一種橋梁無縫化伸縮裝置及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁伸縮縫施工技術領域，尤其是涉及一種橋梁無縫化伸縮裝置及其施工方法。
【背景技術】
[0002]橋梁伸縮裝置是為使車輛平穩(wěn)通過橋面并滿足橋面變形的需要，在橋面伸縮接縫處所設置的裝置。伸縮裝置是橋梁結構中最薄弱的環(huán)節(jié)，由于伸縮裝置直接承受車輪反復荷載的沖擊作用，即使有很微小的不平整，在汽車荷載作用下就會使該處受到很大的沖擊作用，因此也是最容易遭到破壞而需要維修更換。在設計或施工中稍有缺陷和不足，就會導致其早期的損壞，這不僅直接使橋梁通行者感到不舒適，缺乏安全感，有時還會影響到橋梁結構本身的正常使用。造成伸縮裝置普遍破損的原因，除了交通流量增大，重型車輛增多(沖擊作用明顯增大)外，設計、施工和養(yǎng)護方面也不容忽視，況且橋面在伸縮縫位置剛度突變，又在快速行駛車輛荷載的反復作用下，其使用壽命受到嚴重影響。因而，橋梁伸縮裝置易損問題一直是公路交通的一大難題。綜上，由于伸縮縫長期暴露在大氣中，使用環(huán)境惡劣，并直接承受著交通荷載，再加上設計、施工和養(yǎng)護方面存在的缺陷，使伸縮裝置極易破損并隨之引起橋面和梁板結構的破壞；同時，伸縮縫的失效又會增大車輛沖擊力，惡化行車狀況和橋梁受力，形成惡性循環(huán)。
[0003]常用的伸縮裝置按傳力方式和構造特點大致可分為五大類，即:對接式、鋼制支承式、橡膠組合剪切式、模數(shù)支承式和無縫伸縮裝置(含橋面連續(xù)構造)。但現(xiàn)有的橋梁伸縮裝置均不同程度地存在安裝不便、受力性能及耐久性較差、使用壽命較短等問題，因此目前伸縮縫易損問題仍然沒有得到很好地解決。最好的伸縮縫為無伸縮縫，因而橋梁無縫化技術產(chǎn)生并得到關注。但目前，對于無縫構造的研宄還處于初級階段，結構形式較少，應用受到限制。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種結構簡單、設計合理且施工方便、使用效果好的橋梁無縫化伸縮裝置。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種橋梁無縫化伸縮裝置，其特征在于:包括布設于所施工橋梁的主梁伸縮縫上的主梁跨間伸縮裝置和布設于所施工橋梁的橋臺伸縮縫上的橋臺處伸縮裝置，所施工橋梁的主梁兩端分別支撐于兩個橋臺上，且主梁沿縱橋向由前至后分為M個梁段，其中M為正整數(shù)且M ^ 2，每個所述梁段上均鋪有橋面鋪裝結構；所述橋臺的上部外側鋪有路面鋪裝層且其上部內側為橋臺外露段；所述主梁伸縮縫為前后相鄰兩個所述梁段之間所留的伸縮縫，每個所述主梁伸縮縫上均設置有一個所述主梁跨間伸縮裝置；所述橋臺伸縮縫為所施工橋梁的主梁與橋臺之間所留的伸縮縫，每個所述橋臺伸縮縫上均設置有一個所述橋臺處伸縮裝置；
[0006]所述主梁跨間伸縮裝置包括第一預制伸縮組件和填充于所述第一預制伸縮組件上方的第一伸縮縫填料填充層，所述第一預制伸縮組件布設于所述主梁伸縮縫上；前后相鄰兩個所述梁段上所鋪的橋面鋪裝結構之間形成供所述第一預制伸縮組件安裝的第一預留安裝槽，所述第一預留安裝槽的縱橋向長度大于前后相鄰兩個所述梁段之間的間距，所述第一伸縮縫填料填充層填充于所述第一預留安裝槽內且其連接于前后兩個所述梁段上所鋪的橋面鋪裝結構之間；
[0007]所述橋臺處伸縮裝置包括第二預制伸縮組件和填充于所述第二預制伸縮組件上方的第二伸縮縫填料填充層，所述第二預制伸縮組件布設在所述橋臺伸縮縫上；所述路面鋪裝層與位于其內側的所述橋面鋪裝結構之間形成供所述第二預制伸縮組件安裝的第二預留安裝槽，所述第二預留安裝槽的縱橋向長度大于主梁與橋臺之間的間距，所述第二伸縮縫填料填充層填充于所述第二預留安裝槽內且其連接于所述路面鋪裝層與位于內側的所述橋面鋪裝結構之間；
[0008]多個所述梁段中位于所述第一預留安裝槽和所述第二預留安裝槽下方的節(jié)段均為主梁外露段，所述主梁外露段上鋪裝有滑動層；所述滑動層位于所述主梁外露段與所述第一預制伸縮組件或第二預制伸縮組件之間；所述第一伸縮縫填料填充層和第二伸縮縫填料填充層的上表面均與所述橋面鋪裝結構和所述路面鋪裝層的上表面相平齊；
[0009]所述第一預制伸縮組件包括一個加勁型跨縫板和兩個分別連接于加勁型跨縫板兩側的波形伸縮板，兩個所述波形伸縮板的結構相同；所述第二預制伸縮組件包括一個加勁型跨縫板和一個連接于加勁型跨縫板內側且位于所述主梁外露段上方的波形伸縮板；所述加勁型跨縫板和波形伸縮板均沿橫橋向布設；
[0010]所述加勁型跨縫板包括平直鋼板、多個沿橫橋向由左至右布設在平直鋼板上的開孔鋼板肋和多道穿于多個所述開孔鋼板肋上且沿橫橋向布設的連接鋼筋，多個所述開孔鋼板肋均沿縱橋向布設且其結構和尺寸均相同，多道所述連接鋼筋均沿橫橋向布設，多道所述連接鋼筋均布設在同一平面上；所述開孔鋼板肋為與平直鋼板呈垂直布設的長條形鋼板，且開孔鋼板肋的中部由前至后開有多個分別供多道所述連接鋼筋穿過的通孔；多個所述開孔鋼板肋和多道所述連接鋼筋組成框架式加勁結構；所述平直鋼板跨裝在所述主梁伸縮縫或所述橋臺伸縮縫的上方；
[0011]所述第一預制伸縮組件中的平直鋼板兩側分別支撐于前后相鄰兩個所述梁段的主梁外露段上所鋪的滑動層上，所述第一預制伸縮組件中的多道所述連接鋼筋均埋于第一伸縮縫填料填充層內；所述第二預制伸縮組件中的平直鋼板內外兩側分別支撐于所述主梁外露段上所鋪的滑動層和所述橋臺外露段上，所述第二預制伸縮組件中的多道所述連接鋼筋均埋于第二伸縮縫填料填充層內；
[0012]所述波形伸縮板上設置有多個剪力釘，所述波形伸縮板的一側與加勁型跨縫板緊固連接且其另一側通過多個錨固件錨固于位于其下方的所述橋面鋪裝結構上；所述第一預制伸縮組件中的多個所述剪力釘均埋于第一伸縮縫填料填充層內，所述第一預制伸縮組件中的波形伸縮板通過多個所述剪力釘與位于其上方的第一伸縮縫填料填充層緊固連接為一體；所述第二預制伸縮組件中的多個所述剪力釘均埋于第二伸縮縫填料填充層內，所述第二預制伸縮組件中的波形伸縮板通過多個所述剪力釘與位于其上方的第二伸縮縫填料填充層緊固連接為一體。
[0013]上述一種橋梁無縫化伸縮裝置，其特征是:所述橋面鋪裝結構包括鋪裝在梁段上的混凝土橋面鋪裝層和鋪裝在混凝土橋面鋪裝層上的瀝青混凝土面層，多個所述錨固件均錨固于混凝土橋面鋪裝層上；所述路面鋪裝層包括鋪裝在橋臺上的混凝土路面鋪裝層和鋪裝在混凝土路面鋪裝層上的瀝青混凝土路面面層。
[0014]上述一種橋梁無縫化伸縮裝置，其特征是:所述波形伸縮板包括波形鋼板、用于連接加勁型跨縫板的豎向連接板和用于將波形鋼板錨固于所述橋面鋪裝結構上的邊板，所述波形鋼板與加勁型跨縫板連接的一側為連接側且其另一側為錨固側；所述邊板與波形鋼板的錨固側連接，且邊板通過多個所述錨固件錨固于所述橋面鋪裝結構上；所述豎向連接板位于波形鋼板的連接側，所述波形鋼板通過豎向連接板與加勁型跨縫板連接；所述第一預制伸縮組件中平直鋼板的兩側上方均設置有一個用于與豎向連接板緊固連接的豎向翼板，所述第二預制伸縮組件中平直鋼板的內側上方設置有一個豎向翼板且其外側通過多個所述錨固件錨固于橋臺上。
[0015]上述一種橋梁無縫化伸縮裝置，其特征是:所述平直鋼板上所布設的多個所述開孔鋼板肋的上表面高度均與其上所布設豎向翼板的上表面高度相同；所述第一預制伸縮組件中平直鋼板上所設置的兩個所述豎向翼板的上表面高度相同，所述第一預制伸縮組件中兩個所述波形伸縮板的豎向連接板分別與兩個所述豎向翼板緊貼，且兩個所述波形伸縮板的豎向連接板分別通過多個緊固螺栓與兩個所述豎向翼板緊固連接；所述第二預制伸縮組件中波形伸縮板的豎向連接板與平直鋼板上所設置的豎向翼板緊貼且二者通過多個緊固螺栓緊固連接。
[0016]上述一種橋梁無縫化伸縮裝置，其特征是:所述波形鋼板的各波峰與滑動層之間均墊裝有一個彈性墊條；所述波形伸縮板上所布設的多個所述剪力釘呈梅花形布設，多個所述剪力釘均位于波形鋼板的波峰上。
[0017]上述一種橋梁無縫化伸縮裝置，其特征是:所述滑動層由多個滑動板組成，多個所述滑動板沿橫橋向方向由左至右布設，所述滑動板為矩形板且其沿縱橋向布設；所述連接鋼筋為螺紋鋼筋；多道所述連接鋼筋的結構和尺寸均相同；所述通孔為圓孔，所述連接鋼筋的直徑小于圓孔的孔徑。
[0018]上述一種橋梁無縫化伸縮裝置，其特征是:所述第一預制伸縮組件為第一整體式構件或第一拼接式構件；所述第一整體式構件由一個加勁型跨縫板和兩個波形伸縮板組成；所述第一拼接式構件由多個第一拼接節(jié)段拼接而成，多個所述第一拼接節(jié)段的結構均相同且其沿橫橋向由左至右進行布設，每個所述第一拼接節(jié)段均由一個加勁型跨縫板和兩個波形伸縮板組成；所述第一拼接式構件中第一拼接節(jié)段的數(shù)量為2N+1個，其中N為正整數(shù)且N多I ;2N+1個所述第一拼接節(jié)段包括一個第一中部節(jié)段和2N個第一側部節(jié)段；2N個所述第一側部節(jié)段包括N個位于第一中部節(jié)段左側的第一左側節(jié)段和N個位于第一中部節(jié)段右側的第一右側節(jié)段，N個所述第一左側節(jié)段和N個所述第一右側節(jié)段呈左右對稱布設；相鄰兩個所述第一左側節(jié)段中位于右側的第一左側節(jié)段壓在位于左側的第一左側節(jié)段上，相鄰兩個所述第一右側節(jié)段中位于左側的第一右側節(jié)段壓在位于右側的第一右側節(jié)段上;
[0019]所述第二預制伸縮組件為第二整體式構件或第二拼接式構件；所述第二整體式構件由一個加勁型跨縫板和一個波形伸縮板組成；所述第二拼接式構件由多個第二拼接節(jié)段拼接而成，多個所述第二拼接節(jié)段的結構均相同且其沿橫橋向由左至右進行布設，每個所述第二拼接節(jié)段均由一個加勁型跨縫板和一個波形伸縮板組成；所述第二拼接式構件中第二拼接節(jié)段的數(shù)量為2N+1個；2N+1個所述第二拼接節(jié)段包括一個第二中部節(jié)段和2N個第二側部節(jié)段；2N個所述第二側部節(jié)段包括N個位于所述第二中部節(jié)段左側的第二左側節(jié)段和N個位于所述第二中部節(jié)段右側的第二右側節(jié)段，N個所述第二左側節(jié)段和N個所述第二右側節(jié)段呈左右對稱布設；相鄰兩個所述第二左側節(jié)段中位于右側的第二左側節(jié)段壓在位于左側的第二左側節(jié)段上，相鄰兩個所述第二右側節(jié)段中位于左側的第二右側節(jié)段壓在位于右側的第二右側節(jié)段上。
[0020]上述一種橋梁無縫化伸縮裝置，其特征是:所述平直鋼板為長方形，所述開孔鋼板肋呈豎直向布設，多道所述連接鋼筋均布設在同一平面上，多個所述剪力釘均呈豎直向布設；所述平直鋼板、開孔鋼板肋和波形伸縮板的外側均包裹有一層瀝青；
[0021]所述第一預制伸縮組件中平直鋼板的寬度大于所處主梁伸縮縫的最大開口量，所述第二預制伸縮組件中平直鋼板的寬度大于所處橋臺伸縮縫的最大開口量；所述第一預制伸縮組件多個所述開孔鋼板肋的結構和尺寸均相同且其均為長方形鋼板，所述第二預制伸縮組件多個所述開孔鋼板肋的結構和尺寸均相同且其均為直角梯形鋼板；
[0022]所述第一預制伸縮組件還包括多個布設在平直鋼板底部的限位擋塊，多個所述限位擋塊沿平直鋼板的中心線由前至后布設且其均位于前后相鄰兩個所述梁段的主梁外露段之間。
[0023]同時，本發(fā)明還公開了一種方法步驟簡單、實現(xiàn)方便且施工工期短、施工成型的伸縮裝置受力性能及耐久性好的橋梁無縫化伸縮裝置施工方法，其特征在于:所施工橋梁為需對橋梁伸縮裝置進行修復的已建橋梁或需對橋梁伸縮裝置進行施工的在建橋梁，所施工橋梁伸縮裝置為位于已建橋梁的待修復伸縮裝置或位于在建橋梁上的待施工伸縮裝置；
[0024]當所施工橋梁伸縮裝置為待修復伸縮裝置時，所述待修復伸縮裝置所處的伸縮縫為待修復伸縮縫，所述待修復伸縮縫為所述已建橋梁的主梁伸縮縫或橋臺伸縮縫；其中，當所述待修復伸縮縫為主梁伸縮縫時，所述待修復伸縮裝置的施工過程如下:
[0025]步驟1011、原有橋梁伸縮裝置清理:對所述待修復伸縮縫的原有橋梁伸縮裝置進行清理；
[0026]步驟1012、預留安裝槽施工:對所述待修復伸縮縫前后兩側的橋面鋪裝結構分別進行鑿除，獲得所述待修復伸縮縫兩側的兩個所述梁段的主梁外露段；
[0027]本步驟中，所述橋面鋪裝結構的鑿除區(qū)域為供所述待修復伸縮裝置的第一預制伸縮組件安裝的第一預留安裝槽；
[0028]步驟1013、滑動層施工:在步驟1012中兩個所述梁段的主梁外露段上均鋪裝滑動層；
[0029]步驟1014、第一預制伸縮組件現(xiàn)場組裝及安裝:將工廠預制好的所述第一預制伸縮組件的各構件運送至所述已建橋梁所處位置并進行組裝，獲得組裝成型的所述第一預制伸縮組件，所述第一預制伸縮組件的尺寸與步驟1012中所施工第一預留安裝槽的尺寸一致；組裝完成后，將組裝成型的所述第一預制伸縮組件安裝至步驟1012中所施工的第一預留安裝槽內；
[0030]步驟1015、第一伸縮縫填料填充層施工:所述第一預制伸縮組件安裝完成后，在步驟1012中所述預留安裝槽內填充伸縮縫填料，并獲得施工成型的第一伸縮縫填料填充層；所述第一伸縮縫填料填充層位于所述第一預制伸縮組件上方，且第一伸縮縫填料填充層的上表面與所述已建橋梁的主梁上所鋪橋面鋪裝結構的上表面相平齊；
[0031]當所述待修復伸縮縫為橋臺伸縮縫時，所述待修復伸縮裝置的施工過程如下:
[0032]步驟1021、原有橋梁伸縮裝置清理:對所述待修復伸縮縫的原有橋梁伸縮裝置進行清理；
[0033]步驟1022、預留安裝槽施工:對位于所述待修復伸縮縫兩側的橋面鋪裝結構和路面鋪裝層分別進行鑿除，獲得位于所述待修復伸縮縫兩側的主梁外露段和橋臺外露段；
[0034]本步驟中，所述橋面鋪裝結構與所述路面鋪裝層的鑿除區(qū)域為供所述待修復伸縮裝置的第二預制伸縮組件安裝的第二預留安裝槽；
[003