一种全寿命降噪型伸缩装置的制作方法

1.本发明涉及桥梁技术领域，特别是一种全寿命降噪型伸缩装置。


背景技术：

2.打造城市快速交通立体网，对公路桥梁伸缩装置的使用寿命要求与桥梁同寿命期、耐久性更强，以及行车舒适度和降噪环保要求更高。
3.目前公路桥梁的伸缩装置普遍采用的常规梳齿板式伸缩装置和常规模数式伸缩装置都存在各自的优缺点：单独采用常规的模数式伸缩装置除了产生噪音比较大，无法满足城市环保降噪要求外，其位移系统中使用的位移控制弹簧由于自身聚氨酯材料抗老化性能差，容易老化失效，从而缩短了伸缩装置的使用寿命；而单独采用常规的梳齿板式伸缩装置虽然可以降低噪音，但是无法满足多向大转角变位的功能(竖向位移达20mm以上)，以及锚固梳齿板的螺栓紧固件属于刚性连接，受车辆动载荷冲击后，螺母容易松动、螺栓疲劳剪断而失效，从而缩短了伸缩装置的使用寿命；此外，两种常规伸缩装置都是使用传统的橡胶带(或者防水胶条)作为密封防水部件，橡胶带不仅容易老化，而且在砂石阻塞、挤压下容易破损，导致密封防水功能失效，从而缩短了伸缩装置的使用寿命。
4.综合上述，两种常规伸缩装置存在各自的设计缺陷和不足，即无法同时解决降噪环保、大转角多向变位、长寿命耐用等性能的劣势，所以，单独采用常规型梳齿板式伸缩装置或者常规的模数式伸缩装置，都不再适应现代城市公路桥梁的新要求。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述和/或现有的全寿命降噪型伸缩装置中存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种全寿命降噪型伸缩装置。
8.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种全寿命降噪型伸缩装置，其包括，齿板组件，包括端部锚固齿板和中间滑动齿板，所述中间滑动齿板设置于两个所述端部锚固齿板之间；传动组件，设置于所述齿板组件下方，包括位移箱体、设置于位移箱体上的第一支座、设置于支承横梁上方的剪切位移支座，以及设置于所述支承横梁和所述第一支座之间的滑板；以及，柔性变位组件，连接所述中间滑动齿板和所述支承横梁。
9.作为本发明所述全寿命降噪型伸缩装置的一种优选方案，其中：还包括密封组件，设置于所述位移箱体下方，包括挡板和排水管。
10.作为本发明所述全寿命降噪型伸缩装置的一种优选方案，其中：所述第一支座采用球形支座。
11.作为本发明所述全寿命降噪型伸缩装置的一种优选方案，其中：所述剪切位移支座采用橡胶支座。
12.作为本发明所述全寿命降噪型伸缩装置的一种优选方案，其中：所述传动组件还包括设置于所述支承横梁两侧的限位锁定件。
13.作为本发明所述全寿命降噪型伸缩装置的一种优选方案，其中：所述滑板采用不锈钢板材。
14.作为本发明所述全寿命降噪型伸缩装置的一种优选方案，其中：所述端部锚固齿板和中间滑动齿板的齿形可采用圆弧形、三角形或梯形。
15.作为本发明所述全寿命降噪型伸缩装置的一种优选方案，其中：所述端部锚固齿板的下方设置有剪力钉。
16.作为本发明所述全寿命降噪型伸缩装置的一种优选方案，其中：所述柔性变位组件采用橡胶与螺纹紧固件硫化制成，或者采用橡胶与螺纹紧固件组装制成。
17.作为本发明所述全寿命降噪型伸缩装置的一种优选方案，其中：所述限位锁定件采用钢板和橡胶硫化制成，或者采用橡胶与钢板组装制成。
18.本发明有益效果为：与常规梳齿板式和模数式伸缩装置对比，能实现更大的竖向变位、更大的转角、更好的降噪环保，更长的使用寿命。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
20.图1为全寿命降噪型伸缩装置的俯视图。
21.图2为全寿命降噪型伸缩装置的正视图。
22.图3为全寿命降噪型伸缩装置的图2中a-a位置剖视图。
23.图4为全寿命降噪型伸缩装置的齿板组件示意图。
24.图5为全寿命降噪型伸缩装置的传动组件结构图。
25.图6为全寿命降噪型伸缩装置的第一种竖向位移示意图。
26.图7为全寿命降噪型伸缩装置的第二种竖向位移示意图。
27.图8为全寿命降噪型伸缩装置的第三种竖向位移示意图。
28.图9为全寿命降噪型伸缩装置的第一种切位移支座产生剪切位移的示意图。
29.图10为全寿命降噪型伸缩装置的第二种切位移支座产生剪切位移的示意图。
30.图11为全寿命降噪型伸缩装置的第三种切位移支座产生剪切位移的示意图。
具体实施方式
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
32.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
33.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方
式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
34.实施例1
35.参照图1～图11，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种全寿命降噪型伸缩装置，全寿命降噪型伸缩装置包括齿板组件100、传动组件200和柔性变位组件300，传动组件200设置于所述齿板组件100下方，柔性变位组件300连接所述中间滑动齿板102和所述支承横梁203。
36.具体的，齿板组件100包括端部锚固齿板101和中间滑动齿板102，所述中间滑动齿板102设置于两个所述端部锚固齿板101之间，形成“双齿形啮合”设计结构。据不同的位移量设计不同的梳齿长度进行组合啮合。设计不同的齿形包括圆弧形、三角形、梯形等、齿间距的啮合尺寸，从而取代了常规模数式伸缩装置边梁型钢与中梁型钢之间横断间隙，形成“双啮合过渡平面”，另外，不同的齿长尺寸设计满足桥梁梁体各种伸缩位移量的需求。
37.端部锚固齿板101和中间滑动齿板102组合成啮合过渡平面，消除横断条形间隙，而且在同等位移量下“双齿形啮合”比单齿形啮合所需齿长尺寸缩短了一倍，同时缩短了齿形间隙，从而增强了物理性减噪功能，满足降噪环保效果。另外，在端部锚固齿板101下部增加上挡泥板104的设计结构，用于在齿板齿间缝之间阻挡泥土、砂石等杂物，增加阻挡杂物功能，有效防止杂物流入密封防水部件而发生堵塞，挡泥板104采用不锈钢板材、钢板材或铝板材。另外，在端部锚固齿板101下部还增加剪力钉103，剪力钉103也可以换成锚固钢板或锚固钢筋，增强端部锚固齿板101与混凝土锚固功能，提高伸缩装置整体锚固性能，端部锚固齿板101和中间滑动齿板102可采用不锈钢板材、钢板材或铝板材。
38.传动组件200包括位移箱体201、设置于位移箱体201上的第一支座202、设置于支承横梁203上方的剪切位移支座204，以及设置于所述支承横梁203和所述第一支座202之间的滑板205。所述第一支座202采用球形支座，所述剪切位移支座204采用橡胶支座，也即剪切位移支座204由钢板和高强弹性橡胶一起硫化而成。
39.当伸缩装置随桥梁梁体伸缩、转动时，位移箱体201带动剪切位移支座204产生剪切变形和位移量，并利用橡胶回弹性产生自动回复力，即增加了剪切位移、自动复位功能，满足桥梁梁体伸缩位移、自动复位；焊接有不锈钢滑板205的支承横梁203与第一支座202承载车辆载荷并产生位移量，在车辆冲击载荷和桥梁梁体发生变位转角时，受力同步发生偏转，即增加了多向转动位移功能，满足桥梁梁体的多向大角度的偏转运动。此外，在支承横梁203端部或者两侧增加限位锁定件206，在极限工况超出设计位移量时，可以有效防止支承横梁203脱空。限位锁定件206采用钢板和橡胶硫化制成，或者采用橡胶与钢板组装制成，具有一定的弹性缓冲性能。
40.需要说明的是，剪切位移支座204是区别与于常规模数式伸缩装置标准jt/t327-2004公路桥梁伸缩装置要求的“聚氨酯位移控制弹簧、压紧支座、承压支座”的形式之一。这种新型剪切位移支座的设计形式的优点：
41.1、将常规模数式伸缩装置标准要求的“聚氨酯位移控制弹簧、压紧支座”取代，即只需使用该剪切位移支座，就不需要使用“聚氨酯位移控制、压紧支座”，减少了标准要求的零件数量，也降低了采购成本；
42.2、剪切位移支座剪切位移量更大，能满足350％的剪切位移，即是常规剪切位移
(100％剪切变形)的3.5倍，如图9和图11中所示剪切位移达40mm以上。同时提高了横向、纵向、竖向的大变形功能；
43.3、剪切位移支座的多向大变形性能，不仅性能优于“聚氨酯位移控制弹簧、压紧支座”，而且与第一支座202配合一起给伸缩装置提供更大的竖向位移，如图6～图8中所示竖向位移达20mm上，按标准jt/t723-2008单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置要求最大竖向转角为0.05rad，约2.87
°
，折合计算竖向位移约为17.5mm。所以，我方发明竖向位移超过标准要求的最大转角位移量，明显优于常规梳齿板式伸缩装置。正是这种功能的设计结构，才能将模数式伸缩装置的位移箱结构与梳齿板式伸缩装置融合成为可能的原因之一。
44.所述柔性变位组件300采用橡胶与螺纹紧固件硫化制成，或者采用橡胶与螺纹紧固件组装制成。柔性变位组件300位于齿板组件100和位移与传动组件200之间，将中间滑动齿板102和所述支承横梁203进行锚固连接，需要注意的是，柔性变位组件300可设置1～20个。每个柔性变位组件300均设计有1～20套螺纹紧固件。柔性变位组件300采用高强弹性橡胶体与螺栓硫化，增加柔性多向变位、弹性复位功能，彻底解决螺纹紧固件的刚性抗冲击剪断失效的传统模式，高强弹性橡胶体可采用天然橡胶、氯丁橡胶、阻尼橡胶或以上两种或多种橡胶混合制成。
45.需要解释的是，可拆式模块化组合的设计结构，是以螺纹紧固件作为连接组装的形式来体现。然而，常规的螺栓螺母连接固定容易受到车辆载荷冲击下容易发生疲劳剪断或松动直至损坏失效。为了避免这种常规冲击损坏，通过增加了柔性变位组件300使得螺纹紧固件产生高弹性预紧力，有自动复位、锁定功能，该功能消除了螺纹紧固件的刚性冲击剪断失效的传统模式，同时取代了常规模数式伸缩装置支承横梁与型钢焊接固定的传统模式，使得模块化设计成为可能，也提升了伸缩装置使用寿命；
46.该功能取代了常规梳齿式伸缩装置的螺栓与混凝土直接锚固的传统模式，提高了锚固螺栓抗车载冲击疲劳，提升了伸缩装置使用寿命。这种设计形式的优点在于解决了模数式伸缩装置(型钢不分段，整根通长)无法模块化设计的缺陷，而借鉴了梳齿板式伸缩装置的模块化设计，这也正是我方发明能将梳齿板式与模数式伸缩装置融合成为可能的原因之一。
47.进一步的，还包括密封组件400，其设置于所述位移箱体201下方，包括挡板401和排水管402，挡板401可由型材和不锈钢板制成，通过锚固螺栓固定在梁体上，形成流水槽，同时增加密封防水功能，有效防止雨水、冰雪从桥梁梁体接缝出漏水、渗水。此外，密封组件400的两端部位各自设计排水管402，将挡板401上的水排入临近护栏下方的排水通道内，防止密封防水系统组件储水过多发生溢漏。型材和不锈钢板的结构取代了常规伸缩装置使用的橡胶板、橡胶条或止水带的传统模式，消除了橡胶带过早老化失效的隐患，满足了伸缩装置在全生命周期内免更换。
48.综上所述，本发明所述装置具备以下优点：
49.1、把梳齿板式伸缩装置的梳齿板结构和模数式伸缩装置的位移与支承梁传动结构有机融合在一起，开发出一种兼容梳齿板与位移支承梁一体化多功能的全新设计结构，这种新设计的组合结构与常规伸缩装置对比，能实现更大的竖向变位、更大的转角、更好的降噪环保，以及全寿命耐久性使用；
50.2、伸缩装置开发一种全新的“双齿形啮合”组合式设计结构，这种新设计的啮合齿
形与常规同等位移量的梳齿板齿形长度尺寸对比，长度缩短了一倍，而且中间滑动齿板跨越在梁体两端受力，属于“简支梁受力模式”，消除了“悬臂梁受力模式”和大位移量梳齿板齿形超长容易折断的隐患，有效提升了伸缩装置使用寿命；
51.3、伸缩装置把传统位移控制弹簧和压紧支座融合在一起，开发出一种剪切变形、伸缩位移、承压载荷一体化多功能的全新设计部件——剪切位移支座204，这种支座具有超强剪切变形、自动复位的功能，取代了传统模式的位移控制弹簧的功能，消除了位移控制弹簧自身聚氨酯过早老化失效的隐患，提升了伸缩装置使用寿命；
52.4、伸缩装置采用全新的柔性多向变位锚固部件，是一种把梳齿板和位移传动有效连接锚固的全新设计结构，有效利用橡胶高强弹性预应力实现自动复位锁定功能，消除了螺纹紧固件的刚性冲击剪断失效的传统模式，同时取代了常规模数式伸缩装置支承横梁与型钢焊接固定的传统模式，提升了伸缩装置使用寿命。此外，柔性多向变位锚固部件使用螺栓连接结构，可对梳齿板组件和位移与支承传动系统进行模块化拆卸和更换。所以，不需破坏混凝土路面的状况下，方便对产品模块局部或整体中的易损件进行更换，便于维修和保养；
53.5、伸缩装置在支承横梁203部或者两侧增加限位锁定件206，在有效防止极限工况时支承横梁203超程脱空，新增了中间滑动齿板102防脱落、限位锁定功能；
54.6、伸缩装置整体采用0.5～20米等不同长度的模块化设计结构，施工现场模块化拼装，安装便捷，大大缩短了阻断交通的维修时间。
55.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。