肋板4边缘位于右底座3之内，不超出右底座3边缘，如此可保证固定肋板不会产生移动或转动；如此设计，既可以对移动肋板8和左底座1起到一个固定作用，又可以使移动肋板在左底座上方产生竖向转动，从而使该钢片组合对插式桥梁伸缩装置随梁体竖向变位产生实时变位。[0040] 特别的，所述若干移动肋板8位于左隔板2与固定肋板4之间的位置分别设有同步孔12，该同步孔12内插设有一同步轴13，同步轴13于同步孔12伸出后通过螺栓固定；同步轴贯穿所有移动肋板，用于将移动肋板连接为一个整体，使所有移动肋板同步进行竖向变位，从而防止车轮荷载、结构变位等产生的应急集中造成的破坏。[0041] 特别的，所述移动肋板8、固定肋板4、左隔板2、右隔板5的厚度相等，均为5‑40mm的肋型金属片；如此设计，可以使移动肋板和固定肋板在对插之后产生的缝隙狭窄而密集，且经左隔板和右隔板分别于两端对插后，形成的坑槽变成了更多更狭窄的缝隙，因此消除了车载作用产生的震动和“气爆”，从而实现减震降噪的目的，同时使移动肋板和固定肋板在行车时，所受到的力相等，且选用较薄钢片制作的左隔板2、移动肋板8、固定肋板4、右隔板5，在对插后留下的间隙极小且均匀分布，从而使车轮驶过时造成的振动及因振动而产生的噪音大大降低，具有行车舒适度高、对环境友好等优点。[0042] 特别的，若在使用过程中，因转动轴断裂而导致移动肋板与左隔板产生脱离，这就会带来安全隐患，因此所述移动肋板8与左隔板2相接触的位置开设有至少一个贯穿板体的保险孔14，该保险孔14内插设有用于二次连接移动肋板8和左隔板2的保险轴15，保险轴15两端部于保险孔14伸出后分别通过螺栓固定；该保险轴用于将移动肋板和左隔板进行二次拉紧固定，防止转动轴断裂后移动肋板和左隔板产生脱离而带来安全隐患，从而确保行车安全。[0043] 特别的，所述若干固定肋板4与右隔板5接触位置开设有至少一个副孔16，该副孔16内插设有副轴17，副轴17两端于副孔16伸出后通过螺栓固定，所述副轴17与主轴7互为主导，所述副轴17贯穿所有固定肋板与右隔板；如此设计，副轴可以对固定肋板4和右隔板5起到一个二次拉紧作用，防止主轴因意外断裂后，右隔板与固定肋板脱离而带来安全隐患，从而确保了行车安全。[0044] 特别的，还包括：设于桥梁行车宽度范围之外的固定装置18，该固定装置在桥梁外侧对伸缩体进行固定；如此设计，固定装置在桥面外，行车过程中不直接承受车轮荷载，在增加固定装置使用寿命的同时确保行车安全。[0045] 于本发明中，移动肋板8一端通过弧形凹槽11设于左底座1的弧形面上，另一端跨过伸缩缝后与固定肋板4一一交替对插，且移动肋板8和固定肋板4对插后两端部分别通过左隔板2和右隔板5进行支撑，用于为移动肋板8和固定肋板4产生对向伸缩空间；而转动轴10用于将左隔板2和移动肋板8进行拉紧固定，主轴7用于将右隔板5和固定肋板4进行拉紧固定，同步轴13用于将移动肋板8进行连接，但其不具有拉紧作用，主要作用是使所有移动肋板8在行车过程中，同步产生竖向变位；保险轴15和副轴17在转动轴10和主轴7因意外断裂后，起到一个二次拉紧固定作用，从而避免该装置产生破坏而影响行车安全。左隔板2、移动肋板8、固定肋板4、右隔板5通过转动轴10、同步轴13、保险轴15、主轴7、副轴17连接后形成一伸缩体，伸缩体两端通过左底座1、右底座3设于桥梁两端的槽口上，外侧通过采用金属材料制作的固定装置对伸缩体进行固定，避免行车过程中固定装置直接承受车轮荷载。[0046] 且于本发明中，转动轴、保险轴、同步轴可单独设置，也可以仅设置一个转动轴，也可以将同步轴和保险轴的功能合二为一后和转动轴一同设于移动肋板和左隔板上；也可以通过在移动肋板、固定肋板、左隔板、右隔板上设置互相嵌入的凸起和凹槽，如此仅在移动肋板和左隔板、固定肋板和右隔板上设置转动轴、主轴即可。轴端部可以通过螺栓进行固定，也可以销钉等方法进行固定。[0047] 本发明提供的桥梁伸缩装置在安装时，首先对桥梁预留槽口进行整理，之后将左底座、右底座分别通过锚栓、胶粘、镶嵌、焊接等方式固定于桥梁预留槽口后，将左隔板、右隔板并列插设于左底座、右底座上方，之后将移动肋板、固定肋板分别插设于相邻两个左隔板、右隔板之间，并将移动肋板和固定肋板两端部进行对插，在完成对插后通过轴固定后，最后在行车道宽度之外采用固定装置固定即可，安装较为方便快捷。[0048] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

专利地区：陕西

专利申请日期：2021-08-17

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN113585057B