[實用新型]一種帶可調式環形鋼的模數式伸縮裝置

有效

• 申請號: 201420837344.3
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN204356646U
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 唐志;凌桂香;譚捍華;張弢;袁馨
• 申請（專利權）人: 貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司
• 主分類號: E01D19/06
• 分類號: E01D19/06
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠

技術領域

本實用新型屬于橋梁結構伸縮裝置技術領域，具體涉及一種帶可調式環形鋼的模數式伸縮裝置。

背景技術

隨著我國交通建設的發展，橋梁工程在高速公路中所占比例不斷提高，橋梁伸縮裝置作為橋梁的主要附屬構件，是保證橋梁運營安全及公路暢通的關鍵構造之一。其中模數式伸縮裝置就是目前廣泛使用的一種伸縮裝置，然而現有的模數式伸縮裝置使用現狀表明，伸縮裝置損壞現象十分突出，更換頻率頻繁，給高速公路運營帶來安全隱患和社會經濟損失。模數式伸縮裝置的破壞形式表現為錨固混凝土損壞脫落，伸縮裝置邊梁斷裂、邊梁脫落、橫向支承梁箱體、位移桿箱體脫落塌陷和中梁鋼斷裂。其中，邊梁斷裂、脫落和錨固區混凝土破損尤為嚴重。

現有的模數式伸縮裝置常用的錨固形式是在模數式伸縮裝置的邊梁下焊接固定鋼板，然后在鋼板上焊接一個錨固環，再設置幾根橫向分布鋼筋同時穿過錨固環與預埋鋼筋，有的還要求將橫穿鋼筋或錨固環與槽口預埋鋼筋焊接，從而實現模數式伸縮裝置的錨固。為了加強伸縮裝置的錨固效果，部分模數式伸縮裝置在支承箱處設置了錨固剪力釘。這種錨固形式的傳力途徑是這樣的：豎向荷載→中(邊)梁→支承梁→支承梁箱體→梁體，水平荷載→(或中梁→支承梁→)邊梁→固定鋼板及錨固環→橫穿鋼筋→預埋鋼筋。然而，根據上述模數式伸縮裝置實際使用情況及研究不難發現，現有的模數式伸縮裝置采用的這種錨固形式存在以下缺陷和不足：

缺陷一：多數中小跨徑橋梁采用多片主梁預制拼裝施工，加上橋梁縱、橫坡及設計超高的影響，在橋梁主梁施工時縱向和橫向存在錯臺現象，導致錨固鋼筋和預埋鋼筋在縱向和橫向發生錯位，橫向鋼筋很難同時穿過錨固環鋼筋和預埋鋼筋，施工時只有舍棄穿過部分錨固環鋼筋和預埋鋼筋，使模數式伸縮裝置的錨固效果大打折扣。

缺陷二：目前模數式伸縮裝置沿著邊梁上以一定的間距通過固定鋼板焊接的錨固環與邊梁固定，因此，只有在伸縮裝置錨固環位置與施工預埋鋼筋位置一致時，才能實現二者正確對位焊接。實際上，由于施工等多種因素影響，很難保證錨固環與預埋鋼筋位置一致。此外，橫穿鋼筋如果要實現伸縮裝置錨固環與預埋鋼筋可靠錨固，使二者不發生移動，就必須確保施工時伸縮裝置錨固環與預埋鋼筋交接處精確對位，僅能容納橫穿鋼筋穿過，否則當伸縮裝置錨固環受力時，二者的連接就會產生滑移。但這種苛刻的條件幾乎是不可能滿足的，因為施工時需要橫穿鋼筋穿過多根錨固環和預埋鋼筋。也就是說，傳統的錨固方式不能使伸縮裝置錨固環與預埋鋼筋實現可靠的錨固。

缺陷三：由于伸縮裝置安裝以后，錨固混凝土一般需要3～5天才能達到強度，才能實現邊梁有效錨固，從而實現伸縮裝置的自由伸縮。然而，由于晝夜溫差一般在5℃以上，個別溫差較大者甚至大于10℃。如果邊梁未與主梁預埋鋼筋實現可靠連接，在混凝土未達到強度前，由溫差引起的混凝土主梁收縮變形，使模數式伸縮裝置錨固鋼筋與槽口現澆混凝土發生脫離現象，將嚴重影響錨固混凝土質量。

缺陷四：模數式伸縮裝置安裝需要在伸縮裝置錨固環和預埋鋼筋之間穿過幾根橫向鋼筋，以實現伸縮裝置與預埋鋼筋的錨固作用。由于模數式伸縮裝置的支承箱和變位箱的存在，使得橫向鋼筋不能穿過橫向支承梁箱體和位移箱，只能在橫向支承梁箱體和變位箱處截斷，布設的橫向鋼筋不但給施工帶來不便，而且現場布設的鋼筋不能保證與橫向支承梁箱體(位移箱)與錨固環形成可靠的錨固。

缺陷五：由于錨固剪力釘未與主梁有效連接，在槽口混凝土強度未達到設計要求前，也會造成錨固區混凝土的拉裂和空洞現象，在這種情況下反而會影響到槽口混凝土的工作性能。

不足六：目前橋梁模數式伸縮裝置邊梁和中梁變形、斷裂的情況較多。調研發現，目前橋梁模數式伸縮裝置的邊梁形式多樣，主要采用“C”、“E”、“Z”和“F”截面形式的型鋼,結構數值模擬分析表明，有部分邊梁并不滿足受力需要，同時由于構造方面的不足施工也難以達到設計預期，另外,當前橋梁模數式伸縮裝置的中梁主要采用翼緣板寬度80mm，腹板為16mm，高度為120mm的“小王字鋼”截面，從目前橋梁模數式損壞現狀來看，該類中梁截面的抗彎強度和抗疲勞性能稍顯不足，這也是造成目前橋梁模數式伸縮裝置破壞的原因之一。

不足七：對于山區橋梁，由于需要適應彎、坡、斜等橋梁要求，橋梁伸縮裝置宜采用彈性裝置，但因目前這方面的認識不足，多數還采用僅能適應縱向變位的直梁形式，造成伸縮裝置在工作后容易失去其功能。

如果以上這些缺陷未得到處理和解決，將會嚴重影響橋梁模數式伸縮裝置的使用壽命，同時給橋梁上的行車安全帶來較大隱患。因此，對現有的模數式橋梁伸縮裝置進行優化改進以克服現有技術的不足十分必要。