本發(fā)明涉及一種交通公路橋梁自適應(yīng)多向變位復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置，確切地說是一種公路橋梁的伸縮縫聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)體系，可以采用工廠模塊化預(yù)制，工地現(xiàn)場安裝在路面的伸縮縫位置上。

背景技術(shù)：
公路橋梁伸縮裝置，是在公路橋梁結(jié)構(gòu)物連接端之間設(shè)置的能自由變形的跨縫裝置，其功能是使橋梁結(jié)構(gòu)物在氣溫變化及混凝土或鋼材收縮、蠕變位移，以及動(dòng)荷載等因素的作用下，能夠保持自由多維方向的伸縮，以適應(yīng)公路橋梁結(jié)構(gòu)的各種變形，為一個(gè)保障公路橋梁正常運(yùn)行中必不可少的結(jié)構(gòu)性裝置。公路橋梁伸縮裝置除了必須具備使汽車行駛舒適、平順、無噪音、防水防雜物滲入功能之外，還必須經(jīng)久耐用，安裝施工簡便易行，維修方便。其材料性能和裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)直接影響到公路橋梁的運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量及使用年限，特別是對(duì)于高架公路、長大跨徑和連續(xù)式長橋，公路橋梁伸縮縫尤其重要，一旦發(fā)生病害將改變橋梁正常的受力狀態(tài)，甚至?xí){到公路橋梁的結(jié)構(gòu)安全、行車安全和橋梁的使用壽命。隨著交通量和重型車的迅速增加，特別是近年來超載現(xiàn)象嚴(yán)重，使公路橋梁伸縮裝置的破壞情況越來越嚴(yán)重，公路橋梁的伸縮裝置使用中長期暴露在野外大氣中，使用環(huán)境比較惡劣，是橋梁結(jié)構(gòu)中最易遭到破壞而又較難以修補(bǔ)的部位?，F(xiàn)有伸縮裝置完全采用單純鋼材制造，盡管采用不同機(jī)械結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)，但并沒有完全解決伸縮裝置存在的問題。伸縮裝置剛性和柔性難以達(dá)到平衡兼顧，增加伸縮裝置的柔性，則不能保證伸縮縫的行車安全和保護(hù)公路橋梁構(gòu)件的端部；增加伸縮裝置的剛性，則常常無法適應(yīng)伸縮縫部位的多向變位，導(dǎo)致伸縮裝置安裝錨固件等部件的斷裂損壞。公路橋梁伸縮裝置過早的破壞是目前橋梁工程中經(jīng)常碰到的一個(gè)問題，也是當(dāng)今橋梁施工和維護(hù)中的難題之一。有些公路橋梁通車一年時(shí)間左右，就出現(xiàn)了損壞現(xiàn)象，并伴隨時(shí)間的推移，損壞程度逐漸加劇。同時(shí)，伸縮裝置的更換也給業(yè)主帶來多種多樣的困難，如更換施工時(shí)間長，直接影響到日常交通運(yùn)行，野外作業(yè)受到自然天氣而影響到施工質(zhì)量等。傳統(tǒng)的伸縮裝置修補(bǔ)方法是將伸縮裝置整體鑿出，安裝新的伸縮裝置后，澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)周期在20天左右。因此，公路橋梁伸縮裝置成為制約大跨徑鋼橋建設(shè)和發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有伸縮裝置技術(shù)所存在的不足之處，提供一種公路橋梁自適應(yīng)多向變位復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置，利用不同材料特性和結(jié)構(gòu)組成使伸縮裝置不但保證結(jié)構(gòu)剛性，而且具有較好的柔性，以期能夠很好地解決伸縮縫多向變形位移所導(dǎo)致伸縮縫損壞問題和耐久性的問題。特別是具有適用范圍廣、安裝方便和造價(jià)低的特點(diǎn)，以利于解決已建的或正在建設(shè)的或即將建設(shè)的鋼橋的公路橋梁伸縮縫問題。采用常溫快速鋪裝簡化施工方法，提高施工效率；在充分滿足公路橋梁伸縮裝置的技術(shù)條件下，實(shí)現(xiàn)模塊化鋪裝，提高鋪裝質(zhì)量，提高橋梁的耐久性和延長使用壽命。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明公路橋梁自適應(yīng)多向變位復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：所述復(fù)合結(jié)構(gòu)為兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)或?yàn)槿龑訌?fù)合結(jié)構(gòu)。所述兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)是以高分子聚合物為表層，以鋼板為墊層，所述墊層位于表層的底部作為底層。所述三層復(fù)合結(jié)構(gòu)是以高分子聚合物為表層，以鋼板為墊層，所述墊層為中間層，在所述墊層的底部具有以高分子聚合物為材質(zhì)的底面層。本發(fā)明公路橋梁自適應(yīng)多向變位復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：所述復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置是以左半部和右半部以梳齒形邊相互嵌插，在與所述梳齒形邊相對(duì)的另一邊設(shè)置有固定用螺栓孔。本發(fā)明公路橋梁自適應(yīng)多向變位復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：所述復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置中的墊層在所述表層的底部為全面覆蓋表層或局部覆蓋表層，所述局部覆蓋表層是指覆蓋不包括螺栓孔所在位置和/或覆蓋不包括梳齒所在位置。本發(fā)明公路橋梁自適應(yīng)多向變位復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：所述表層、墊層和底面層為分體預(yù)制成的構(gòu)件，所述各分體預(yù)制成的構(gòu)件按設(shè)定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置。本發(fā)明公路橋梁自適應(yīng)多向變位復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：所述作為墊層的鋼板為平板鋼板或?yàn)楦駯配摪濉１景l(fā)明公路橋梁自適應(yīng)多向變位復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：所述表層是以超高分子量聚乙烯UHMWPE、高密度聚乙烯HDPE、聚乙二醇PEG或合成橡膠為材質(zhì)；或是以超高分子量聚乙烯UHMWPE、高密度聚乙烯HDPE、聚乙二醇PEG和合成橡膠中的一種或多種任意組合的組合物為材質(zhì)。本發(fā)明公路橋梁自適應(yīng)多向變位復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：所述底面層與表層的材質(zhì)相同，或是以聚脲、或是以聚氨酯、或是以環(huán)氧樹脂為材質(zhì)。本發(fā)明公路橋梁自適應(yīng)多向變位復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：所述墊層的厚度為10～90mm；所述表面的厚度為10～50mm，所述底面層的厚度為2～10mm。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：1、本發(fā)明構(gòu)造簡單，用鋼量少，具有很好的多方位變形協(xié)調(diào)性、抗疲勞性能、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性、防水防滲性。其在公路橋梁中實(shí)施，行車舒適、施工簡便易行、快速安裝、不跳車、環(huán)保低噪聲。能適應(yīng)寬橋、曲線橋、斜橋等伸縮縫結(jié)構(gòu)在多方位的變形，當(dāng)各種車輛過橋梁時(shí)，能均勻分布水平力，吸收部分振動(dòng)，從而延長橋梁壽命。2、本發(fā)明在常溫下進(jìn)行快速鋪裝施工，實(shí)現(xiàn)模塊化鋪裝，安裝和更換方便，大大簡化了施工方法和技術(shù)要求，提高施工效率。能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到通車使用條件，因此能夠快速開放交通，對(duì)日常交通設(shè)施運(yùn)行的影響減到最小程度。適合大跨度鋼橋的伸縮裝置，也適合城市高架橋梁、高等級(jí)公路、高速公路伸縮裝置的快速安裝和維修工程。附圖說明圖1為本發(fā)明采用兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)斷面示意圖；圖2為本發(fā)明采用三層復(fù)合結(jié)構(gòu)斷面示意圖；圖3為本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a和圖4b為本發(fā)明采用兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)不同實(shí)施方式斷面示意圖；圖5為本發(fā)明采用三層復(fù)合結(jié)構(gòu)具體實(shí)施斷面示意圖；圖6為本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號(hào)：1表層，2墊層，3底面層，4a左半部，4b右半部，6伸縮縫，7錨固螺栓，8混凝土層。具體實(shí)施方式本實(shí)施例中公路橋梁復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置的結(jié)構(gòu)形式是：圖1所示復(fù)合結(jié)構(gòu)為兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)，兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)是以高分子聚合物為表層1，以鋼板為墊層2，所述墊層2位于表層的底部作為底層；圖2所示復(fù)合結(jié)構(gòu)為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，三層復(fù)合結(jié)構(gòu)是以高分子聚合物為表層1，以鋼板為墊層2，所述墊層2為中間層，在所述墊層2的底部具有以高分子聚合物為材質(zhì)的底面層3；墊層2的厚度為10～90mm；所述表面的厚度為10～50mm，所述底面層的厚度為2～10mm。圖3所示，本實(shí)施例中復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置是以左半部4a和右半部4b以梳齒形邊相互嵌插，在與梳齒形邊相對(duì)的另一邊設(shè)置有固定用螺栓孔。相互嚙合的支承式構(gòu)造其結(jié)構(gòu)剛度大，同時(shí)具有柔性，可承受較大的多維方向變位。具體實(shí)施中，復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置中的墊層2在所述表層1的底部可以為如圖4b所示的全面覆蓋表層1；也可以為如圖4a和圖5所示的局部覆蓋表層1，局部覆蓋表層1是指覆蓋不包括螺栓孔所在位置和/或覆蓋不包括梳齒所在位置。圖5所示為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其同樣是以左半部4a和右半部4b以梳齒形邊相互嵌插。具體實(shí)施中，表層1、墊層2和底面層3為分體預(yù)制成的構(gòu)件，各分體預(yù)制成的構(gòu)件按設(shè)定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置，各構(gòu)件之間采用彈性聚合物膠粘劑和/或熱熔聚乙烯錨栓、和/或金屬錨栓緊固件進(jìn)行復(fù)合。作為墊層2的鋼板為平板鋼板或?yàn)楦駯配摪?。表?是以超高分子量聚乙烯UHMWPE、高密度聚乙烯HDPE、聚乙二醇PEG或合成橡膠為材質(zhì)；或是以超高分子量聚乙烯UHMWPE、高密度聚乙烯HDPE、聚乙二醇PEG和合成橡膠中的一種或多種任意組合的組合物為材質(zhì)；底面層3與表層1的材質(zhì)相同，或是以聚脲、或是以聚氨酯、或是以環(huán)氧樹脂為材質(zhì)。圖6所示是以復(fù)合結(jié)構(gòu)伸縮裝置中右半部4b跨越公路橋梁的伸縮縫6，兩端以錨固螺栓7錨固在預(yù)埋件中，預(yù)埋件是預(yù)埋在混凝土層8中。關(guān)于復(fù)合結(jié)構(gòu)的加工：實(shí)施例1：按重量份取原料：超高分子量聚乙烯UHMWPE為95份、炭黑2.5份、碳纖維1份、和云母粉1.5份；所有原料充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆驘釅撼尚头謩e作為表層的底面層，用彈性聚合物膠粘劑和金屬錨栓緊固件與鋼板墊層按層狀疊加組裝成型。實(shí)施例2：按重量份取原料：超高分子量聚乙烯UHMWPE為90份、高密度聚乙烯HDPE為3份、聚乙二醇PEG為2份、炭黑2份、玻璃纖維3份；所有原料充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆驘釅撼尚妥鳛楸韺?；底面層采用澆鑄型的聚脲產(chǎn)品；首先使用彈性聚合物膠粘劑和金屬錨栓緊固件，將表層與鋼板墊層按層狀疊加形成復(fù)合體，再將底面層材質(zhì)原料與復(fù)合體澆鑄復(fù)合成型。實(shí)施例3：按重量份取原料：超高分子量聚乙烯UHMWPE為90份、高密度聚乙烯HDPE為4份、聚丙烯PP為2份、炭黑1份、玻璃纖維2份和石英粉1份；所有原料充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆驘釅撼尚妥鳛楸韺?，底面層采用澆鑄型聚氨酯產(chǎn)品；首先用彈性聚合物膠粘劑和金屬錨栓緊固件，將表層與鋼板墊層按層狀疊加形成復(fù)合體，再將底面層材料原料與復(fù)合體進(jìn)行澆鑄復(fù)合成型。本發(fā)明借助高分子聚合物的材料特性，適應(yīng)于多方位的變形以及高耐候和高耐磨性。除具有普通伸縮縫的豎向剛度與壓縮變形，且能承受垂直荷載及適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)外，還可利用高分子聚合物本身的柔性，及其與梁底不銹鋼板間的低摩擦系數(shù)，可使公路橋梁構(gòu)件的多向位移較容易，特別是伸縮裝置構(gòu)件的復(fù)合結(jié)構(gòu)還可有效吸收行車所產(chǎn)生的沖擊荷載，大大降低車輛通過伸縮裝置的行車噪聲，尤其適用于模塊化公路橋梁構(gòu)件，大跨度橋梁、簡支梁連續(xù)板橋和多跨連續(xù)梁橋等公路橋梁的安裝使用。