橋梁伸縮縫設(shè)計要點分析

1、橋梁伸縮縫設(shè)計要點分析0引言隨著我國交通運輸事業(yè)的迅猛發(fā)展，橋梁作為交通線屮的重要組成部分，其 數(shù)量的增多、規(guī)模的擴人更為明顯，而橋梁組成之一的伸縮裝置，用量也越來越 大，使用范圍也越來越廣，型式也越來越多了。橋梁伸縮裝置在結(jié)構(gòu)中直接承受 車輪荷載的反復(fù)沖擊作用，冃長期暴露在大氣屮，是橋梁屮易受破壞且難以修補 的部位。因此，選用優(yōu)良的伸縮裝置，使其能適應(yīng)由于橋梁的各種變化所引起的 伸縮。1橋梁伸縮縫概述橋梁伸縮縫是指為適應(yīng)材料脹縮變形需要而在橋梁上部結(jié)構(gòu)小設(shè)置的間隙。 為使車倆平穩(wěn)通過橋面，在橋梁伸縮縫處設(shè)置的由橡膠和鋼材等構(gòu)件組成的各種 裝置稱為伸縮縫裝置。當(dāng)前，對于橋梁伸縮縫一般有對接式、

2、鋼制支承式、組合 剪切式（板式）、模數(shù)支承式以及彈性裝置。對接式伸縮縫。對接式伸縮縫裝 置，更具其構(gòu)造形式和受力特點的不同，可分為填塞對接型和嵌固對接型兩種。 填塞對接型伸縮裝置是以瀝青、木板、麻絮、橡膠等材料填塞縫隙，仲縮體在任 何情況下都處于受壓狀態(tài)。該類伸縮裝置一般用于伸縮量在40mm以下的常規(guī)橋 梁工程上，但目前已不多見。嵌固式對接伸縮縫裝置利用不同形態(tài)的鋼構(gòu)件將不 同形狀的橡膠條（帶）嵌牢固定，并以橡膠條（帶）的拉壓變形來吸收梁體的變 形，其伸縮體可以處于受壓狀態(tài)。也可以處于受拉狀態(tài)。鋼制支承式伸縮裝置。 當(dāng)橋梁的伸縮變形量超過50mm時，常采用鋼質(zhì)仲縮裝置。該仲縮裝置當(dāng)車輛駛 過時

3、往往由于梁端轉(zhuǎn)動或撓曲變形而產(chǎn)生拍擊作用，噪聲大，而且容易使結(jié)構(gòu)損 壞。因此，需采用設(shè)有螺栓彈簧的裝置來固定滑動鋼板，以減少拍擊和噪聲，該 伸縮縫的構(gòu)造相對復(fù)雜。組合剪切式（板式）橡膠伸縮裝置。該裝置是利用各 種不同斷面形狀的橡膠帶作為填嵌材料的伸縮裝置。由于橡膠富有彈性，易于粘 貼，又能滿足變形耍求且具備防水功能。因此，口前在國內(nèi)、外橋梁工程小已獲 得廣泛應(yīng)用。模數(shù)支承式伸縮裝置。板式橡膠制品這一類伸縮裝置，很難滿足 大位移量的要求；鋼制型的伸縮裝置，很難做到密封不透水，而且容易造成對車 輛的沖擊，影響車輛的行駛性。因此，出現(xiàn)了利用吸震緩沖性能好又容易做到密 封的橡膠材料，與強度高性能好的異

4、型鋼材組合的，在大位移量情況下能承受車 輛荷載的各類型模數(shù)支承式（模數(shù)式）橋梁仲縮裝置系列。彈性體仲縮裝置。 彈性休伸縮裝置分為鋅鐵皮伸縮縫和tst碎石彈性伸縮縫，彈性體伸縮裝置是 一種簡易的伸縮縫裝置，對于中小跨徑的橋梁，當(dāng)伸縮量在20mm-40mm以內(nèi)時 可以采用tst碎石彈性伸縮縫裝置，是將特制的彈塑性材料tst加熱熔化后， 灌入經(jīng)過清洗加熱的碎石中，即形成了 tst碎石彈性伸縮縫，碎石用以支持車 輛荷載，tst彈塑性體在一 25°c60°c條件下能夠滿足仲縮量的要求。2橋梁伸縮縫設(shè)計要點2伸縮縫破壞過早的設(shè)計原因伸縮縫的破壞最先從過渡段的混凝土開始。 過渡段混凝土的

5、主要荷載為車輛輪壓產(chǎn)生的動載，當(dāng)輪壓在伸縮縫上吋，其荷載 通過錨固系統(tǒng)傳遞到過渡段混凝土，再傳遞到梁板上，并產(chǎn)生一定的壓縮變形。 在設(shè)計上而言，造成伸縮縫的破壞過早，無非是以卜方面的原因：伸縮縫在整 個橋梁工程所占的份量不多，一般易被設(shè)計人員忽視，從而未對仲縮縫進行細致 的考慮與設(shè)計。伸縮裝置的受力復(fù)雜，而與z密切相關(guān)起決定作用的錨固系統(tǒng) 卻不盡合理。設(shè)計方而對施工的實際情況考慮不足。如：錨固混凝土太薄且鋼 筋密布，伸縮裝置的錨固系統(tǒng)很難準(zhǔn)確地預(yù)埋在梁中，甚至無法預(yù)埋，相當(dāng)一部 分錨固系統(tǒng)不得不錨固在整體化層混凝土屮。有的設(shè)計工程師在伸縮縫設(shè)計過 程中只注重計算橋梁的伸縮量，并以此進行選型，而

6、往往對伸縮裝置的性能了解 不全面，忽視了產(chǎn)品的相應(yīng)技術(shù)要求。2.2伸縮縫設(shè)計要點221整體設(shè)計合理選定恰當(dāng)伸縮量的縫隙極為重要，縫隙越大伸縮裝置越 容易遭破壞。采用的縫隙過大或過小，以及沒有考慮安裝吋的溫度而調(diào)整間隙。 特別是針對板式橡膠伸縮裝置，易造成破壞。即使是連續(xù)橋面，在面層鋪裝上往 往也會出現(xiàn)裂紋。因此。耍采取預(yù)先切割橋面，設(shè)置接縫，或用較軟的鋪裝層來 吸收裂縫，或者安設(shè)小型的伸縮裝置來解決。在較大縱坡的情況下，如不設(shè)置考 慮適應(yīng)豎直變位的構(gòu)造，也容易產(chǎn)生缺陷，引起破壞。伸縮裝置沿橋面縱向，即 使伸縮量小，也存在撓度差大的問題，因此，在伸縮裝置構(gòu)造上要給予重視。伸 縮裝置與梁體結(jié)合成等

7、強的整體無疑是提高其使用效能的重要手段。除模數(shù)式伸 縮裝置z外的其他類型的橋梁伸縮裝置，與橋面板的固定、結(jié)合往往不夠充分， 效果不其理想，一般構(gòu)造尺寸較小、剛度不足，而且對新材料的特征、配合等研 究不夠深入,所以在選型時應(yīng)作充分的比較研究。為防止因雨水而起的漏水現(xiàn)象, 雖然在一些鋼制伸縮縫裝置屮，對配合部位采取插入密封橡膠或?qū)⑴潘b置或鋪 裝層面層作為容易清掃的型式，或在整個縫隙中灌注填人防水材料的實用型式。 對與橋面的雨水，一般應(yīng)在伸縮裝置附近設(shè)集中排水口；對不在日常養(yǎng)護作多次 涂漆的構(gòu)件上，設(shè)計上應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)耐久的防護材料作冇效的處理。2.2.2實例設(shè)計在設(shè)計方面，有些設(shè)計者誤認(rèn)為上部構(gòu)造梁

8、板的實際預(yù)制t 度與理論長度之差就是橋兩端伸縮縫的寬度。就一孔20m長的簡支梁橋為例， 冇些設(shè)計人員照本宣科，把兩端各設(shè)一道縫寬2cm的伸縮縫。實際上按溫差45°c 設(shè)計，伸縮量按下式計算： l=alt+a ls+a lc+a ld+a ale, ltf=atal。式中：溫度變化產(chǎn)生的伸縮量；a一線膨脹系數(shù)，混凝土 a=10><10-6,鋼 a=12><10-6；l伸縮梁的長度；als, alceb于混凝土收縮和徐變影響而產(chǎn)生的收縮；ld梁端傳角產(chǎn)生的變形量；le制造安裝誤并。膨脹系數(shù)n=10xl0-6,干燥收縮度20x10-5,徐變系數(shù)屮=2.0,預(yù)應(yīng)力引起

9、的 平均軸向應(yīng)力o=6n/m m2,混凝土的彈性模量eh=30000n/m m2,施加預(yù)應(yīng)力后 三個月的遞減系數(shù)=0.4，則： =45x10x10-6x20000=9mm ,l=20xal 卩=20x1 ox 106x20000x0.4=l.6mm 。 l=o / eh|/l 卩=6/30000x2x20000x0.4=3.2mm。設(shè)梁端旋轉(zhuǎn)水平變形ld=3mm?？偵炜s量 l=9+l.6+3.2+3=16.8mm。按此計算，只在一端（若系坡橋只在高處一端）留一 道縫寬2cm的伸縮縫即可，另一端橋面鋪裝與背墻連續(xù)，這樣，既節(jié)約了資金, 又減輕了跳車。合理預(yù)留伸縮縫寬度，可使其在夏季擠緊，到冬季溫

10、度降低時才會拉開，從 而冇效捉高仲縮縫壽命，減小橋頭跳車。據(jù)觀察伸縮縫擠壞的很少，大部分是縫 太寬，引起跳車，跳車越嚴(yán)重縫破壞的越快，形成惡性循環(huán)。另外混凝土還有相 當(dāng)高的抗壓強度，只要擠壓在規(guī)定范圍內(nèi)，對橋梁結(jié)構(gòu)不會造成影響。由此可見 在伸縮縫的設(shè)計中，采用安全系數(shù)較大的伸縮縫寬度，是完全沒冇必要的。3結(jié)語橋梁仲縮縫的破壞，對橋梁使用性能以及通車都會帶來嚴(yán)重的影響，因此必 須加強橋梁伸縮縫的優(yōu)化設(shè)計，從伸縮縫類型、結(jié)構(gòu)以及環(huán)境等和關(guān)因素進行強 化設(shè)計，才能確保伸縮縫在今后的使用屮，滿足橋梁使用性能。進行林梁伸縮縷設(shè)計肘要考慮哪些因素進行橋梁伸縮縫設(shè)計時要考慮哪些因素,對于設(shè)計圖紙上的一些技術(shù)

11、術(shù)語，我們 ?；\統(tǒng)地稱橋梁中使用的伸縮裝置為伸縮縫。其實，工程技術(shù)人員通常所指的伸 縮縫，應(yīng)是橋梁接縫處安設(shè)的一整套伸縮裝置。為了確切表述這些基本概念，依 據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)道路工程術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)(cbj124-88)，并參考有關(guān)資料，對有關(guān)橋梁 伸縮裝置專用名詞術(shù)語進行注：1. 公路橋梁的伸縮量如何確定：以設(shè)置公路橋梁伸縮縫的伸縮量時為基準(zhǔn)，把 橋梁結(jié)構(gòu)在伸縮裝置處由于溫度升高引起的伸長量、由于溫度下降引起的收縮 量、由于混凝土收縮徐變影響引起的收縮量等的絕對值的合計值，即仲縮裝置的 拉伸值和壓縮值的總和，稱為伸縮量。伸縮裝置的伸縮量這一專用術(shù)語，以而有 種種用法，但這里只表示橋梁結(jié)構(gòu)的仲縮量，且將這個仲

12、縮量值作為選擇仲縮裝 置型式的基本依據(jù)。2. 伸縮裝置：為使車輛平穩(wěn)通過橋面并滿足橋面變形的需要，在橋面伸縮接縫 處設(shè)置的各種裝置的總稱。3. 初始壓縮量：對于橡膠型仲縮裝置，在設(shè)置時，必須預(yù)先壓縮其仲長量，以 使在最大間隙時，橡膠伸縮體不出現(xiàn)拉力作用，而在最小間隙時，橡膠伸縮體不 致出現(xiàn)擠壓鼓出現(xiàn)象，這時的壓縮量稱為初始壓縮量。對板式橡膠型伸縮裝置， 當(dāng)在低于設(shè)計安裝溫度的情況下安裝吋，預(yù)先拉開一定的伸長量，也可稱為初始 預(yù)拉量。其它型式的伸縮裝置，出廠前按設(shè)計要求的初始定位值，也可稱為初始 壓縮量。4富裕量；因考慮橋梁結(jié)構(gòu)的撓度產(chǎn)生的變位、由結(jié)構(gòu)型式應(yīng)考慮的必需余量 以及伸縮裝置加工和安裝

13、時的誤差等因素的影響而預(yù)留之余量，稱之為富裕量。 這里的富裕量包括伸縮裝置拉開與壓縮兩種狀態(tài)下的預(yù)留量值。5.為適應(yīng)材料脹縮變形對結(jié)構(gòu)的影響，而在結(jié)構(gòu)的兩端設(shè)置的間隙。因此，便 縮縫的伸縮量加富裕量,其形成的距離即為伸縮間隙。以鋼sgf型橋梁伸縮縫為 例，間隙按結(jié)構(gòu)、型式可分為梁(橋)端間隙(設(shè)計的主要考慮參數(shù))、橋而板間隙、 接縫間隙、鋼齒間隙等兒個方面。伸縮縫是適應(yīng)我國公路橋梁建設(shè)的一種新型橋梁伸縮裝置，它采用整體熱軋 16mn異型鋼，克服了擠壓異型鋼直線度和集合尺寸不均勻的特點，gqf-c型橋梁 仲縮裝置綜合技術(shù)性能和技術(shù)指標(biāo)均達到或優(yōu)于國際同類產(chǎn)品先進水平,結(jié)構(gòu)型 式及異型鋼軋制均屬國

14、內(nèi)首創(chuàng)，將成為交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦產(chǎn)品.c型、e型、f型伸縮縫具有建筑高度低，國產(chǎn)熱軋整體成型杲型鋼材高度僅sonuii, 結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，具有明顯的可靠性，舒適性和耐久性.適用于橋面鋪裝層厚 度等于或人于80mm,伸縮量小于等于80mm的各種橋梁，既方便舊橋梁伸縮裝置更 換，又可供新橋梁修建選用，其中間橡膠密封條其技術(shù)耍求:采用氯丁橡膠(cr) 密封橡膠帶的伸縮裝置適用與溫度為-25°c-+60°c地區(qū)采用天然橡膠（nr）密封 橡膠帶的仲縮縫裝置適用于溫度為-40°c-+60°c地區(qū)中使用。橋梁伸縮縫在生產(chǎn)上的技術(shù)要求：1. 橡膠采用氯丁橡膠（即cr,

15、適用于溫度在-25°c-+60°c地區(qū)）或采用天然橡膠 （即nr,適用于溫度在-40°c-+60°c地區(qū)）2. 仲縮縫裝置屮使用的鋼板,質(zhì)量要求符合gb012, gb374的規(guī)定，使用的異型鋼 材，（即16mn或q345）符合jt/t1591的規(guī)定.橋梁仲縮縫設(shè)計要點分析隨著我國交通運輸事業(yè)的迅猛發(fā)展，橋梁作為交通線中的重要紐成部分，其 數(shù)量的增多、規(guī)模的擴人更為明顯，而橋梁組成之一的伸縮裝置，用量也越來越 大，使用范圍也越來越廣，型式也越來越多了。橋梁伸縮裝置在結(jié)構(gòu)中宜接承受 車輪荷載的反復(fù)沖擊作用，且長期暴露在大氣屮，是橋梁小易受破壞且難以修補 的部

16、位。因此，選用優(yōu)良的伸縮裝置，使其能適應(yīng)由于橋梁的各種變化所引起的 伸縮。1橋梁伸縮縫概述橋梁伸縮縫是指為適應(yīng)材料脹縮變形需要而在橋梁上部結(jié)構(gòu)中設(shè)置的間隙。 為使車輛平穩(wěn)通過橋面，在橋梁伸縮縫處設(shè)置的由橡膠和鋼材等構(gòu)件組成的各種 裝置稱為仲縮縫裝置。當(dāng)前，對于橋梁仲縮縫一般冇對接式、鋼制支承式、組合 剪切式（板式）、模數(shù)支承式以及彈性裝置。對接式伸縮縫。對接式伸縮縫裝 置，更具其構(gòu)造形式和受力特點的不同，可分為填塞對接型和嵌固對接型兩利i。 填塞對接型伸縮裝置是以瀝青、木板、麻絮、橡膠等材料填塞縫隙，伸縮體在任 何情況卜都處于受壓狀態(tài)。該類伸縮裝置一般用于伸縮量在40nini以卜的常規(guī)橋 梁工

17、程上，但目前已不多見。嵌同式對接仲縮縫裝置利用不同形態(tài)的鋼構(gòu)件將不 同形狀的橡膠條（帶）嵌牢固定，并以橡膠條（帶）的拉壓變形來吸收梁體的變 形，其伸縮體可以處于受壓狀態(tài)。也可以處于受拉狀態(tài)。鋼制支承式伸縮裝置。 當(dāng)橋梁的伸縮變形量超過50mm時，常采用鋼質(zhì)伸縮裝置。該伸縮裝置當(dāng)車輛駛 過時往往由于梁端轉(zhuǎn)動或撓曲變形而產(chǎn)生拍擊作用，噪聲大，而且容易使結(jié)構(gòu)損 壞。因此，需采用設(shè)冇螺栓彈簧的裝置來同定滑動鋼板，以減少拍擊和噪聲，該 伸縮縫的構(gòu)造相對復(fù)雜。組合剪切式（板式）橡膠伸縮裝置。該裝置是利用各 種不同斷面形狀的橡膠帶作為填嵌材料的伸縮裝置。由于橡膠富有彈性，易于粘 貼，又能滿足變形要求且具備防

18、水功能。因此，目前在國內(nèi)、外橋梁工程中已獲 得廣泛應(yīng)用。模數(shù)支承式伸縮裝置。板式橡膠制品這一類伸縮裝置，很難滿足 大位移量的要求；鋼制型的仲縮裝置，很難做到密封不透水，而且容易造成對車 輛的沖擊，影響車輛的行駛性。因此，出現(xiàn)了利用吸震緩沖性能好乂容易做到密 封的橡膠材料，與強度高性能好的界型鋼材組合的，在大位移量情況下能承受車 輛荷載的各類型模數(shù)支承式（模數(shù)式）橋梁伸縮裝置系列。彈性體伸縮裝置。 彈性體伸縮裝置分為鋅鐵皮伸縮縫和tst碎石彈性伸縮縫，彈性體伸縮裝置是一 種簡易的仲縮縫裝置，對丁屮小跨徑的橋梁，當(dāng)仲縮量在20mm-40mm以內(nèi)時可以 采用tst碎石彈性伸縮縫裝置，是將特制的彈塑性

19、材料tst加熱熔化后，灌入經(jīng) 過清洗加熱的碎石屮，即形成了 tst碎石彈性伸縮縫，碎石用以支持車輛荷載， tst彈塑性體在一 25°c60°c條件下能夠滿足仲縮量的要求。2橋梁伸縮縫設(shè)計要點2. 1仲縮縫破壞過早的設(shè)計原因仲縮縫的破壞最先從過渡段的混凝土開始。 過渡段混凝土的主要荷載為車輛輪壓產(chǎn)生的動載，當(dāng)輪壓在伸縮縫上時，其荷載 通過錨固系統(tǒng)傳遞到過渡段混凝土，再傳遞到梁板上，并產(chǎn)生一定的壓縮變形。 在設(shè)計上而言，造成伸縮縫的破壞過早，無非是以下方面的原因：伸縮縫在整 個橋梁工程所占的份量不多，一般易被設(shè)計人員忽視，從而未對伸縮縫進行細致 的考慮與設(shè)計。仲縮裝置的受力復(fù)雜

20、，i佃與z密切相關(guān)起決定作用的錨同系統(tǒng) 卻不盡合理。設(shè)計方面對施工的實際情況考慮不足。如：錨固混凝土太薄且鋼 筋密布，伸縮裝置的錨固系統(tǒng)很難準(zhǔn)確地預(yù)埋在梁屮，甚至無法預(yù)埋，相當(dāng)一部 分錨固系統(tǒng)不得不錨固在整體化層混凝土中。冇的設(shè)計工程師在伸縮縫設(shè)計過 程中只注重計算橋梁的伸縮量，并以此進行選型，而往往對伸縮裝置的性能了解 不全而，忽視了產(chǎn)品的相應(yīng)技術(shù)要求。2. 2伸縮縫設(shè)計要點2.2.1整體設(shè)計合理選定恰當(dāng)伸縮量的縫隙極為重要，縫隙越大伸縮裝置越 容易遭破壞。采用的縫隙過人或過小，以及沒冇考慮安裝時的溫度而調(diào)整間隙。 特別是針對板式橡膠伸縮裝置，易造成破壞。即使是連續(xù)橋面，在面層鋪裝上往 往也

21、會出現(xiàn)裂紋。因此。要采取預(yù)先切割橋而，設(shè)置接縫，或用較軟的鋪裝層來 吸收裂縫，或者安設(shè)小型的伸縮裝置來解決。在較大縱坡的情況下，如不設(shè)置考 慮適應(yīng)豎直變位的構(gòu)造，也容易產(chǎn)生缺陷，引起破壞。伸縮裝置沿橋面縱向，即 使伸縮量小，也存在撓度差大的問題，因此，在伸縮裝置構(gòu)造上要給予重視。伸 縮裝置與梁體結(jié)合成等強的整體無疑是提高其使用效能的重要手段。除模數(shù)式伸 縮裝置z外的其他類型的橋梁仲縮裝置，與橋而板的固定、結(jié)合往往不夠充分， 效果不甚理想，一般構(gòu)造尺寸較小、剛度不足，而且對新材料的特征、配合等研 究不夠深入,所以在選型吋應(yīng)作充分的比較研究。為防止因雨水而起的漏水現(xiàn)象, 雖然在一些鋼制伸縮縫裝置中，對配合部位采取插入密封橡膠或?qū)⑴潘b置或鋪 裝層面層作為容易清掃的型式，或在整個縫隙中灌注填人防水材料的實用型式。 對與橋而的雨水，一般應(yīng)在仲縮裝置附近設(shè)集屮排水口；對不在日常養(yǎng)護作多次 涂漆的構(gòu)件上，設(shè)計上應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)耐久的防護材料作有效的處理。2. 2. 2實例設(shè)計在設(shè)計方面，有些設(shè)計者誤認(rèn)為上部構(gòu)造梁板的實際預(yù)制長 度與理論長度之差就是橋兩端伸縮縫的寬度。就一孔20m長的簡支梁橋為例，冇 些設(shè)計人員照本宣科，把兩端各設(shè)一道縫寬2on的伸縮縫。實際上按溫茅45°c 設(shè)計，仲縮量按下式計算：al=alt+