[实用新型]一种适用于超大跨度铁路钢桥的整体式梁端伸缩装置

说明书

本实用新型涉及一种适用于超大跨度铁路钢桥的整体式梁端伸缩装置。包括由活动端位移箱、固定端位移箱和支承梁构成的位于所述梁端伸缩装置底部的基本支承结构，其中所述支承梁为整体箱型梁；还包括若干根平行设置的活动钢枕和固定钢枕，两条钢轨和连杆装置。本实用新型所述伸缩装置可显著提高梁端区域轨道的竖向支承刚度，减小甚至消除主桥梁端的开槽，同时满足梁端顺桥向自由伸缩和横桥向一定位移的要求，并通过一体化设计理念改变以往梁端伸缩装置与钢轨伸缩调节器各自设计的窠臼。

技术领域

本实用新型涉及一种适用于超大跨度铁路钢桥的整体式梁端伸缩装置。

背景技术

跨江越海桥梁建设为我国超大跨度铁路钢桥的发展提供了巨大机遇。近年来，主跨超千米的高速铁路斜拉桥和悬索桥应运而生，而未来琼州海峡跨海通道、渤海湾跨海通道、杭州湾铁路跨海通道、台湾海峡跨海铁路工程以及“一带一路”跨海通道等的建设，必然会涌现出一大批世界级的超大跨度铁路桥梁。超大跨度铁路钢桥具有很大的温度跨度，且整体结构刚度较低、几何非线性效应明显，在温度、风荷载、高速列车荷载、制动力、列车横向摇摆力等作用下，桥梁结构梁端部位将会产生非常明显的空间变位，如纵向位移将可能达到2500mm级及以上，主、引桥之间梁端横向折角将超过2.5‰rad，现有的铁路梁端伸缩装置很难适应这一变位量值，体现在结构整体刚度受限、同时无法抵抗主引桥间的横向位移差等方面。因此，实用新型一种竖向刚度大、整体性好，同时还可较好地适应梁端横向位移的超大位移量梁端伸缩装置，满足高速列车在梁端区域通过时的安全性与平稳性，就显得非常重要。

国内关于梁端伸缩装置的专利申请数量较多，但大多数位移量很小，或仅适用于公路桥梁。如专利号ZL200720089000.9铁路客运专线大跨度桥梁端部无碴轨道伸缩装置，适用的梁缝宽度为94-694mm；专利号ZL200420033866.4超大位移量桥梁伸缩装置，提出一种适应桥梁800mm以上位移的伸缩装置，该装置采用压缩型弹簧和剪切弹簧组合的位移均匀性控制机构，适用于公路大跨度桥梁。专利号为ZL201520771388.5的铁路桥梁梁端伸缩装置，该专利提出采用支承梁下置、且支承梁采用工字形截面分置于铁路左、右钢轨下方的下承式梁端伸缩装置方案，通过模数化设计，可以实现5根活动钢枕条件下最大设计伸缩位移量±1200mm，分析该专利给出的结构构造图并结合现场工程应用实践，可知存在以下问题和缺点：(1)对于单线左、右钢轨分置的支承梁和位移箱结构而言，由于现场施工安装时的误差较难控制，左右侧钢轨下部位移箱的平行度、与线路中线的吻合度等均可能存在较大偏差，在后续使用过程中随着纵向往复大位移伸缩和横向位移，可能产生伸缩装置的活动钢枕易造成歪斜、连杆容易因左右侧受力不均或横向位移差等影响造成开裂或折断的问题。(2)当采用5根活动钢枕、总位移量达到2400mm时，对支承梁的竖向刚度也提出了很高的要求。一般的支承梁高度在300mm左右，但在活动钢枕达到5根或超过5根时，为满足竖向列车荷载(250kN)作用下支承梁的最大挠度小于1mm的要求，支承梁的高度将随着梁缝两侧支承梁的支点间距增大和活动钢枕数量增加而迅速增大。支承梁高度的明显增大导致轨道与伸缩装置系统总高度的明显增加，由于这一高度直接决定了与主、引桥连接时梁端部位的开槽深度，可能给主、引桥梁端部位的结构设计带来很大影响，最终造成梁端伸缩装置无法设计的情况。(3)梁端伸缩装置下部位移箱通过焊接或螺栓连接形式直接与主、引桥连接，由于位移箱整体的横向刚度与主桥钢梁比较相差甚远，当主桥产生较大横向位移时，将带动位移箱一起移动。位移箱的横向位移将通过钢枕直接传递到上部的钢轨，从而造成轨道的几何状态出现不良的情况，影响行车的平稳性甚至安全性，需要现场工务部门频繁的养护维修。由于高速铁路养护维修天窗期较短，一般仅3～4个小时左右，因此给病害产生后现场日常养护维修带来很大困难。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种适用于超大跨度铁路钢桥的整体式梁端伸缩装置。此伸缩装置可显著提高梁端区域轨道的竖向支承刚度，减小甚至消除主桥梁端的开槽，同时满足梁端顺桥向自由伸缩和横桥向一定位移的要求，并通过一体化设计理念改变以往梁端伸缩装置与钢轨伸缩调节器各自设计的窠臼。