无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，包括：橡胶中立件为长条板状结构，该橡胶中立件两侧面均设有多个凸凹结构；第一橡胶固定件一侧面为粘贴面，另一侧面设有橡胶中立件的一侧面的多个凸凹结构相匹配的多个凸凹结构，能对应嵌入橡胶中立件的一侧面的多个凸凹结构内；第一、第二橡胶固定件结构相同；橡胶伸缩件设在第一橡胶固定件与橡胶中立件之间和第二橡胶固定件与橡胶中立件之间；橡胶盖板盖设在连接后的第一橡胶固定件、橡胶伸缩件、橡胶中立件和第二橡胶固定件的表面。该装置采用全橡胶构件，减震、抗冲击，不易老化，寿命长；安装后不会形成悬臂式传力，避免了悬臂式传力支承弊端，有效保护桥梁伸缩缝、桥梁梁板和路面墩台。

主设计要求

1.一种无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，其特征在于，包括：橡胶中立件、第一橡胶固定件、第二橡胶固定件、橡胶伸缩件和橡胶盖板；其中，所述橡胶中立件为长条板状结构，该橡胶中立件的两侧面均设有多个凸凹结构；所述第一橡胶固定件的一侧面为粘贴面，另一侧面设有多个凸凹结构，该多个凸凹结构与所述橡胶中立件的一侧面的多个凸凹结构相匹配，能对应嵌入所述橡胶中立件的一侧面的多个凸凹结构内；所述第二橡胶固定件的一侧面为粘贴面，另一侧面设有多个凸凹结构，该多个凸凹结构与所述橡胶中立件的另一侧面的多个凸凹结构相匹配，能对应嵌入所述橡胶中立件的另一侧面的多个凸凹结构内；所述橡胶伸缩件设在所述第一橡胶固定件与所述橡胶中立件之间和所述第二橡胶固定件与所述橡胶中立件之间；所述橡胶盖板盖设在连接后的所述第一橡胶固定件、橡胶伸缩件、橡胶中立件和第二橡胶固定件的表面。

设计方案

1.一种无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，其特征在于，包括：

橡胶中立件、第一橡胶固定件、第二橡胶固定件、橡胶伸缩件和橡胶盖板；其中，

所述橡胶中立件为长条板状结构，该橡胶中立件的两侧面均设有多个凸凹结构；

所述第一橡胶固定件的一侧面为粘贴面，另一侧面设有多个凸凹结构，该多个凸凹结构与所述橡胶中立件的一侧面的多个凸凹结构相匹配，能对应嵌入所述橡胶中立件的一侧面的多个凸凹结构内；

所述第二橡胶固定件的一侧面为粘贴面，另一侧面设有多个凸凹结构，该多个凸凹结构与所述橡胶中立件的另一侧面的多个凸凹结构相匹配，能对应嵌入所述橡胶中立件的另一侧面的多个凸凹结构内；

所述橡胶伸缩件设在所述第一橡胶固定件与所述橡胶中立件之间和所述第二橡胶固定件与所述橡胶中立件之间；

所述橡胶盖板盖设在连接后的所述第一橡胶固定件、橡胶伸缩件、橡胶中立件和第二橡胶固定件的表面。

2.根据权利要求1所述的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述橡胶中立件内部设有加强筋。

3.根据权利要求2所述的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述加强筋沿所述橡胶中立件的长度方向设置在所述橡胶中立件内的中间偏下部位。

4.根据权利要求2所述的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述加强筋采用长条状钢板。

5.根据权利要求1至4任一项所述的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述橡胶中立件两侧面的多个凸凹结构中，各凸起部的长度与各凹进部的长度相等，并与所述第一橡胶固定件和第二橡胶固定件的凹凸部的长度相等。

6.根据权利要求1至4任一项所述的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述橡胶伸缩件采用橡胶弹簧，该橡胶弹簧的一端为凸起形状，该凸起形状与所述橡胶中立件两侧面的多个凸凹结构中的凹进结构的底部形状相匹配；该橡胶弹簧的另一端为凹进形状，该凹进与所述第一橡胶固定件和第二橡胶固定件侧面的多个凸凹结构中的凸起结构的尖端形状相匹配。

7.根据权利要求6所述的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述橡胶中立件两侧面的多个凸凹结构中，每个凸起部均设有弧形尖端，每个凹进部均设有弧形底部；

所述第一橡胶固定件与第二橡胶固定件侧面的多个凸凹结构中，每个凸起部均设有弧形尖端，每个凹进部均设有弧形底部。

8.根据权利要求6所述的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述橡胶弹簧的一端为外凸弧形形状，另一端为内凹弧形形状。

9.根据权利要求1至4任一项所述的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，其特征在于，所述橡胶盖板上表面设有抗滑图纹。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁领域，尤其涉及一种用于桥梁上的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置。

背景技术

桥梁伸缩缝位于桥梁上部结构活动端、桥面断缝处，主要由传力支承体系和位移控制体系组成。桥梁伸缩缝按照材料来分目前主要有三大类：型钢型伸缩缝、板式橡胶伸缩缝和TST弹塑体伸缩缝(目前基本不使用)。亦可以按照不同构造形式和受力特点可细分为五类：(1)对接式伸缩缝，根据其构造形式和受力特点的不同，可分为填塞对接型伸缩缝和嵌固对接型伸缩缝两种。填塞对接型伸缩缝一般用于伸缩量在40mm以下的常规桥梁工程上；嵌固对接型伸缩缝被广泛应用于伸缩量在80mm及其以下的桥梁工程上。(2)钢制支承式伸缩缝，是用钢材装配制成的，能直接承受车轮荷载的一种构造。以前这种伸缩缝装置多用于钢桥，现也用于混凝土梁。(3)板式橡胶伸缩缝，是一种具有刚柔结合的伸缩装置。它承受荷载之后，有一定的竖向刚度，所以具有跨径间隙能力大(即伸缩量大)，行车平稳的优点。(4)模数支承式伸缩缝，是利用吸震缓冲性能好又容易做到密封的橡胶材料，与强度高刚性好的异型钢材组合的，在大位移量情况下能承受车辆荷载。(5)无缝式伸缩缝，是一种接缝构造不伸出桥面的伸缩缝产品也称为TST桥梁伸缩缝，在桥梁端部的伸缩间隙中填入弹性材料并铺上防水材料，然后在桥面铺装层铺筑粘弹性复合材料，使伸缩接缝处的桥面铺装与其它铺装部分形成一连续体，以连接缝的沥青混凝土等材料的变形承受伸缩的一种构造。但实际使用中最常见的是模数伸缩缝、梳形板式伸缩缝。

目前最常用的桥梁伸缩缝有模数式伸缩缝和梳形板式伸缩缝，其中，模数式伸缩缝装置由中钢梁钢、边钢梁钢、横梁和橡胶带等结构组成，其结构布置如图1所示。这种模数式桥梁伸缩缝是采用刚性连接，传力可靠；机械密封，防水性能强；其弹性支撑体系可以保证消音减震；多条中钢梁与橡胶带组合，保证伸缩装置与两侧桥面及路面衔接平顺，行驶舒适度好；鸟型橡胶带伸缩自如，与型钢衔接紧密。但模数式伸缩缝装置存在以下主要缺点：桥梁铺装端头与桥台留有较大间隙，而且安装后会形成悬臂式传力，正是这种悬臂式传力将导致对桥梁或台背产生旋转式的撬动力，在冲击载荷的作用下，对桥梁伸缩缝部件、桥梁铺装层、甚至对梁板都具有直接的损坏作用制作安装工艺，费时费力成本高，暴露的明缝在复杂重载车辆通过会产生严重的冲击震动，导致橡胶密封带易脱落、老化，模数式伸缩装置中钢梁、弹性支承元件极易损坏，使用寿命较短，维修费时费力，无安全排水和防水。

梳形板式伸缩缝装置由活动梳齿板、固定梳齿板、转动结构、多向变位结构、支撑结构、导水装置及不锈钢板组成的伸缩装置，结构如图2所示。这类伸缩缝装置结构本身刚度较大，抗冲击力较强。但也存在以下主要缺点：存在一定安全隐患：梳齿易折断、翘曲；锚固螺栓易松动，易造成齿板松脱等。桥梁铺装端头与桥台留有较大间隙，而且安装后会形成悬臂式传力，正是这种悬臂式传力将导致对桥梁或台背产生旋转式的撬动力，在冲击载荷的作用下，对桥梁伸缩缝部件、桥梁铺装层、甚至对梁板都具有直接的损坏作用。养护难度大：梳齿间易囤积杂物，日常清洁难度大；螺栓和不锈钢垫板日常养护频率高，存在一定日常养护难度。存在齿形缝隙，在复杂重载车辆通过也会产生较严重的冲击震动，对梳形板式伸缩装置的各部件造成严重损坏。无安全排水和防水。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，能实现桥梁与道路的无缝连接，不会形成悬臂式传力，完全避免了悬臂式传力支承弊端，有效保护桥梁伸缩缝、桥梁梁板和路面墩台。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，包括：

橡胶中立件、第一橡胶固定件、第二橡胶固定件、橡胶伸缩件和橡胶盖板；其中，

所述橡胶中立件为长条板状结构，该橡胶中立件的两侧面均设有多个凸凹结构；

所述橡胶伸缩件设在所述第一橡胶固定件与所述橡胶中立件之间和\/或所述第二橡胶固定件与所述橡胶中立件之间；

所述橡胶盖板盖设在连接后的所述第一橡胶固定件、橡胶伸缩件、橡胶中立件和第二橡胶固定件的表面。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置的优点为：

通过在橡胶中立件两侧面设置多个凸凹结构，和在第一橡胶固定件和第二橡胶固定件的侧面设置同样匹配的多个凸凹结构，使得橡胶中立件可设在第一橡胶固定件和第二橡胶固定件之间，三者经过匹配的多个凸凹结构嵌入后形成无缝连接，通过在第一橡胶固定件和橡胶中立件之间、以及第二橡胶固定件和橡胶中立件之间设置橡胶伸缩件，并在它们上面加装橡胶盖板形成一种能真正实现桥梁与道路的无缝连接的桥梁伸缩缝装置。该装置采用全橡胶构件，减震、抗冲击，不易老化，寿命长；结构简单，经济适用；安装后不会形成悬臂式传力，完全避免了悬臂式传力支承弊端，有效保护桥梁伸缩缝、桥梁梁板和路面墩台。

附图说明

下面对实施例描述中所用附图作简要介绍，这些附图仅是本实用新型一部分实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不需要付出创造性劳动的情况下，可以根据这些附图获得其他附图。

图1是现有技术的模数式伸缩缝装置的结构示意图；

图2是现有技术的梳形板式伸缩缝装置的结构示意图；

图3是本实用新型提供的桥梁伸缩缝装置的结构示意图；

图4是图4的A-A处的剖面结构示意图；

图5是本实用新型提供的桥梁伸缩缝装置的中立装置的结构示意图；

图6是本实用新型提供的桥梁伸缩缝装置的第一固定装置的结构示意图；

图7是本实用新型提供的桥梁伸缩缝装置的橡胶弹簧的剖面结构示意图；

图8是本实用新型提供的桥梁伸缩缝装置的盖板的结构示意图；

图9是本实用新型提供的桥梁伸缩缝装置的安装状态剖面结构示意图；

图1中标号为：11-锚固筋；12-边钢梁；13-中钢梁；14-横梁；15-橡胶密封带；16-位移箱；17-承压支座；18-压紧支座；19-吊架；

图2中标号为：21-梳型钢板N2；22-不锈钢滑板；23-梳型钢板N1；24-高强锚固螺栓；25-间隙；26-橡胶防水层；

图3至图9中标号为：1-橡胶盖板；2-橡胶伸缩件；3、5-第一、第二橡胶固定件； 4-橡胶中立件；6-沥青混凝土面层；7-桥面铺装层；8-中立装置的加强筋。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明，使本实用新型的上述及其他目的、特征和优势更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，包括：

橡胶中立件、第一橡胶固定件、第二橡胶固定件、橡胶伸缩件和橡胶盖板；其中，

所述橡胶中立件为长条板状结构，该橡胶中立件的两侧面均设有多个凸凹结构；

所述橡胶伸缩件设在所述第一橡胶固定件与所述橡胶中立件之间和所述第二橡胶固定件与所述橡胶中立件之间；

所述橡胶盖板盖设在连接后的所述第一橡胶固定件、橡胶伸缩件、橡胶中立件和第二橡胶固定件的表面。

上述装置中，橡胶中立件内部设有加强筋。

上述装置中，加强筋沿所述橡胶中立件的长度方向设置在所述橡胶中立件内中间偏下部位，具体是在水平方向的中间部位。优选的，所述加强筋采用长条状钢板。加强筋不仅能增加橡胶中立件的强度，而且通过将加强筋设在水平方向的中间偏下部位，通过加强筋的特别固定，在伸缩缝伸缩过程中有效保持中立位置6。

上述装置中，各凸起部的长度与各凹进部的长度相等，并与第一固定件和第二固定件的凹凸部的长度相等。进一步的，橡胶中立件两侧面的多个凸凹结构的凸凹部长度由桥梁伸缩缝大小通过理论计算确定，即凸凹部长度与桥梁伸缩缝大小相适应即可。

上述装置中，橡胶伸缩件采用橡胶弹簧，该橡胶弹簧的一端为凸起形状，该凸起形状与所述橡胶中立件两侧面的多个凸凹结构中的凹进结构的底部形状相匹配；该橡胶弹簧的另一端为凹进形状，该凹进与所述第一橡胶固定件和第二橡胶固定件侧面的多个凸凹结构中的凸起结构的尖端形状相匹配。

优选的，上述橡胶中立件两侧面的多个凸凹结构中，每个凸起部均设有弧形尖端，每个凹进部均设有弧形底部；

所述第一橡胶固定件与第二橡胶固定件侧面的多个凸凹结构中，每个凸起部均设有弧形尖端，每个凹进部均设有弧形底部。

优选的，上述橡胶弹簧的一端为外凸弧形形状，另一端为内凹弧形形状。

可以知道，上述提及的凸凹结构的尖端和凹进为弧形，以及橡胶弹簧的弧形尖端和弧形凹进仅是一种可采用的较优结构形状，但本实用新型伸缩缝装置可用的形状并不仅限于弧形形状，只要便于安装且构件之间相互匹配的形状均可以用在该无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置的构件中。

上述装置中，橡胶盖板上表面设有图纹。通过设置这种橡胶盖板，具有防尘、防水等优点，也能极大地减少对桥梁伸缩缝的养护，并使车辆通过具有良好的平顺性。

本实用新型的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置至少具有以下优点：

(1)能实现桥梁与道路的无缝连接，避免了现有桥梁伸缩缝安装都表现出各种不同形式明缝的问题，如直线形、锯齿形、波形等，只要存在明缝，在复杂重型行驶车辆载荷的反复冲击作用下，不但导致桥梁伸缩缝各部件的损坏，而且对桥梁梁板及桥台结构物的破坏。

(2)由于采用的是全橡胶构件，减震、抗冲击，不易老化，寿命长；且全橡胶构件具有极大的安全性，即使损坏也不对其它构件，特别是行驶车辆，或人身造成创伤。

(3)由于第一橡胶固定件与第二橡胶固定件的两侧面为粘贴面，方便以强力胶粘接安装，与路面融为一体，无论是车辆通过性，还是安装维修都十分方便，省时、省力，具有极大的经济效益和社会效益。

(4)该装置结构简单，经济适用。

(5)该装置既可实现桥面铺装与台背高度一致，也可实现桥梁与台背的间隙达到安装时的理论值；其理论值就代表着桥梁伸缩缝的间隙最小；这一点目前所有的桥梁伸缩缝都无法做到；间隙最小，对行驶车辆载荷的传递极为有利，带来的危害就极低。

(6)该装置安装后不会形成悬臂式传力，完全避免了悬臂式传力支承弊端，有效保护桥梁伸缩缝、桥梁梁板和路面墩台。

(7)该无缝全橡胶桥梁伸缩缝安装后，安装路面段只有橡胶盖板呈现，各橡胶构件的设计刚度可与沥青混凝土路面层(即柔性路面)的刚度保持基本相同，这样车辆通过就无差别，既提高车辆行驶的舒适性，也降低轮胎对桥梁伸缩缝等的冲击效果。但现有桥梁伸缩缝安装后，都会在路面伸缩缝处呈现沥青混凝土-水泥混凝土-伸缩缝构件-伸缩缝缝隙-伸缩缝构件-水泥混凝土-沥青混凝土，在不到一米宽的伸缩缝安装段的路面上，轮胎要经过三种路面介质，反复切换六次，车辆通过时轮胎会产生六次不同的效果，不会带来良好的通过性，只会产生多次的冲击。

(8)该无缝全橡胶桥梁伸缩缝适用于一切大小规格的桥梁伸缩缝的安装，这也是区别于任何一种桥梁伸缩缝的关键所在，并且在生产制造中只需要根据伸缩缝的大小来确定橡胶中立装置的两侧凸凹结构宽度即可。

下面将结合本发明的附图对本实用新型实施方案作进一步描述。同时要说明以下部分未详细说明的部分应理解为是本领域所公知的。

如图3至图9所示，本实施例的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置包括：橡胶中立件4、第一橡胶固定件3、第二橡胶固定件5、橡胶伸缩件2和橡胶盖板1；其中，橡胶中立装置4 设有加强筋8，能增加橡胶中立装置4的强度。该装置的安装方式为：它是通过两个橡胶固定件3、5分别固定在安装伸缩缝开槽的两边，橡胶中立装置4的多个凹凸结构与固定装置的多个凸凹结构相配，即橡胶中立装置4的多个凹凸结构嵌入安装在两侧的两个橡胶固定件3、5的多个凸凹结构内，其凹凸相配留下的空间(根据安装温度计算桥梁伸缩量大小)安置橡胶伸缩装置2，在连接后的各构件上盖上橡胶盖板1(参见图3)。本实用新型的装置安装可以做到桥梁铺装梁板端面的间隙(伸缩缝间隙)达到最小值，从理论来讲，如果在某个地区安装桥梁伸缩缝的时间是在该地区历史记录中最热的那天，那么桥梁梁板端面间隙可以做到零间隙。在实际安装作业中，一般都取理论值得1.2倍，确保安装误差和极端天气的发生。本实用新型的无缝全橡胶桥梁伸缩缝安装后，安装路面段只有橡胶盖板1呈现，橡胶制件的设计刚度与沥青混凝土路面层(即柔性路面)的刚度保持基本相同，这样车辆通过是无差别通过，不会出现车辆通过目前现有桥梁伸缩缝时“咕嘟咕嘟”声响，提高了行车舒适性，更降低了轮胎对桥梁伸缩缝等的冲击。

本实用新型的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置的传力支承体系由各构件共同完成；位移控制体系由橡胶伸缩件2完成。各部件还有其独立作用：橡胶盖板起到保护作用，包括：1)能有效保护橡胶伸缩件2、两个橡胶固定件3、5和橡胶中立装置，特别是防止路面灰尘及小石子等杂物携入各装置的结合缝中；2)防水作用：防止水通过结合缝渗入，影响各装置的工作性能和使用寿命；橡胶伸缩件2具有一定的伸缩功能、传力支承能力和符合设计要求的弹力，保证桥梁在热胀冷缩过程中缩放自如，使桥梁伸缩缝全天候情况下保持一个无间隙整体；两个橡胶固定件3、5通过强力胶粘剂牢固的粘接在路面沥青混凝土切割面和桥梁铺装(桥台)面上，确保橡胶中立件4和橡胶伸缩件2的有效固定；橡胶中立件4在生产制造中设计有加强筋，能在橡胶中立件4横跨在伸缩缝间隙上增加该橡胶中立件的强度，增强进行中立件4的寿命，同时通过加强筋的特别固定，在伸缩缝伸缩过程中有效保持中立位置。

参见图9的本实施例的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置的安装剖面图，安装后该装置与路面沥青混凝土面层6形成一个完整的整体，各个构件间是无间隙配合，增加橡胶盖板1使其更具有完整的一体性，它的传力支承体系基本与路面沥青混凝土面层的传力支承一致。而现有的其它桥梁伸缩缝安装后在路面表面都会有大小不同的伸缩缝隙，并且桥梁铺装端头与桥台留有较大间隙，而且安装后会形成悬臂式传力，正是这种悬臂式传力将导致对桥梁或台背产生旋转式的撬动力，在冲击载荷的作用下，对桥梁伸缩缝部件、桥梁铺装层、甚至对梁板都具有直接的损坏作用。如梳齿易折断、翘曲；锚固螺栓易松动，齿板松脱；而现有的模数式伸缩装置导致橡胶密封带易脱落、老化，钢梁、弹性支承元件极易损坏等。这是本实用新型的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置区别于现有一切桥梁伸缩缝的关键所在。该装置的位移控制体系是巧妙地利用中间的活动块(即橡胶中立件)与固定块(两侧的橡胶固定件)通过橡胶伸缩件(即橡胶弹簧)连接实现无缝伸缩。再增加橡胶盖板的设计，既增加车辆通过的平顺性，又有效的防尘和防水。整体采用天然橡胶制件，能有效减震、抗冲击，减少对桥梁梁板的破坏。

在橡胶盖板上表面可设置增加摩擦力的图纹，可以是规整或不规整的花纹。橡胶盖板的安装与路面形成一体，车辆通过的实际效果明显感觉与通过正常路面处一样，不像现在所有的伸缩缝在车辆通过时都会有明显的感觉和异样的响声和震动。

本实施例提供的无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置，从根本上改变传统的桥梁伸缩缝的传力支承体系和位移控制体系设计，能全面解决桥梁伸缩缝设计要求的关键七大经济、技术问题：能够适应桥梁温度变化所引起的伸缩；具有桥面平坦行驶性的良好构造；安装施工、养护、修理与更换方便；与桥梁结构联为整体，具有能够安全排水和防水的构造；承担各种车辆荷载的作用；经济廉价。该装置能克服现有各种桥梁伸缩缝的所有缺点，实现完美桥梁伸缩缝设计，创造最佳的经济效益和社会效益。

以上为本实用新型的较佳实施例，本实用新型的保护范围不局限于这些实施例，熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露技术范围内，能轻易想到的变化及替换，都涵盖在本实用新型保护范围内。因此，本实用新型保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

设计图

无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置论文和设计

无缝全橡胶桥梁伸缩缝装置论文和设计

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