[发明专利]一种大位移铁路桥梁梁端伸缩装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种伸缩装置，尤其是一种大位移铁路桥梁梁端伸缩装置。大跨度铁路桥梁梁体在温度变化以及列车活载等作用下，相邻桥梁的梁端或桥梁与桥台之间的位移较大，为保持桥梁与轨道的连续性，在相邻桥梁端范围内设置本发明的梁端伸缩装置，以满足列车运行的要求。

背景技术

铁路桥梁梁端伸缩装置设置于梁缝处，用以保证钢轨在相邻桥梁间隙处的可靠过渡和支撑，由于伸缩装置布设在桥梁的最不利位置，因此其性能至关重要。首先梁端伸缩装置应适应结构的所有变形，如梁端转角、梁端位移（纵向和横向）等；其次应具有良好的刚度和强度，能承受所有施加的荷载，如列车垂向活载、横向力、支点位移等；应具有合适的支撑刚度，使轨道在此段的刚度与桥上或路基上的刚度保持接近或一致，提高乘坐的舒适性；新建铁路大跨度桥梁具有列车运行速度高（200km/h及以上）、梁端伸缩量大（达到±600mm及以上）、对轨道的平顺性要求高、通行列车密度大、养护维修时间短等特点，梁端伸缩装置除了满足使用性、安全性、舒适性要求外，还应在运营过程中具有少维修、易检查的特点。综上所述，梁端伸缩装置的合理选型和构造设计是一项关系到桥梁与轨道整体性能的重要技术。

如中国专利第200820108378.3号公开了一种“用于铁路桥梁梁端大位移的伸缩装置”，如图1所示，该梁端伸缩装置由活动钢枕2、固定钢枕1、活动钢枕2的承托结构――支承梁4、位移控制箱3（分固定端和活动端）、活动钢枕下吊架5、活动钢枕下承压支座7与压紧支座8、固定钢枕枕下垫板6、连杆和侧向导轨等。该构造通过活动钢枕间的滑移改变枕距，从而适应梁端的位移。固定钢枕通过枕下垫板与位移控制箱连接，通过枕下垫板的刚度调节可满足该区段的线下刚度与相邻区域平稳过渡，同时固定钢枕两端设有侧向导轨定位件，控制侧向导轨的横向位移，达到限制滑动轨枕横向位移的目的。支承梁4是承重结构，其一端铰结在固定端位移控制箱上，另一端插入活动端位移控制箱内，实现顺桥向自由伸缩。支撑梁4的两端设有承压支座7和压紧支座8，通过承压支座7调节活动钢枕下的支撑刚度，通过压紧支座8防止列车荷载下的跳梁，同时通过承压支座7、压紧支座8的竖向转动变形以适应梁端转角，降低结构的附加力。

该种大位移梁端伸缩装置的结构构件较多，且各构件间相互关联，对生产和组装精度要求较高，通常需要工厂组装和整体运输到施工现场，且必须由专业人员进行现场安装，人员成本和运输成本较高；其次，该种大位移梁端伸缩装置与主桥和引桥连接后，当轨道线路出现非预期的水平、竖向变形时，梁端伸缩装置不具备对线路的横向位置及标高调节功能，无法满足线路平顺性的要求，当非预期的水平、竖向变形较大时，如不及时采取其它措施，将影响到梁端伸缩装置的使用性、安全性和人员乘坐的舒适性要求，因此，该公知技术对安装位置的标高控制和线路铺设精度要求较高，不利于施工和后期的养护维修。同时，支撑梁、位移箱、连杆等主要部件位于钢枕的下部，防水橡胶条安装后，上述部件在线路上方是不可见，养护维修人员在线路上进行日常观测时需拆除防水橡胶条，当部件发生病害时，需在桥墩上设置附属台架进行病害处理，因此，该种构造不满足少维修、易检查的使用要求。

此外，目前铁路桥梁采用的另一种大位移梁端伸缩装置结构型式是：梁端伸缩装置由设置在正桥92和引桥93之间的过渡梁9、中腿91、轨枕、限位装置等部件构成，且所述正桥92和引桥93分别与桥墩94相连接，请参见图2。该构造通过过渡梁9的滑移改变其两侧的枕距，从而适应梁端的位移。过渡区A的钢枕固定在过渡梁9上方，两根枕间距不变。支撑梁通过梁底支座与梁两端伸出的中腿91连接，支撑梁与中腿91间可自由滑动。过渡区A钢枕与钢轨通过扣件连接，接触面为可滑移面，保证钢轨的自由伸缩。

该种大位移梁端伸缩装置通过梁端伸出的悬臂中腿承受列车荷载，受中腿截面特性和悬臂长度的限制，该结构承载能力较弱，将其用于大位移、重载荷的铁路桥梁时安全性较差；同时，该种构造仅具有两道可变缝，受轨枕间距不超过650mm规范限制，可变缝的缝宽在20mm～320mm之间，可适应的梁端位移小于±300mm，对于梁端位移超过±300mm的铁路桥梁，其无法满足使用要求；另外，支撑梁、承载支座等主要部件位于轨枕的下部，线路正常运营后，上述部件在线路上方不易观测，当部件发生病害时，需在桥墩上设置附属台架进行病害处理，因此，该种构造不满足少维修、易检查的使用要求。

有鉴于上述公知技术存在的缺陷，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出本发明的可提高高速列车的安全性、走行性和舒适性，同时具有易检查、少维修优点的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置。