[发明专利]使用柔性抗弯连接件和摩擦弹簧的伸缩接头系统

说明书

公开了一种用于桥接位于间隔开的结构构件之间的间隙的伸缩接头（expansion joint）系统。

在相邻的混凝土结构之间特意设置一个开口或间隙，用于适应由于膨胀和收缩而在该间隙内出现的尺寸变化，所述膨胀和收缩由于温度变化、预应力、地震周期和振动造成的混凝土的缩短和徐变、活动负载造成的偏移以及车辆交通导致的纵向力引起。伸缩接头系统通常安装在间隙中，以提供跨越该间隙的桥接，并且适应该间隙附近的移动。

响应于热变化、地震事件和车辆负载的出现，桥梁和道路构造尤其会经受相对移动。这产生了特别的问题，因为在所述事件期间出现的移动在移动的幅度或者移动的方向方面是不可预测的。在许多情况下，由于车辆不能行驶跨越损坏的伸缩接头这一事实，桥梁在长时间后变得无法使用。

模块化伸缩接头系统通常采用相对于车辆交通方向横向延伸的多个间隔开的承重构件或者“中心梁”。承重构件的顶部表面被车辆轮胎接合。弹性体密封件在承重构件之间延伸，与承重构件的顶部相邻，以填充承重构件之间的空间。因此，这些密封件是柔性的，从而响应于承重构件的移动而伸展和收缩。多个细长的支撑构件定位在横向承重构件下方，横跨道路部分之间的伸缩间隙。支撑构件相对于车辆交通方向纵向延伸。细长的支撑构件支撑该横向承重构件。支撑构件的相对端部被接收在嵌入到道路部分的壳体中。

在单支撑杆（SSB）的模块化伸缩接头系统中，单个支撑构件连接至所有横向承重构件。承重构件与单个支撑杆构件的连接通常包括叉臂。单个支撑杆构件与多个横向承重构件的叉臂连接（yoked connection）提供了SSB模块化伸缩接头系统中的滑动连接或者枢轴转动连接。

在多支撑杆（MSB）的模块化伸缩接头系统中，每一横向车辆承重构件（中心梁）都刚性连接至单个纵向的支撑杆构件。在此之前，未公开或者暗示将所述横向车辆承重构件和所述纵向支撑杆构件之间的叉臂连接件用于MSB模块化伸缩接头系统，这是因为MSB连接件是刚性的并且不需要滑动或者枢轴转动能力。

在工业中所使用的典型多支撑杆（MSB）的伸缩接头系统中，每一纵向支撑杆构件都仅被焊接至一个横向车辆承重构件。每一横向车辆承重构件通过全熔透焊缝（full penetration weld）刚性连接至其自身的支撑构件。尽管全熔透焊缝确实提供了在恶劣环境中所需要的伸缩接头的相当大的结构强度和刚性，但是该焊缝具有难以制造的缺陷。焊缝必须被超声测试以用于满足工作要求和适于使用。在MSB的伸缩接头系统中，用于将承重构件连接至其自身的支撑构件的全熔透焊缝的故障需要大量且昂贵的工作来维护该焊缝。为了充分维护，必须在高额费用和时间延迟的情况下割断、磨光并重新焊接焊缝。

图1A是伸缩接头系统处于完全打开位置且间隙处于其最大宽度的一个图解实施方案的侧视图。

图1B是图1A中示出的伸缩接头系统处于完全打开和完全闭合之间的中间位置处的图解实施方案的侧视图。

图1C是图1A的伸缩接头系统处于完全闭合位置且间隙处于其最小宽度的图解实施方案的侧视图。

图2A是伸缩接头系统处于完全打开位置且间隙处于其最大宽度的另一图解实施方案的侧视图。

图2B是图2A中示出的伸缩接头系统处于完全打开和完全闭合之间的中间位置处的图解实施方案的侧视图。

图2C是图2A的伸缩接头系统处于完全闭合位置且间隙处于其最小宽度的图解实施方案的侧视图。

图3A是连接至车辆承重构件的柔性抗弯连接件（momentconnection）的一个图解实施方案的侧视图。

图3B是连接至车辆承重构件的柔性抗弯连接件的另一图解实施方案的侧视图。

图4是一个自由体图，描绘了与伸缩接头系统的纵向支撑杆构件接触的支承座所施加的力。

提供了一种位于相邻的第一结构构件和第二结构构件之间所限定的间隙内的伸缩接头系统。所公开的伸缩接头系统可不限于应用在小量移动的应用中，例如10英寸或者更小的小量移动应用中。而是，应理解，所公开的伸缩接头系统可用在各种大量移动的应用中或小量移动的应用中。

根据某些图解实施方案，所述伸缩接头系统包括：至少一个车辆承重构件，在相对于跨越伸缩接头间隙的车辆交通方向上横向延伸；至少一个支撑构件，定位在所述至少一个横向延伸的承重构件下方，并且跨越所述伸缩接头间隙纵向延伸；以及，一个柔性抗弯连接件，将每一横向车辆承重构件连接至单个纵向支撑杆构件。