节段预制无缝式伸缩缝装置及其施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种节段预制无缝式伸缩缝装置及其施工方法。


背景技术：

2.近年来，随着我国社会经济的高速发展，城市桥梁、公路桥梁建造技术也飞速发展。桥梁伸缩缝是协调桥梁间、桥梁与桥台间的接缝所设置的装置。由于伸缩缝处直接承受汽车荷载的反复冲击作用，尤其当伸缩缝有活动、不平整、损坏等情况时，汽车在经过伸缩缝处时会产生很大颠簸、突跳、噪音，极大的降低了桥梁的通行能力和行车舒适性，使得行车人员缺乏安全感，并在社会上造成不良的影响。在加大汽车颠簸和恶化行车状况的同时，伸缩缝也会加速破坏，增加汽车荷载对桥梁的冲击力和桥梁结构的受力，极大的影响了桥梁主体结构的使用寿命，导致主梁的结构受损，甚至引发桥梁主体垮塌、破坏等重大安全事故，形成恶性循环。因此，对桥梁伸缩缝的平顺性、耐久性的需求是巨大的。
3.但是，传统的钢制支承伸缩缝由于采用现场工人拼装焊接、栓接，安装水平参差不齐，使得伸缩缝受力性能及耐久性较差、使用寿命较短。加之传统的钢制支承伸缩缝存在先天的伸缩缝隙，虽然适应变形能力较强，但也极大的影响了行车舒适性和加大了行车颠簸的风险，从而加速影响了伸缩缝的寿命。而传统的无缝式伸缩缝由于材料的耐久性受限、结构形式较小，也存在不同程度的问题，且传统的无缝式伸缩缝适应变形能力较差，仅在中、小桥中有过应用。
4.针对这种情况，伸缩缝装置应结合伸缩缝受力的特点和上述技术中的不足，需要一种施工便捷、行车舒适性佳、适应变形能力强、现场操作更简单、使用效果好的桥梁伸缩缝装置。本发明既能加快现场安装速度和质量、结构稳固、适应变形能力强，又具有良好的行车舒适性，同时具有便于的安装、检查和养护等优点。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种节段预制无缝式伸缩缝装置及其施工方法，旨在既有较强的适应变形能力和良好的行车舒适感，同时还具有便于的安装、检查和养护等优点。
6.为实现上述目的，本发明提供一种节段预制无缝式伸缩缝装置，包括分别位于两梁体上的两c型钢、以及架设于两c型钢相对的两凹槽上的可滑动钢板，其中，所述可滑动钢板的两侧边均伸入两c型钢的凹槽内部，可滑动钢板的两端均通过弹性件与c型钢连接，可滑动钢板相对于c型钢可滑动，可滑动钢板的上方铺设有磨耗层，可滑动钢板上方的两侧边与c型钢之间的缝隙处设置有硅橡胶弹塑体，可滑动钢板和c型钢的接触面之间设有柔性缓冲件。
7.优选地，所述可滑动钢板外形为“凸”形，柔性缓冲件为可滑动钢板伸入c型钢凹槽内的两侧上方固定的橡胶支座，橡胶支座的顶部与c型钢的侧壁相抵接。
8.优选地，所述弹性件为弹簧，可滑动钢板的两侧沿伸缩缝的长度方向均匀设置有多根弹簧，弹簧的一端与可滑动钢板的侧边固定连接，弹簧的另一端与c型钢凹槽的底壁固定连接。
9.优选地，所述c型钢与可滑动钢板底面接触的侧壁上设有耐摩层。
10.优选地，所述可滑动钢板的顶部还设有剪力钉，剪力钉位于磨耗层内部；所述c型钢的顶部还设有剪力钉，c型钢的顶部浇筑有混凝土以将剪力钉覆盖。
11.优选地，所述c型钢背离可滑动钢板一侧上固定有锚固钢板，锚固钢板在伸缩缝长度方向设置有多块，锚固钢板连接有预埋u型钢筋，预埋u型钢筋与主梁钢筋焊接连接。
12.优选地，所述锚固钢板还与穿孔钢筋焊接连接，穿孔钢筋与伸缩缝长度方向平行设置。
13.优选地，节段预制无缝式伸缩缝装置还包括位于可滑动钢板下方的橡胶带，橡胶带的两端分别与两c型钢固定连接以防水。
14.本发明进一步提出一种基于上述的节段预制无缝式伸缩缝装置，包括以下步骤：
15.将可滑动钢板、锚固钢板、弹性件以及橡胶支座连接成一个伸缩缝单元后，运输至施工现场；
16.将预埋u型钢筋与主梁钢筋焊接后，将多个伸缩缝单元沿伸缩缝长度方向安装在桥梁主梁上，并将伸缩缝单元的锚固钢板与预埋u型钢筋12对应焊接，并通过穿孔钢筋进行焊接固定；
17.将可滑动钢板与c型钢之间的缝隙采用硅橡胶弹塑体进行填充，并在可滑动钢板和c型钢顶部浇筑混凝土形成磨耗层；
18.浇筑钢纤维混凝土使伸缩缝单元与主梁形成一个受力整体。
19.优选地，将预埋u型钢筋与主梁钢筋焊接之前还包括以下步骤：
20.将弹性件与c型钢进行焊接固定；c型钢凹槽上涂刷耐磨层；两块c型钢之间预先安装橡胶带；c型钢顶板顶部焊接剪力钉；橡胶支座预先安装在可滑动钢板两侧顶部，后塞入c型钢的凹槽内。
21.本发明提出的节段预制无缝式伸缩缝装置，具有以下有益效果：
22.1、本发明结构设计合理、稳固，传力路径明确，施工简单快速，既有较强的适应变形能力，良好的行车舒适感，同时还具有便于的安装、检查和养护等优点；本发明中的c型钢、橡胶支座、可滑动钢板三者紧密结合，可提供较强的抗压承载力和较好的适应变形能力，保证了伸缩缝的安全性和耐久性，具有良好的整体性，有效地解决了常规伸缩缝的损坏病害；并且通过硅橡胶弹塑体和磨耗层的无缝结合形式，极大的改善了行车的舒适性，能满足伸缩缝长期服役的使用需求；
23.2、伸缩缝单元主要构件均在工厂内节段预制，批量施工，有效地保证了伸缩缝装置的可靠度和施工质量，现场只需采用节段拼装的形式进行组装，极大地缩短了伸缩缝施工的工期和降低了现场施工的难度，对伸缩缝的耐久性可以起到良好的效果。
附图说明
24.图1为本发明节段预制无缝式伸缩缝装置的主视结构示意图；
25.图2为本发明节段预制无缝式伸缩缝装置的俯视结构示意图；
26.图3为本发明节段预制无缝式伸缩缝装置中可滑动钢板的结构示意图；
27.图4为本发明节段预制无缝式伸缩缝装置中c型钢的结构示意图；
28.图5为本发明节段预制无缝式伸缩缝装置中锚固钢板的结构示意图。
29.图中，1-可滑动钢板，2-弹簧，3-硅橡胶弹塑体，4-橡胶支座，5-c型钢，6-橡胶带，7-耐磨层，8-剪力钉，9-磨耗层，10-锚固钢板，11-穿孔钢筋，12-预埋u型钢筋，13-钢纤维混凝土，14-主梁。
30.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.参照图1至图5，本优选实施例中，一种节段预制无缝式伸缩缝装置，包括分别位于两梁体上的两c型钢5、以及架设于两c型钢5相对的两凹槽上的可滑动钢板1，其中，可滑动钢板1的两侧边均伸入两c型钢5的凹槽内部，可滑动钢板1的两端均通过弹性件与c型钢5连接，可滑动钢板1相对于c型钢5可滑动，可滑动钢板1的上方铺设有磨耗层9(磨耗层9可以有效的提高行车舒适性，磨耗层9厚度较薄)，可滑动钢板1上方的两侧边与c型钢5之间的缝隙处设置有硅橡胶弹塑体3(从而可以有效的提高行车舒适性)，可滑动钢板1和c型钢5的接触面之间设有柔性缓冲件。
34.具体地，本实施例中，可滑动钢板1外形为“凸”形，可滑动钢板1外形为“凸”形，柔性缓冲件为可滑动钢板1伸入c型钢5凹槽内的两侧上方固定的橡胶支座4，橡胶支座4的顶部与c型钢5的侧壁相抵接。橡胶支座4与可滑动钢板1固定，并作为c型钢5的支撑构件。
35.具体地，本实施例中，弹性件为弹簧2(弹簧2来实现可滑动钢板1的移动和复位)，可滑动钢板1的两侧沿伸缩缝的长度方向均匀设置有多根弹簧2，弹簧2的一端与可滑动钢板1的侧边固定连接，弹簧2的另一端与c型钢5凹槽的底壁固定连接。弹簧2沿伸缩缝方向按0.2米～1米间距布置。节段预制无缝式伸缩装置通过弹簧2与可滑动钢板1的配合，实现桥梁结构的伸缩的功能。
36.进一步地，c型钢5与可滑动钢板1底面接触的侧壁上设有耐摩层，从而减少c型钢5与可滑动钢板1因滑动而出现的磨损。
37.进一步地，可滑动钢板1的顶部还设有剪力钉8，剪力钉8位于磨耗层9内部；c型钢5的顶部还设有剪力钉8，c型钢5的顶部浇筑有混凝土以将剪力钉8覆盖。
38.进一步地，c型钢5背离可滑动钢板1一侧上固定有锚固钢板10，锚固钢板10在伸缩缝长度方向设置有多块，锚固钢板10连接有预埋u型钢筋12，预埋u型钢筋12与主梁14钢筋焊接连接。另外，锚固钢板10还与穿孔钢筋11焊接连接，穿孔钢筋11与伸缩缝长度方向平行设置。
39.具体地，锚固钢板10沿伸缩缝方向间隔0.2米～1米与c型钢5进行焊接固定。相邻
两预埋u型钢筋12的间距为0.2米～1米。
40.进一步地，本节段预制无缝式伸缩缝装置还包括位于可滑动钢板1下方的橡胶带6，橡胶带6的两端分别与两c型钢5固定连接以防水。
41.本节段预制无缝式伸缩缝装置其施工方法包括以下步骤：
42.1)在工厂制作无缝式伸缩装置主体的各个部件，包括剪力钉8、可滑动橡胶支座4、可滑动钢板1、弹簧2、c型钢5、橡胶带6以及锚固钢板10，c型钢5凹槽侧壁上涂覆耐磨层7；
43.2)在工厂按1～2米一个单元节段进行整体组装焊接成型，组装构件主要为剪力钉8、橡胶支座4、可滑动钢板1、弹簧2、c型钢5、橡胶带6以及锚固钢板10。各个伸缩缝单元组装完成后，运输至施工现场；
44.3)在伸缩缝单元在工厂预制的同时，现场施工主梁14时，将预埋u型钢筋12按0.2米～1米的间距与主梁14钢筋进行焊接固定；
45.4)将各节段的伸缩缝单元沿伸缩缝设置方向依次放置在桥梁主梁14上，并安装橡胶带6，将弹簧2与c型钢5焊接，并依次将锚固钢板10与预埋u型钢筋12对应焊接，并通过穿孔钢筋11进行焊接固定。
46.5)在可滑动钢板1与c型钢5之间的缝隙采用硅橡胶弹塑体3进行填充，并可滑动钢板1和c型钢5顶部浇筑磨耗层9。
47.6)无缝式伸缩装置均固定完成后，浇筑钢纤维混凝土13使伸缩缝与主梁14形成一个受力整体，待钢纤维混凝土13养护完成后，便可验收。
48.当主梁14之间的空隙发生伸长、收缩、不均匀沉降、荷载冲击后，主梁14间的伸缩缝会发生竖向、横向、转向错动，从而导致主梁14间的伸缩缝在收到汽车冲击力下造成疲劳破坏，开裂和缺损。本发明中的可滑动钢板1、弹簧2与c型钢5三者的配合，可自适应主梁14之间的空隙发生伸长、收缩；可滑动钢板1、橡胶支座4与c型钢5三者的配合可自适应主梁14之间的不均匀沉降、竖向、转向的错动。同时，磨耗层9、硅橡胶弹塑体3、可滑动钢板1与c型钢5之间的无缝构造，可以显著的改善行车舒适性，并减少行车对本发明的伸缩缝的冲击力，行车更平顺。本发明可提供较强的抗压承载力，保证了桥梁伸缩缝的安全性和耐久性，具有良好的整体性。
49.本发明提出的节段预制无缝式伸缩缝装置，具有以下有益效果：
50.1、本发明结构设计合理、稳固，传力路径明确，施工简单快速，既有较强的适应变形能力，良好的行车舒适感，同时还具有便于的安装、检查和养护等优点；本发明中的c型钢5、橡胶支座4、可滑动钢板1三者紧密结合，可提供较强的抗压承载力和较好的适应变形能力，保证了伸缩缝的安全性和耐久性，具有良好的整体性，有效地解决了常规伸缩缝的损坏病害；并且通过硅橡胶弹塑体3和磨耗层9的无缝结合形式，极大的改善了行车的舒适性，能满足伸缩缝长期服役的使用需求；
51.2、伸缩缝单元主要构件均在工厂内节段预制，批量施工，有效地保证了伸缩缝装置的可靠度和施工质量，现场只需采用节段拼装的形式进行组装，极大地缩短了伸缩缝施工的工期和降低了现场施工的难度，对伸缩缝的耐久性可以起到良好的效果。
52.本发明进一步提出一种节段预制无缝式伸缩缝装置的施工方法。
53.本优选实施例中，一种基于上述节段预制无缝式伸缩缝装置，包括以下步骤：
54.将可滑动钢板1、锚固钢板10、弹性件以及橡胶支座4连接成一个伸缩缝单元后，运
输至施工现场；
55.将预埋u型钢筋12与主梁14钢筋焊接后，将多个伸缩缝单元沿伸缩缝长度方向安装在桥梁主梁14上，并将伸缩缝单元的锚固钢板10与预埋u型钢筋12对应焊接，并通过穿孔钢筋11进行焊接固定；
56.将可滑动钢板1与c型钢5之间的缝隙采用硅橡胶弹塑体3进行填充，并在可滑动钢板1和c型钢5顶部浇筑混凝土形成磨耗层9；
57.浇筑钢纤维混凝土13使伸缩缝单元与主梁14形成一个受力整体。
58.进一步地，将预埋u型钢筋12与主梁14钢筋焊接之前还包括以下步骤：
59.将弹性件与c型钢5进行焊接固定；c型钢5凹槽上涂刷耐磨层7；两块c型钢5之间预先安装橡胶带6；c型钢5顶板顶部焊接剪力钉8；橡胶支座4预先安装在可滑动钢板1两侧顶部，后塞入c型钢5的凹槽内。
60.本发明提出的节段预制无缝式伸缩缝装置的施工方法，伸缩缝单元均在工厂内节段预制，批量施工，有效地保证了伸缩缝装置的可靠度和施工质量，现场只需采用节段拼装的形式进行组装，极大地缩短了伸缩缝施工的工期和降低了现场施工的难度，对伸缩缝的耐久性可以起到良好的效果。
61.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。