本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)橋梁，尤其是一種可調(diào)式預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)橋梁伸縮縫裝置及其方法。

背景技術(shù)：

1、橋梁伸縮縫指的是為滿足橋面變形的要求，通常在兩梁端之間、梁端與橋臺(tái)之間或橋梁的鉸接位置上設(shè)置伸縮縫。要求伸縮縫在平行、垂直于橋梁軸線的兩個(gè)方向，均能自由伸縮，牢固可靠，車輛行駛過(guò)時(shí)應(yīng)平順、無(wú)突跳與噪聲；要能防止雨水和垃圾泥土滲入阻塞；安裝、檢查、養(yǎng)護(hù)、消除污物都要簡(jiǎn)易方便。?在設(shè)置伸縮縫處，欄桿與橋面鋪裝都要斷開(kāi)。

2、橋梁伸縮縫在于調(diào)節(jié)由車輛荷載和橋梁建筑材料所引起的上部結(jié)構(gòu)之間的位移和聯(lián)結(jié)。斜交橋的伸縮裝置一旦被破壞，將嚴(yán)重影響行車的速度、舒適性與安全，甚至造成行車安全事故。

3、就目前的形勢(shì)分析公路橋梁伸縮縫有鋼板式伸縮縫和填塞式伸縮縫兩種。常用的鋼板式伸縮縫有鋅鐵皮u型伸縮縫和搭接板式伸縮縫。鋅鐵皮u型伸縮縫施工技術(shù)的施工流程比較簡(jiǎn)單，并且施工中不需要消耗更多的能源，有效降低了公路橋梁的施工成本。通常來(lái)說(shuō)，人行道施工時(shí)，施工人員會(huì)根據(jù)實(shí)際情況，采用鋅鐵皮?u?型伸縮縫施工技術(shù)。這種技術(shù)能有效提升公路橋梁的抗震性和耐久性，延長(zhǎng)使用壽命，所以在鋼橋和混凝土橋中用得較多。填塞式伸縮縫伸縮量小，能省施工成本，操作簡(jiǎn)單，效率和質(zhì)量都高。不過(guò)它穩(wěn)定性差，不能久用，所以多用于小跨徑公路橋梁施工。

4、將伸縮縫技術(shù)用于公路橋梁施工，能提升其性能。這技術(shù)有以下優(yōu)勢(shì)：一是降低交通事故發(fā)生的概率，保障公路橋梁的安全使用。第二，提高公路橋梁總體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。第三、提高公路橋梁的抗沖擊能力，保證外力沖擊下，公路橋梁穩(wěn)定性不受影響，這也在一定程度上延長(zhǎng)了公路橋梁的使用年限。第四、提升公路橋梁的整體承重能力。

5、現(xiàn)階段，我國(guó)公路橋梁施工過(guò)程中，采用伸縮縫施工技術(shù)仍存在諸多問(wèn)題，影響公路橋梁伸縮縫施工質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō)，公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊溫度要求較高，施工時(shí)溫度變化大容易影響主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。此外，公路橋梁的施工一般都在戶外進(jìn)行，施工人員無(wú)法掌控施工時(shí)的氣候和溫度，這就會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，伸縮縫施工技術(shù)也無(wú)法正常使用?；炷潦┕ね瓿珊螅苌炜s余量變化影響，會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)大幅收縮，穩(wěn)定性降低，對(duì)公路橋梁穩(wěn)定不利。第二，除了客觀因素外，公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的使用還會(huì)受到主觀因素的影響。具體施工的時(shí)候，施工人員沒(méi)意識(shí)到這技術(shù)使用的重要性，所以，沒(méi)按具體規(guī)范施工，導(dǎo)致施工中出現(xiàn)很多不可預(yù)測(cè)的問(wèn)題。

6、此外，伸縮縫施工技術(shù)的應(yīng)用需要大量施工機(jī)械設(shè)備，然而，施工人員在操作這些機(jī)械設(shè)備時(shí)，未遵循具體流程，這降低了公路橋梁伸縮縫施工質(zhì)量，對(duì)公路橋梁的長(zhǎng)期使用不利。

7、如申請(qǐng)?zhí)枮?02310051719.7公開(kāi)了一種用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁的伸縮縫裝置,包括第一橋梁和第一橋梁一端的第二橋梁，所述第一橋梁一端還安裝有配合上蓋結(jié)構(gòu)，所述配合上蓋結(jié)構(gòu)的一端安裝有支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)的上端排列有填充結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)用于延伸至配合上蓋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，且所述填充結(jié)構(gòu)覆蓋至配合上蓋結(jié)構(gòu)與支撐結(jié)構(gòu)之間區(qū)域，所述配合上蓋結(jié)構(gòu)包括支撐蓋體和讓位斜角，所述支撐蓋體一端的下表面設(shè)置有讓位斜角。本發(fā)明通過(guò)使車輛在經(jīng)過(guò)橋梁縫隙時(shí)，使輪胎始終與路面實(shí)現(xiàn)附著狀態(tài)，提高輪胎的附著力，并增加行駛安全性能，并且可根據(jù)使用環(huán)境改變裝置的制作材料，使裝置能夠適應(yīng)與多種惡劣環(huán)境的橋體支撐功能。

8、但當(dāng)下的伸縮縫機(jī)構(gòu)多存在伸縮縫控制上結(jié)構(gòu)之間未預(yù)先設(shè)置施加壓力，以使結(jié)構(gòu)的抗裂性和剛度普遍不高，伸縮縫周邊容易出現(xiàn)裂痕，構(gòu)件的耐久性較差；未能實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮縫之間預(yù)載荷的實(shí)時(shí)調(diào)整，伸縮縫結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不高，機(jī)械振動(dòng)和噪音導(dǎo)致，機(jī)械零件的使用壽命不高。當(dāng)出現(xiàn)損壞時(shí)，整體更換，更換成本較高，更換難度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是在伸縮縫控制上結(jié)構(gòu)之間預(yù)先設(shè)置施加壓力，以使提高結(jié)構(gòu)的抗裂性和剛度，減輕伸縮縫周邊出現(xiàn)裂痕，提高構(gòu)件的耐久性；實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮縫之間預(yù)載荷的實(shí)時(shí)調(diào)整，提高伸縮縫結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低機(jī)械振動(dòng)和噪音，提高機(jī)械零件的使用壽命。當(dāng)出現(xiàn)損壞時(shí)，試下單獨(dú)更換，降低更換成本和更換難度。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可調(diào)式預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)橋梁伸縮縫裝置，包括伸縮縫主體機(jī)構(gòu)，所述伸縮縫主體機(jī)構(gòu)包括邊梁、槽鋼架、支撐立板、固定筋條、膠條槽、中間梁、位移控制箱、橫梁、橡膠支座、滑動(dòng)支座、側(cè)向固定腳筋、底部固定腳筋；所述邊梁設(shè)置有兩組，對(duì)稱布置于橋梁伸縮縫兩側(cè)，所述邊梁由槽鋼架、支撐立板、固定筋條組成，所述支撐立板設(shè)置有多組，均勻分布于兩組所述邊梁外側(cè)，其向外延伸端固定設(shè)置有固定筋條，兩組所述邊梁相互靠近一側(cè)的所述槽鋼架內(nèi)開(kāi)設(shè)有膠條槽，所述中間梁活動(dòng)設(shè)置于兩組所述邊梁之間，所述位移控制箱設(shè)置有多組，固定設(shè)置于所述邊梁底部，同側(cè)所述邊梁上的所述支撐立板之間，所述橫梁設(shè)置有多組，固定設(shè)置于所述中間梁底部，所述橡膠支座固定設(shè)置于所述移控制箱內(nèi)部頂部，所述滑動(dòng)支座固定設(shè)置于所述移控制箱內(nèi)部底部，所述中間梁活動(dòng)設(shè)置于所述橡膠支座、滑動(dòng)支座之間，所述移控制箱外側(cè)遠(yuǎn)離所述邊梁一側(cè)固定設(shè)置有側(cè)向固定腳筋，外側(cè)底部固定設(shè)置有底部固定腳筋；

3、所述伸縮縫主體機(jī)構(gòu)內(nèi)固定設(shè)置有施加預(yù)應(yīng)力載荷的預(yù)應(yīng)力調(diào)整機(jī)構(gòu)；

4、所述伸縮縫主體機(jī)構(gòu)上固定設(shè)置有保護(hù)伸縮縫的外防護(hù)機(jī)構(gòu)。

5、優(yōu)選的，所述預(yù)應(yīng)力調(diào)整機(jī)構(gòu)包括楔形伸縮機(jī)構(gòu)、鉸接油壓預(yù)緊機(jī)構(gòu)、鉛板橡膠墊機(jī)構(gòu)、預(yù)緊支撐板；所述預(yù)應(yīng)力調(diào)整機(jī)構(gòu)固定設(shè)置于所述位移控制箱內(nèi)，所述鉸接油壓預(yù)緊機(jī)構(gòu)、鉛板橡膠墊機(jī)構(gòu)設(shè)置有多組，固定設(shè)置于所述楔形伸縮機(jī)構(gòu)兩側(cè)，?所述預(yù)緊支撐板設(shè)置有兩組，對(duì)稱設(shè)置于所述鉸接油壓預(yù)緊機(jī)構(gòu)、鉛板橡膠墊機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)離所述楔形伸縮機(jī)構(gòu)端，其中一組所述預(yù)緊支撐板靠近所述位移控制箱內(nèi)壁，另一組所述預(yù)緊支撐板靠近所述橫梁端部；

6、優(yōu)選的，所述楔形伸縮機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向底座、下壓楔形塊、跟隨楔形塊、限位滑塊、限位槽、避讓槽、導(dǎo)向滑槽、導(dǎo)向拐角凸臺(tái)、頂升底座、頂升軸套、頂升絲桿、主動(dòng)螺桿、動(dòng)力電機(jī)、連接盤；所述導(dǎo)向底座上固定設(shè)置有限位滑塊，所述下壓楔形塊底部固定開(kāi)設(shè)有避讓槽，所述跟隨楔形塊開(kāi)設(shè)有限位槽，所述跟隨楔形塊通過(guò)所述限位槽活動(dòng)設(shè)置于所述導(dǎo)向底座上的所述限位滑塊，以使所述跟隨楔形塊沿所述限位滑塊直線位移，所述跟隨楔形塊相對(duì)兩側(cè)面上對(duì)稱開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向滑槽，所述下壓楔形塊相對(duì)兩側(cè)面上對(duì)稱固定設(shè)置有導(dǎo)向拐角凸臺(tái)，所述下壓楔形塊活動(dòng)設(shè)置于所述跟隨楔形塊上方，所述導(dǎo)向拐角凸臺(tái)活動(dòng)設(shè)置于所述導(dǎo)向滑槽內(nèi)，所述頂升底座固定設(shè)置于所述下壓楔形塊頂部，所述頂升軸套固定設(shè)置于所述頂升底座上，所述頂升絲桿通過(guò)軸承活動(dòng)設(shè)置于所述頂升軸套內(nèi)，所述主動(dòng)螺桿通過(guò)軸承活動(dòng)設(shè)置于所述頂升軸套內(nèi)，與所述頂升絲桿相垂直，嚙合傳動(dòng)，所述動(dòng)力電機(jī)固定設(shè)置于所述頂升軸套上，其軸端與所述主動(dòng)螺桿一端固定連接，傳遞動(dòng)力，所述頂升絲桿靠近所述跟隨楔形塊一端固定設(shè)置有連接盤，所述連接盤另一端與所述跟隨楔形塊固定連接；

7、優(yōu)選的，所述鉸接油壓預(yù)緊機(jī)構(gòu)包括鉸接座、固定鉸接壁、第一活動(dòng)鉸接壁、第二活動(dòng)鉸接壁、滑動(dòng)滾輪、連動(dòng)軸、支撐桿、油壓缸；每組所述鉸接油壓預(yù)緊機(jī)構(gòu)設(shè)置有兩組所述鉸接座，相向布置，所述固定鉸接壁設(shè)置有兩組，其一端相互鉸鏈，另外一端分別與兩組所述鉸接座固定鉸鏈，所述第一活動(dòng)鉸接壁、第二活動(dòng)鉸接壁一端相互鉸鏈，另一端與所述滑動(dòng)滾輪活動(dòng)連接，所述滑動(dòng)滾輪活動(dòng)設(shè)置于所述鉸接座上，兩組所述第一活動(dòng)鉸接壁之間通過(guò)所述連動(dòng)軸固定連接，兩組所述第二活動(dòng)鉸接壁通過(guò)所述支撐桿固定連接，所述油壓缸設(shè)置有兩組，固定連接于所述連動(dòng)軸、支撐桿之間；

8、優(yōu)選的，所述鉛板橡膠墊機(jī)構(gòu)包括鉛板、高彈性記憶橡膠墊、邊框、彈性體、變位槽；所述鉛板、高彈性記憶橡膠墊交替重疊，形成所述鉛板橡膠墊機(jī)構(gòu)，所述高彈性記憶橡膠墊包括四周設(shè)置的邊框，所述邊框內(nèi)均勻設(shè)置的多組彈性體，所述彈性體之間均勻設(shè)置有變位槽；

9、優(yōu)選的，所述外防護(hù)機(jī)構(gòu)包括端部延長(zhǎng)護(hù)板；兩組所述邊梁向外延伸端部與所述端部延長(zhǎng)護(hù)板固定連接；

10、優(yōu)選的，所述外防護(hù)機(jī)構(gòu)還包括固定銷軸套、緩沖橡膠圈、硬質(zhì)鉚釘；所述固定銷軸套沿所述端部延長(zhǎng)護(hù)板方向，均勻布置多組，固定預(yù)埋于所述端部延長(zhǎng)護(hù)板底部，所述緩沖橡膠圈固定設(shè)置于所述端部延長(zhǎng)護(hù)板上開(kāi)設(shè)的沉頭孔內(nèi)，并通過(guò)所述硬質(zhì)鉚釘對(duì)所述端部延長(zhǎng)護(hù)板固定設(shè)置于所述固定銷軸套上；

11、優(yōu)選的，所述外防護(hù)機(jī)構(gòu)還包括外齒板、保持齒、中間齒板、齒板槽；所述外齒板設(shè)置有兩組，分別固定設(shè)置于兩組所述邊梁上，所述中間齒板固定設(shè)置于所述中間梁上，所述外齒板上均勻設(shè)置有多組保持齒，所述中間齒板上均勻設(shè)置有多組齒板槽，所述保持齒、齒板槽相對(duì)應(yīng)；

12、優(yōu)選的，所述外防護(hù)機(jī)構(gòu)還包括獨(dú)立抗拉保護(hù)罩、導(dǎo)水板、導(dǎo)水槽；所述獨(dú)立抗拉保護(hù)罩設(shè)置有多組，兩端固定設(shè)置于所述邊梁、中間梁上的所述膠條槽內(nèi)，所述導(dǎo)水板設(shè)置有兩組，對(duì)稱設(shè)置于所述中間梁兩側(cè)，所述導(dǎo)水槽設(shè)置有兩組，固定設(shè)置于所述邊梁上，上部開(kāi)口，所述導(dǎo)水板尾端設(shè)置于所述導(dǎo)水槽上部；

13、一種可調(diào)式預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)橋梁伸縮縫裝置的使用方法，包括如下步驟：

14、s1、所述預(yù)應(yīng)力調(diào)整機(jī)構(gòu)通過(guò)溫度數(shù)據(jù)信息反饋，調(diào)整所述楔形伸縮機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述位移控制箱內(nèi)壁與所述橫梁端部之間的位移，穩(wěn)定其兩者之間的預(yù)載荷穩(wěn)定；

15、s2、所述動(dòng)力電機(jī)通過(guò)所述主動(dòng)螺桿帶動(dòng)所述頂升絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上下直線運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)所述連接盤帶動(dòng)所述跟隨楔形塊相對(duì)于所述下壓楔形塊上下位移；當(dāng)所述下壓楔形塊向下直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述導(dǎo)向拐角凸臺(tái)沿所述導(dǎo)向滑槽直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)所述跟隨楔形塊沿所述限位滑塊直線運(yùn)動(dòng)，受楔形斜面和所述導(dǎo)向拐角凸臺(tái)、導(dǎo)向滑槽作用，所述下壓楔形塊與所述跟隨楔形塊沿相反方向同步運(yùn)動(dòng)；

16、s3、所述油壓缸內(nèi)通過(guò)液壓油設(shè)定預(yù)定載荷壓力，當(dāng)伸縮縫變小時(shí)，所述位移控制箱推動(dòng)所述鉸接座，所述第一活動(dòng)鉸接壁、第二活動(dòng)鉸接壁鉸鏈?zhǔn)軌?，所述滑?dòng)滾輪沿所述鉸接座滾動(dòng)，兩組所述鉸接座相互靠近，所述油壓缸受壓吸收載荷；當(dāng)伸縮縫變大時(shí)，動(dòng)作相反；

17、s4、當(dāng)伸縮縫變小時(shí)，所述位移控制箱推動(dòng)鉛板，進(jìn)而壓縮所述高彈性記憶橡膠墊吸收載荷儲(chǔ)能，所述彈性體發(fā)生形變導(dǎo)致所述鉛板橡膠墊機(jī)構(gòu)發(fā)生位移，當(dāng)伸縮縫變大時(shí)，動(dòng)作相反；

18、s5、車輛優(yōu)先接觸所述端部延長(zhǎng)護(hù)板，再接觸所述邊梁；

19、s6、當(dāng)車輛通過(guò)所述端部延長(zhǎng)護(hù)板時(shí)，產(chǎn)生的沖擊壓力經(jīng)所述硬質(zhì)鉚釘傳遞至所述緩沖橡膠圈上，并經(jīng)所述固定銷軸套稀釋至地基，所述緩沖橡膠圈對(duì)每一次突發(fā)的所述固定銷軸套受壓予以緩沖，吸收其剪切力；

20、s7、當(dāng)伸縮縫發(fā)生變化時(shí)，所述外齒板受所述邊梁的帶動(dòng)作用，向所述中間齒板位移，其所述保持齒與所述齒板槽之間發(fā)生相對(duì)位移；

21、s8、當(dāng)伸縮縫發(fā)生變化時(shí)，所述邊梁、中間梁發(fā)生相對(duì)位移，從而帶動(dòng)所述獨(dú)立抗拉保護(hù)罩伸縮運(yùn)動(dòng)；

22、s9、液體經(jīng)所述導(dǎo)水板流入所述導(dǎo)水槽，經(jīng)所述導(dǎo)水槽兩端流出；

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

24、1、通過(guò)設(shè)置預(yù)應(yīng)力調(diào)整機(jī)構(gòu)，?提高鋼結(jié)構(gòu)橋梁伸縮縫附近的抗裂性和剛度，在伸縮縫控制上，通過(guò)在結(jié)構(gòu)之間預(yù)先施加壓力，使得在外荷載作用時(shí)的伸縮縫裝置內(nèi)力產(chǎn)生壓應(yīng)力，用以抵消或減小外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力。這樣做可以顯著提高結(jié)構(gòu)的抗裂性和剛度，有效推遲伸縮縫周邊裂痕出現(xiàn)的時(shí)間，從而提高構(gòu)件的耐久性；預(yù)應(yīng)力調(diào)整機(jī)構(gòu)?增強(qiáng)構(gòu)件的耐疲勞性能，能夠更好地應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期使用中的荷載變化?。

25、2、通過(guò)設(shè)置楔形伸縮機(jī)構(gòu)，通過(guò)溫控記錄和后臺(tái)參數(shù)運(yùn)算，自動(dòng)控制楔形伸縮機(jī)構(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮縫之間預(yù)載荷的實(shí)時(shí)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)不同溫度條件下，伸縮縫內(nèi)預(yù)載荷壓力值相同，大大提高了伸縮縫結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高了設(shè)備整體的使用壽命；另外楔形伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且結(jié)構(gòu)緊湊，只需要通過(guò)外部力量推動(dòng)楔形結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)快速且準(zhǔn)確的定位或移動(dòng)，此機(jī)構(gòu)有較高的可靠性，沒(méi)有復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)部件，故障率較低，維護(hù)成本也相對(duì)較低，方便整體更換。

26、3、通過(guò)設(shè)置鉸接油壓預(yù)緊機(jī)構(gòu)，在楔形伸縮機(jī)構(gòu)與伸縮縫橋梁兩側(cè)設(shè)置油壓預(yù)緊機(jī)構(gòu)，對(duì)油缸油壓預(yù)緊有助于提高油缸的穩(wěn)定性和可靠性。通過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，可以減少機(jī)械振動(dòng)和噪音，從而延長(zhǎng)機(jī)械零件的使用壽命。同時(shí)，為結(jié)構(gòu)整體提供了較好的緩沖應(yīng)力區(qū)，提高了設(shè)備的柔和型；

27、4、通過(guò)設(shè)置鉛板橡膠墊機(jī)構(gòu)，采用新式高彈性橡膠墊和材料性能穩(wěn)定的鉛板相結(jié)合，在支撐出，既起到了很好的支撐作用，還起到一定的預(yù)載配合和緩沖作用。與鉸接油壓預(yù)緊機(jī)構(gòu)相配合，提高了設(shè)備應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)性和功能調(diào)節(jié)性。

28、5、通過(guò)設(shè)置端部延長(zhǎng)護(hù)板，降低了因道路基面與護(hù)板之間直接接觸導(dǎo)致的路基容易被車輛壓壞，且通過(guò)增加延長(zhǎng)護(hù)板，壓壞的路基材料不會(huì)直接進(jìn)入伸縮縫內(nèi)，提高了伸縮封內(nèi)的潔凈程度，提高了設(shè)備的使用壽命。

29、6、通過(guò)設(shè)置固定銷軸套、緩沖橡膠圈、硬質(zhì)鉚釘，降低了鉚釘在車輛來(lái)回通過(guò)產(chǎn)生沖擊導(dǎo)致鉚釘脫離的風(fēng)險(xiǎn)，提高了鉚釘?shù)氖褂脡勖?，同時(shí)提高了設(shè)備整體的使用壽命。

30、7、通過(guò)設(shè)置外齒板、中間齒板，降低了外部雜物進(jìn)入伸縮縫的風(fēng)險(xiǎn)，提高了設(shè)備的使用壽命。

31、8、通過(guò)設(shè)置獨(dú)立抗拉保護(hù)罩，改變?cè)械恼麠l橡膠保護(hù)罩為段式獨(dú)立保護(hù)罩，當(dāng)出現(xiàn)損壞時(shí)，可以單獨(dú)更換，降低了更換成本的同時(shí)，也降低了更換難度。