一种变形可调节的桥头搭板结构
阅读说明：本技术 一种变形可调节的桥头搭板结构 (Bridgehead butt strap structure with adjustable warp ) 是由 王瑞金 程小亮 王阳 赵宇 于 2019-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种变形可调节的桥头搭板结构,包括承载系统和变形支撑系统,承载系统包括由上至下依次布置的顶部承载板和底部固定板,变形支撑系统布置于顶部承载板和底部固定板之间。可有效的消除变形和沉降产生的高差和错台,有效的防治桥头跳车病害,提高道路桥梁的使用性能；本发明结构简单,应用型强,材料耐久性好,实用性强,装置维修更换方便,经济性好。(The invention discloses a deformation-adjustable bridge head butt strap structure which comprises a bearing system and a deformation supporting system, wherein the bearing system comprises a top bearing plate and a bottom fixing plate which are sequentially arranged from top to bottom, and the deformation supporting system is arranged between the top bearing plate and the bottom fixing plate. The height difference and slab staggering caused by deformation and settlement can be effectively eliminated, the bumping at the bridge head can be effectively prevented and treated, and the service performance of the road and bridge is improved; the invention has the advantages of simple structure, strong application type, good material durability, strong practicability, convenient maintenance and replacement of the device and good economical efficiency.)
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域，具体涉及一种变形可调节的桥头搭板结构。
背景技术
在道路的使用过程中，由于桥梁结构与路基路面变形不一致，经常在路桥衔接处形成错台及高差，车辆通行时因路面不平整引起冲击振动，从而出现桥头跳车现象，严重影响车辆行车安全及道路使用性能。
国内外相关研究表明，该病害出现的原因主要为桥梁结构与路基填土刚度及模量差距过大，路桥建设及使用过程中，桥梁结构多采用钢筋混凝土等刚性材料，且基础多采用桩基础，其变形及沉降量相对较小；而道路结构多采用土石填料等柔性及半刚性材料填筑，其变形及沉降量较大，故而在路桥衔接处出现明显错台，致使两侧竖向位移及变形量相差较大，产生桥头跳车现象。
由于路桥结构各自工作原理及工作特点的不同，所采用的材料难以统一，其变形量及沉降量难以协调，因此桥头跳车病害难以彻底解决。
实际工程中，设置桥头搭板是缓解桥头跳车问题简单有效、利用广泛的处治措施，但现有桥头搭板结构多为刚性结构，无法根据路桥沉降差来调节自身变形量，协调两侧差异变形的能力有限，难以满足路桥衔接段动态调整的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种变形可调节的桥头搭板结构，可有效的消除变形和沉降产生的高差和错台，有效的防治桥头跳车病害，提高道路桥梁的使用性能；本发明结构简单，应用型强，材料耐久性好，实用性强，装置维修更换方便，经济性好。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种变形可调节的桥头搭板结构，包括承载系统和变形支撑系统，承载系统包括由上至下依次布置的顶部承载板和底部固定板，变形支撑系统布置于顶部承载板和底部固定板之间。
按照上述技术方案，变形支撑系统包括铰接支撑件和多个可升降支撑立柱，铰接支撑件的上端与顶部承载板铰接，铰接支撑件的下端与底部固定板连接，可升降支撑立柱的上端与顶部承载板连接，可升降支撑立柱通过螺纹与底部固定板连接。
按照上述技术方案，顶部承载板和底部固定板上均预设有多个槽孔，顶部承载板的槽孔内壁预埋有限位加固环，底部固定板的槽孔内设有螺纹套筒，可升降支撑立柱的上端套设于限位加固环内，可升降支撑立柱的下端通过螺纹与螺纹套筒套接；可升降支撑立柱设有加劲托盘，加劲托盘与顶部承载板的底面连接接触；形成对顶部承载板的支撑托举作用。
按照上述技术方案，槽孔为圆形槽孔。
按照上述技术方案，可升降支撑立柱的下端与螺纹套筒底部之间设有橡胶填充物。
按照上述技术方案，铰接支撑件上端铰接有铰接座，铰接座固设于顶部承载板上，铰接座埋入顶部承载板，底部固定板上设有限位槽，铰接支撑件的下端设置于限位槽内。
按照上述技术方案，铰接支撑件的下端与限位槽之间设有缓冲橡胶垫。
按照上述技术方案，铰接支撑件为预制钢构件，所述可升降支撑立柱为预制钢构螺栓。
按照上述技术方案，顶部承载板的底面设有变形协调减振板，顶部承载板和底部固定板之间的空腔设有柔性填充物。
按照上述技术方案，柔性填充物的材质为高聚物材料。
按照上述技术方案，变形协调减震板通过环氧树脂与顶部承载板粘合固定。
按照上述技术方案，顶部承载板和底部固定板为现浇或预制带孔高性能钢筋混凝土结构。
按照上述技术方案，顶部承载板为预制梁板式结构。
按照上述技术方案，底部固定板的下方布置有台背填充物，底部固定板与台背填充物之间设有排水砂垫层，排水砂垫层内布设有预埋穿孔管；穿孔管用于排水，穿孔管横向垂直道路纵轴线，出口穿过两侧挡土墙或桥梁锥坡，穿孔管可采用PVC穿孔管。
按照上述技术方案，承载系统的一端与桥台连接，另一端与路面结构连接，承载系统与桥台之间设有伸缩缝，伸缩缝内设有防水填充物。
按照上述技术方案，防水填充物为沥青麻絮。
按照上述技术方案，所述顶部承载板和底部固定板上的槽孔纵向等间距布设，横向布设一排为一级，孔槽中心线法向重合，底部固定板通过螺栓铆钉与台背牛腿固定。
本发明还提供了变形可调节的桥头搭板结构的施工方法，具体如下：
(1)台背填筑：填筑桥台台背填料至指定标高，填筑排水砂垫层，固定并埋入PVC排水穿孔管，整平压实。
(2)构件制备：根据道路等级，交通荷载等设计标准，结合力学计算，确定桥头搭板各构件的尺寸规格，预埋限位环、螺纹套筒及铰接座，预留铰接支撑件限位槽，完成顶部承载板、底部固定板的预制。
(3)底部固定板安装：将预制好的底部固定板吊装至排水砂垫层上，与桥台台背牛腿搭接并预留伸缩缝，打入螺栓铆钉至台背牛腿内。
(4)变形支撑系统安装：底板限位槽内先垫入缓冲橡胶垫，后安装并固定铰接支撑件。在底部固定板螺纹套筒底部设橡胶填充物，后拧入各级支撑立柱，转动支撑立柱初步调整各级支撑立柱标高，使各级立柱顶部标高大体一致。
(5)柔性填充物安装：在底部固定板和变形支撑系统的空腔内填入柔性填充物。
(6)顶部承载板安装：安装变形协调减震板，通过预设孔槽穿入各级支撑立柱，固定于支撑立柱的加劲托盘上，变形协调减震板上表面涂刷环氧树脂粘合剂，吊装顶部承载板，通过预设孔槽穿入各级支撑立柱，底面与变形协调减震板顶面粘合，链接铰接座与铰接支撑体凸头接合。
(7)初始高程定位：拧转各级支撑立柱，调整顶部承载板顶标高，使顶部承载板顶面平整，顶标高与道路、桥梁标高相相同，纵坡与道路纵坡一致。
(8)变形动态调整：待道路、桥梁经一段时间的使用后，在路桥现阶段出现高差及错台后，拧转各级升降支撑立柱，调整桥头搭板顶面高程，消除高差及错台。
(9)设备维修更换：当构件出现损坏后，按上述施工方法重新预制并更换该构件即可。
本发明具有以下有益效果：
本发明桥头搭板结构自身主动变形能力强，可有效的消除变形和沉降产生的高差和错台，有效的防治桥头跳车病害，提高道路桥梁的使用性能；本发明结构简单，应用型强，材料耐久性好，实用性强，装置维修更换方便，经济性好。
附图说明
图1是本发明实施例中变形可调节的桥头搭板结构的结构示意图；
图中，1-桥台；2-伸缩缝；3-铰接座；4-铰接支撑件；5-可升降支撑立柱；5a-加劲托盘；5b-螺纹接头；6-顶部承载板；7-变形协调减震板；8-柔性填充物；9-预埋限位环；10-路面结构；11-橡胶填充物；12-底部固定板；13-台背填充物；14-排水砂垫层；15-螺纹套筒；16-螺栓铆钉；17-台背牛腿；18-穿孔管；19-限位槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1所示，本发明提供的一个实施例中的一种变形可调节的桥头搭板结构，包括承载系统和变形支撑系统，承载系统包括由上至下依次布置的顶部承载板6和底部固定板12，变形支撑系统布置于顶部承载板6和底部固定板12之间。
进一步地，变形支撑系统包括铰接支撑件4和多个可升降支撑立柱5，铰接支撑件4的上端与顶部承载板6铰接，铰接支撑件4的下端与底部固定板12连接，可升降支撑立柱5的上端与顶部承载板6连接，可升降支撑立柱5通过螺纹与底部固定板12连接。
进一步地，顶部承载板6和底部固定板12上均预设有多个槽孔，顶部承载板6的槽孔内壁预埋有限位加固环，底部固定板12的槽孔内设有螺纹套筒15，可升降支撑立柱5的上端套设于限位加固环内，可升降支撑立柱5的下端通过螺纹与螺纹套筒15套接；可升降支撑立柱5设有加劲托盘5a，加劲托盘5a与顶部承载板6的底面连接接触；形成对顶部承载板6的支撑托举作用。
进一步地，槽孔为圆形槽孔。
进一步地，可升降支撑立柱5的下端与螺纹套筒15底部之间设有橡胶填充物11。
进一步地，铰接支撑件4上端铰接有铰接座3，铰接座3固设于顶部承载板6上，铰接座3埋入顶部承载板6，底部固定板12上设有限位槽19，铰接支撑件4的下端设置于限位槽19内。
进一步地，铰接支撑件4的下端与限位槽19之间设有缓冲橡胶垫。
进一步地，铰接支撑件4为预制钢构件，所述可升降支撑立柱5为预制钢构螺栓。
进一步地，顶部承载板6的底面设有变形协调减振板，顶部承载板6和底部固定板12之间的空腔设有柔性填充物8。
进一步地，柔性填充物8的材质为高聚物材料。
进一步地，变形协调减震板7通过环氧树脂与顶部承载板6粘合固定。
进一步地，顶部承载板6和底部固定板12为现浇或预制带孔高性能钢筋混凝土结构。
进一步地，顶部承载板6为预制梁板式结构。
进一步地，底部固定板12的下方布置有台背填充物13，底部固定板12与台背填充物13之间设有排水砂垫层14，排水砂垫层14内布设有预埋穿孔管18；穿孔管18用于排水，穿孔管18横向垂直道路纵轴线，出口穿过两侧挡土墙或桥梁锥坡，穿孔管18可采用PVC穿孔管。
进一步地，承载系统的一端与桥台1连接，另一端与路面结构10连接，承载系统与桥台1之间设有伸缩缝2，伸缩缝2内设有防水填充物。
进一步地，防水填充物为沥青麻絮。
进一步地，所述顶部承载板6和底部固定板12上的槽孔纵向等间距布设，横向布设一排为一级，孔槽中心线法向重合，底部固定板12通过螺栓铆钉与台背牛腿固定。
本发明还提供了变形可调节的桥头搭板结构的施工方法，具体如下：
(1)台背填筑：填筑桥台1台背填料至指定标高，填筑排水砂垫层14，固定并埋入PVC排水穿孔管，整平压实。
(2)构件制备：根据道路等级，交通荷载等设计标准，结合力学计算，确定桥头搭板各构件的尺寸规格，预埋限位环9、螺纹套筒15及铰接座3，预留铰接支撑件4限位槽19，完成顶部承载板6、底部固定板12的预制。
(3)底部固定板12安装：将预制好的底部固定板12吊装至排水砂垫层14上，与桥台1台背牛腿搭接并预留伸缩缝2，打入螺栓铆钉至台背牛腿内。
(4)变形支撑系统安装：底板限位槽19内先垫入缓冲橡胶垫，后安装并固定铰接支撑件4。在底部固定板12螺纹套筒15底部设橡胶填充物11，后拧入各级支撑立柱，转动支撑立柱初步调整各级支撑立柱标高，使各级立柱顶部标高大体一致。
(5)柔性填充物8安装：在底部固定板12和变形支撑系统的空腔内填入柔性填充物8。
(6)顶部承载板6安装：安装变形协调减震板7，通过预设孔槽穿入各级支撑立柱，固定于支撑立柱的加劲托盘5a上，变形协调减震板7上表面涂刷环氧树脂粘合剂，吊装顶部承载板6，通过预设孔槽穿入各级支撑立柱，底面与变形协调减震板7顶面粘合，链接铰接座3与铰接支撑体凸头接合。
(7)初始高程定位：拧转各级支撑立柱，调整顶部承载板6顶标高，使顶部承载板6顶面平整，顶标高与道路、桥梁标高相相同，纵坡与道路纵坡一致。
(8)变形动态调整：待道路、桥梁经一段时间的使用后，在路桥现阶段出现高差及错台后，拧转各级升降支撑立柱，调整桥头搭板顶面高程，消除高差及错台。
(9)设备维修更换：当构件出现损坏后，按上述施工方法重新预制并更换该构件即可。
本发明的工作原理：
如附图所示，一种变形可调节的桥头搭板结构，位于排水砂垫层14以上，靠近桥台1端砂垫层内埋入排水穿孔管18，底部固定板12安装就位后利用螺栓铆钉16与台背牛腿17固定；在预留限位槽19内安装铰接支撑体4；将各级支撑立柱5的螺纹头螺纹接头拧入底部固定板内预埋的螺纹套筒15内，螺纹套筒15下设橡胶填充物11；铺设柔性填充物8后，各级支撑立柱5顶端穿入变形协调减震板7，坐于加劲托盘5a内，后吊装顶部承载板6，各级支撑立柱5顶端穿过顶部承载板预埋限位环9，铰接支撑体4与铰接座3连接，变形协调减震板7和顶部承载板6之间采用环氧树脂粘合；拧转各级支撑立柱5调整顶部承载板6标高；伸缩缝2内填入沥青麻絮；铺筑路面结构层10。
砂垫层采用3～5cm厚中粗砂，靠近桥台1端砂垫层内穿孔管18采用8cm穿孔PVC管，外包反滤土工布。
底部固定板11尺寸采用长20cm×宽12cm×高24cm，双层钢筋混凝土结构，混凝土标号C50，纵向预埋3排DN40镀锌钢制螺纹套筒15，壁厚3mm，每排横向布设22个，螺纹套筒规格与支撑立柱相匹配。
支撑立柱均采用公称直径
顶部承载板6尺寸采用长20cm×宽12cm×高24cm，双层钢筋混凝土结构，混凝土标号C50，预埋限位环9采用DN42镀锌钢管，壁厚3mm。变形协调减震板7采用胶合板，板厚10mm。
柔性填充物8采用泡沫材料，伸缩缝2内填充沥青麻絮。
螺栓铆钉采用10.9级高强度螺栓，外径20mm，长度400mm。
变形调节：路堤经过一段时间的固结沉降，其沉降量明显大于桥台沉降量，致搭板末端与路面顶部出现高差，此时利用螺丝刀通过内六角槽拧转支撑立柱，均匀降低搭板末端的高度，调节搭板的变形，消除搭板末端与路面结构顶面的错台，实现桥头跳车病害的有效处治。
维修更换：桥头搭板经长期使用，板面磨损严重或者变形过大，则对顶部承载板6、变形协调减震板7以及柔性填充物8等结构进行更换，步骤同上；变形支撑系统出现故障时，可对铰接件3和4、可升降支撑立柱5进行清洁、润滑、防锈处理或更换。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
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