弧形环保伸缩装置及其安装方法
阅读说明：本技术 弧形环保伸缩装置及其安装方法 (Arc-shaped environment-friendly telescopic device and installation method thereof ) 是由 龚宗明 田雪峰 程小丹 焦明倩 卢晶 徐雾阳 于 2020-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了弧形环保伸缩装置及其安装方法,属于桥梁工程技术领域,包括平行设置且与桥面齐平的弧形钢,在相邻的弧形钢之间设置带不锈钢滑轨的收集槽。弧形钢材质为高锰耐磨合金钢,自动形成抗防腐保护层,可做到免防腐；改变过去所有传统结构形式伸缩装置必需镀锌、涂装等防腐常规制造工艺。弧形钢截面采用曲线形构造,可增大与砼的接触面积,减小了车辆对伸缩装置的直接冲击,且不会出现应力集中点,延长了伸缩装置的结构寿命。通过采用带不锈钢滑轨的收集槽的超耐久独特设计,彻底颠覆了所有传统结构形式伸缩装置防水或排水的易损性设计结构,实现了无需中断交通的情况下,对收集槽的垃圾清理作业,节约了伸缩装置全寿命周期内管养成本。(The invention discloses an arc-shaped environment-friendly telescopic device and an installation method thereof, belonging to the technical field of bridge engineering. The arc steel is made of high-manganese wear-resistant alloy steel, an anti-corrosion protective layer is automatically formed, and corrosion can be avoided; the conventional anticorrosion manufacturing process that all the traditional structural telescopic devices need to be galvanized, coated and the like is changed. The arc-shaped steel cross section adopts a curve structure, so that the contact area with concrete can be increased, the direct impact of a vehicle on the telescopic device is reduced, a stress concentration point cannot occur, and the structural life of the telescopic device is prolonged. Through the super durable unique design of the collecting vat of taking the stainless steel slide rail, thoroughly overturned all traditional structural style telescoping devices waterproof or the vulnerable design structure of drainage, realized need not to break off under the condition of traffic, to the rubbish clearance operation of collecting vat, practiced thrift the cost of raising in the telescoping device life cycle.)
技术领域
本发明属于伸缩装置技术领域，具体涉及弧形环保伸缩装置及其安装方法。
背景技术
现有已投入运营的伸缩装置种类很多，主要以模数式伸缩装置、梳齿板伸缩装置两大类为主，这两类伸缩装置在构造和性能方面的缺点主要有：
一是伸缩装置伸缩体材料为碳钢，在预制生产阶段需要进行抛丸和喷漆，这道工序不仅对作业人员的身体健康造成伤害，也给环境带来了影响，属于“危废”源之一；
二是抛丸、喷漆直至漆膜完全干燥会耗费大量时间，增加成本不说还降低了生产效率；
三是如模数式伸缩装置在传统结构上都需要加设密水橡胶条，由于自身老化加之物理、化学性腐蚀，导致橡胶条破损、腐烂，黏结到型腔内壁上，无法进行清理，维护和更换都困难；
四是传统伸缩装置型钢的结构形状呈直线型布置，边梁型钢与混凝土的直线形连接方式，使得连接位置汽车荷载冲击力较大，连接处易出现混凝土开裂、破损现象，而且型钢顶部的直线形设置，使得车轮辗轧经过时，会出现细微的跳车现象。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供弧形环保伸缩装置，易于维护且更加环保；本发明的另一目的在于提供其安装方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
弧形环保伸缩装置，包括边梁和中间梁，所述的边梁和中间梁均为弧形钢，所述的弧形钢与路面齐平且在相邻的弧形钢之间均设置收集槽。
进一步地，所述的弧形钢和收集槽的材料均采用高锰耐磨合金钢。
进一步地，所述的收集槽采用抽屉式结构安装在相邻的弧形钢之间；所述的收集槽为一体式或分体式。所述的收集槽与路面以上的区域相连通。所述的弧形钢为类工字型结构，其腰部位对称的两个向内凹陷的弧形结构，其顶部和底部均分为为类矩形结构。
进一步地，当所述的收集槽为一体式，收集槽沿着横桥向延伸且其凸出桥体的两端向上翘起。
进一步地，当所述的收集槽为分体式，所述的收集槽为两个，每个收集槽从横桥两侧分别插入后对接；其中，所述的收集槽的一端向上翘起，在收集槽的另一端设置内壁，两个收集槽的内壁相对设置且在桥横梁的中部靠拢，在两个内壁上方设置盖板，盖板将两个靠拢的内壁倒扣，完成内壁的合并和密封。盖板为槽型结构，例如V型结构。
进一步地，在所述的弧形钢上设置外轨道，在所述收集槽的连接端设置内轨道，配合后，所述的内轨道在所述的外轨道上抽出和推入。
进一步地，在所述的收集槽的底部连接泄水管。
进一步地，在所述的边梁的等高位置设置位移箱，在所述的中间梁正下方设置吊钩，所述的位移箱之间采用支撑梁连接。
进一步地，所述的支撑梁置于吊钩的上顶圈和下顶圈之间，支撑梁上、下顶面分别与橡胶弹性元件连接，使橡胶弹性元件、支撑梁及吊钩处于卡紧状态。
进一步地，所述的弧形钢的结构呈曲线形，该曲线形的截面顶部宽度为b，截面高度为h，截面腹部宽度为k，且满足b/h在1.45-1.55之间，且k/h在0.25-0.3之间。
相邻的弧形钢之间的安装缝隙值B，计算如下：
B＝α(Tmax-Ta)L+fmin
其中，B为安装间隙值，mm；α为混凝土线膨胀系数；Tmax为设计最高安装温度，℃；Ta为实际安装温度，℃；L为单跨梁长；fmin为梁端的最小间隙。
进一步地，所述的弧形环保伸缩装置的安装方法，包括如下步骤：
1)弧形钢为预制结构；
2)在路面处间隔设置弧形钢，且弧形钢与路面齐平，在相邻面板之间采用抽屉式结构设置收集槽；
3)当收集槽为一体式，收集槽从横桥的一端推入；当收集槽为分体式，收集槽为两个，每个收集槽从横桥两侧分别插入后对接，两个收集槽的一端向上翘起，在两个收集槽的另一端设置内壁，两个收集槽的内壁相对设置且在桥横梁的中部靠拢，在两个内壁上方用撑起装置撑起盖板，盖板将两个靠拢的内壁倒扣，然后撤回撑起装置，完成内壁的合并和密封；
4)在收集槽的底部均连接泄水管。
有益效果：与现有技术相比，本发明的弧形环保伸缩装置，包括边梁和中间梁，边梁和中间梁均为弧形钢，弧形钢与路面齐平且在相邻的弧形钢之间均设置收集槽。解决了传统橡胶密封带难更换、占封道的弊端，可以实现在无需中断交通的情况下，对密封槽的清理、更换作业，保证了交通秩序的同时还节约了维护成本。本发明的安装方法简单，适用于抽屉式结构的收集槽的安装，用途广泛。
附图说明
图1为弧形环保伸缩装置单缝式断面示意图；
图2为弧形环保伸缩装置模数式断面示意图；
图3为传统模数式伸缩装置断面示意图；
图4为收集槽截面示意图；
图5为收集槽横桥向示意图一；
图6为收集槽横桥向示意图二；
图7为弧形钢的断面示意图；
图8为弧形钢相互之间的安装间隙B示意图；
图9为安装间隙值B计量原理示意图；
附图标记：1-弧形钢、2-收集槽、3-橡胶弹性元件、4-支撑梁、5-位移箱、6-吊钩、7-内轨道、8-外轨道、9-锚固钢板、10-锚固钢筋、11-泄水管、12-边梁型钢、13-中间梁型钢、14-密水橡胶条、15-混凝土、16-盖板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
图3为传统模数式伸缩装置断面示意图，主要包含边梁型钢12、中间梁型钢13、密水橡胶条14、支撑梁4、位移箱5组成，此传统伸缩装置的结构弊端诸多，从材料组成、生产加工工艺、性能优劣及环保要求都无法满足日益增长的交通载荷。
如图1-2所示，弧形环保伸缩装置，包括弧形钢1、收集槽2、橡胶弹性元件3、支撑梁4、位移箱5、锚固钢板9、锚固钢筋10，材料采用高锰耐磨合金钢。
伸缩装置的边梁和中间梁均为弧形钢1，与路面等高布置，在弧形钢1两两之间等高位置上设置收集槽2，两边梁侧等高位置设置位移箱5，中间梁正下方设置吊钩6，位移箱5之间采用支撑梁4连接，支撑梁4置于吊钩6的上顶圈和下顶圈之间，用橡胶弹性元件3连接，使橡胶弹性元件3、支撑梁4及吊钩6处于卡紧状态。
如图4所示，收集槽2与边梁和中间梁采用抽屉式滑轨连接，抽屉式滑轨沿边梁及中间梁等高位置布设，其中外轨道8与边梁及中间梁弧形钢1分别连接，收集槽2与内轨道7连接成整体，并一起沿着外轨道8方向对称布设。
收集槽2凸出桥体的两端向上翘起。收集槽2采用抽屉式结构安装在相邻的弧形钢1之间。
在弧形钢1上设置外轨道8，在收集槽2的连接端设置内轨道7，配合后，内轨道7在外轨道8上抽出和推入。在收集槽2的底部连接泄水管11。
泄水管11布设在横桥向横坡最低侧，呈筒状，在收集槽2的底部开筒孔，并将泄水管11顶部开口与2的底部筒孔连接，连接方式不限，使得收集槽2与11连接成整体。11的作用是将2收集到的杂物和水统一排放掉。
内轨道7和外轨道8的连接方式可采用固定连接和抽屉式滑轨连接，其中固定连接可由焊接连接、螺栓连接及铰接等任何固定连接方式，内轨道7和外轨道8的形状不限，含以上形状且不限于该形状之外的其他形状的设计。
如图5所示，收集槽2为一体式结构，在安装缝隙2下方设有收集槽2，收集槽2设置在相邻的立板3之间并覆盖立板3之间的区域。收集槽2的主体为直筒型沿着横桥向延伸且其凸出桥体的两端向上翘起。收集槽2为一个抽屉式收集槽。
如图6所示，收集槽2为分体式结构；收集槽2为两个且相对设置。两个收集槽2分别从桥横梁的两端的外轨道8推入。此时，收集槽2的一端向上翘起，在收集槽2的另一端设置内壁，两个收集槽2的内壁相对设置且在桥横梁的中部靠拢，在两个内壁上方用撑起装置撑起盖板16，盖板16将两个靠拢的内壁倒扣，然后撤回撑起装置，完成内壁的合并和密封。收集槽2的一端向上翘起，以防止雨水上漫，再用盖板16盖住，以保证上部雨水和杂物不会通过接头处的间隙而渗漏到下部结构中。盖板16为槽型结构，例如V型结构。
如图7所示，弧形钢1的结构呈曲线形布置，截面顶部宽度为b，截面高度为h，截面腹部宽度为k，当b/h在1.45-1.55之间，且k/h在0.25-0.3之间，通过仿真模拟计算，弧形钢1的截面屈服强度和抗拉强度达到承载力最佳值。
弧形钢1为类工字型结构，其腰部(截面腹部)位对称的两个向内凹陷的弧形结构，其顶部和底部均分为为类矩形结构。
弧形钢1截面腹部呈曲线形布置，可以增大与混凝土的接触面积，从而减小汽车荷载的冲击力，而且曲线形的构造可使接触面受力均匀，不会出现应力缺口，确保弧形钢1的结构整体性和安全性。
截面的顶部(宽度b方向上)呈弧形布置，这样能够很好地贴合车轮的弧线形状，减缓车轮直接冲击的同时，还增加了行车舒适度。
如图8-9所示，本发明弧形环保伸缩装置安装间隙值B随着安装温度的变化而变化，不同伸缩量的最佳的安装间隙值B也有所不同，伸缩缝安装温度一般在0℃～+40℃，按照伸缩量80mm为一模数作为参考，安装间隙值B通过计算而得，安装间隙值B误差在±2mm，具体公式为：
B＝α(Tmax-Ta)L+fmin，其中
B为安装缝隙的宽度(mm)；
α为混凝土线膨胀系数(取值为1.0×10-5)；
Tmax为设计最高安装温度(℃)，一般取值40℃；
Ta为实际安装温度(℃)，一般在0℃以上；
L为单跨梁长，取80m；
fmin为桥梁结构中主梁两梁端的最小间隙，一般取值为20mm。其它伸缩量的伸缩装置安装缝隙的宽度按照安装温度及相应梁跨长度对应计算设置即可。
弧形环保伸缩装置的安装方法，包括如下步骤：
1)弧形钢1为预制结构；
2)在路面处间隔设置弧形钢1，且弧形钢1与路面齐平，在相邻面板1之间采用抽屉式结构设置收集槽2；
3)当收集槽2为一体式，收集槽2从横桥的一端推入；当收集槽2为分体式，收集槽2为两个，每个收集槽2从横桥两侧分别插入后对接，两个收集槽2的一端向上翘起，在两个收集槽2的另一端设置内壁，两个收集槽2的内壁相对设置且在桥横梁的中部靠拢，在两个内壁上方用撑起装置撑起盖板16，盖板16将两个靠拢的内壁倒扣，然后撤回撑起装置，完成内壁的合并和密封；
4)在收集槽2的底部均连接泄水管11。
本发明的弧形环保伸缩装置，伸缩装置伸缩体型钢采用高锰耐磨合金钢材料，较传统碳钢而言优势突出，从经济角度出发，在当前如此发达的交通行业下，每年的伸缩装置用量在三百万米以上，传统碳钢的抛丸和喷漆工序按100元/米来算，采用免涂装高锰耐磨合金钢可以节约成本在三个亿以上，经济效益大大提高；从生产效率角度出发，整体工序省去了耗时耗力的抛丸和喷漆，每天伸缩装置产量较以往的产量可以提高1.5倍；从社会效应角度出发，抛丸和喷漆给作业人员的身体伤害是巨大的，而且造成了环境破坏，影响周边居民正常生活起居，此发明无需抛丸和喷漆工序，很好响应了当前禁止“危废”排放的主题，社会效应大大提高。
在性能方面，采用此结构形式的高锰耐磨合金钢材料，较碳钢而言，具有更好的韧性、塑延性、耐腐蚀性、耐高温及抗疲劳等特性，耐候性为普通碳钢的2-8倍；而且此结构形式的抗拉强度在900MPa以上，较伸缩缝通用标准强度上限630MPa提高了近1/3，且抗弯模量较等截面尺寸的普通碳钢也是大幅度提高。
带不锈钢滑轨的收集槽的设计，很好解决了传统橡胶密封带难更换、占封道的弊端，可以实现在无需中断交通的情况下，对密封槽的清理、更换作业，保证了交通秩序的同时还节约了维护成本。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
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