模數(shù)式伸縮裝置(DOC)

1、模數(shù)式伸縮裝置通用技術(shù)條件序言 為使公路橋梁伸縮裝置的設(shè)計(jì)符合技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、耐久適用、經(jīng)濟(jì) 合理的要求，為彌補(bǔ)公路橋梁伸縮裝置無設(shè)計(jì)規(guī)范，中國交通企業(yè)管理協(xié) 會路橋配套產(chǎn)品工作委員會專家委員會組織本行業(yè)的技術(shù)人員制訂了本指 南。本指南適用于公路橋梁一般伸縮裝置的設(shè)計(jì)，不適用于彈塑體伸縮裝 置、聚合物混凝土伸縮裝置、減震伸縮裝置的減震設(shè)計(jì)，也不適用于橡膠 伸縮裝置的設(shè)計(jì)。1伸縮裝置的壽命符合現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范車輛荷載的伸縮裝置，其鋼構(gòu)件的壽命為 四十年，橡膠及高分子材料件的壽命為十五年。2設(shè)計(jì)采用的荷載2.1靜力荷載2.1.1豎向力靜力荷載豎向力靜力荷載為 JTG D60-2004公路橋

2、涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范43所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值140KN和(1+卩)的乘積值，其中沖擊系數(shù)卩=0.45。2.1.2雙向力靜力荷載豎向力靜力荷載為 JTG D60-2004 4.3.所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標(biāo)準(zhǔn) 值140KN,水平力靜力荷載為車輛荷載后軸重力產(chǎn)生的制動力42KN,制動力的著力點(diǎn)在伸縮裝置頂面上。2.2疲勞荷載2.2.1豎向力疲勞荷載豎向力疲勞荷載為 JTG D60-2004 4.3所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標(biāo)準(zhǔn) 值140KN和(1+卩)的乘積值。其中沖擊系數(shù)卩=0.45。2.2.2雙向力疲勞荷載雙向力疲勞荷載為 JTG D60-2004 4.3所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標(biāo)準(zhǔn) 值及沖

3、擊力140KNX 1. 45=203KN,以1/3的斜率作用在伸縮裝置上，所產(chǎn)生 的豎向力疲勞荷載為140KNX 1.45 x cos(arctg1/3)=192.58KN,所產(chǎn)生的水平力疲勞荷載為140KNX 1.45 x sin(arctg1/3)=64.19KN2.3荷載布置2.3.1伸縮裝置上縱橋向荷載布置為車輛荷載的單后軸或雙后軸，見 JTG D60-2004圖4.3.1-2 ;橫橋向荷載布置為一輛或二輛車輛荷載后軸的二個(gè)輪重，見 JTG D60-2004圖431-3 ;荷載在橫橋向及縱橋向均應(yīng)布設(shè) 在對所考慮的細(xì)部產(chǎn)生最大應(yīng)力或撓度的位置上。2.3.2靜力荷載施加在伸縮裝置伸縮量最

4、大時(shí)的狀態(tài)。對于模數(shù)式伸縮裝置，車輛荷載后軸的輪重施加在一根中梁上。對于其他伸縮裝置，車輛 荷載后軸的輪重施加在二根邊梁（或梳齒板、波形板）上。2.3.3疲勞荷載施加在伸縮裝置伸縮量中值時(shí)的狀態(tài)，按輪重著地長 度所作用在異型鋼的梁頂寬度進(jìn)行荷載分配。3設(shè)計(jì)容許應(yīng)力3.1鋼材容許應(yīng)力按 JTJ 025-86公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 表1.2.5采用。但要根據(jù)構(gòu)件的厚度選擇相應(yīng)鋼材厚度的屈服強(qiáng)度進(jìn)行調(diào) 整，并取5的倍整數(shù)。3.2普通鋼筋的抗拉容許應(yīng)力：一級鋼筋c =140 Mpa,二級鋼筋c =200 Mpa。3.3承受拉力焊縫的容許應(yīng)力與基本鋼材的容許應(yīng)力相同。承受剪力 焊縫的容許應(yīng)力與基

5、本鋼材的容許剪應(yīng)力相同。二種不同強(qiáng)度鋼材的焊接， 取強(qiáng)度低的為基本鋼材。3.4承受斜彎曲的構(gòu)件，其容許應(yīng)力增大系數(shù)C=1+0.3（ c w1/ c w2）w 1.15。式中c w1, c w2 -為驗(yàn)算截面上由于作用在兩相互垂直平面的彎矩所 產(chǎn)生的較小和較大的應(yīng)力。3.5各種鋼構(gòu)件或連接的疲勞容許應(yīng)力按JTJ 025-86表1.2.17-2 和表1.2.17-4 規(guī)定計(jì)算。3.6承壓支承的容許壓應(yīng)力c < 15.0Mpa；在承壓應(yīng)力計(jì)算中，只考 慮支承中加勁鋼板的有效支承面積。3.7壓縮控制彈簧靜力荷載的容許壓應(yīng)力c < 3.0Mpa,容許應(yīng)變& =60%。3.8剪切控制彈

6、簧靜力荷載的容許剪應(yīng)力t < 1.5Mpa,容許應(yīng)變& =80%。3.9壓緊支承靜力荷載的容許壓應(yīng)力c < 3.0Mpa,容許應(yīng)變& =15% ;疲勞荷載的容許壓應(yīng)力c < 1.0Mpa,容許應(yīng)變& =5%。4設(shè)計(jì)容許撓度4.1中梁、邊梁、波形板跨中最大撓度不得大于（1/600 ）X L （ L-計(jì)算跨徑）。4.2橫梁跨中最大撓度不得大于（1/600 ）X L （ L-計(jì)算跨徑）。4.3梳齒板端的最大撓度不得大于（1/300 ）X L1 （ L1-懸臂長度）。注：撓度計(jì)算中鋼材的彈性模量E=2.1xiOMpa5設(shè)計(jì)方法5.1按JTJ 025-86的規(guī)定

7、采用容許應(yīng)力設(shè)計(jì)，并驗(yàn)算伸縮裝置及其構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度。5.2模數(shù)式伸縮裝置中關(guān)鍵零部件如：位移控制彈簧、壓緊彈簧等的設(shè)計(jì)除通過結(jié)構(gòu)計(jì)算外，尚須進(jìn)行靜動載試驗(yàn)驗(yàn)證。5.3伸縮裝置承重結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)的加載頻率不應(yīng)大于5Hz,疲勞次數(shù)不應(yīng)小于2X 10次。6伸縮裝置在橋梁中的布置6.1伸縮裝置的布置應(yīng)根據(jù)橋梁的總體布置和幾何構(gòu)造：縱坡、橫坡、平面曲率、支座布置、三向位移的方向和量值確定。6.2橋梁伸縮縫處的縱向水平位移小于5mm垂直位移小于 0.5mm時(shí)，無需安裝伸縮裝置，可在接縫中設(shè)置彈性的和防水的密封材料。6.3彎橋伸縮裝置應(yīng)設(shè)置在曲率半徑上，其沿橋梁軸線兩側(cè)不同點(diǎn)處的伸縮量應(yīng)考慮平面曲率半徑所引起

8、的增大或減小量。對于模數(shù)式伸縮裝置，在行車道外緣處的兩中梁或中、邊梁之間的最大寬度不得大于80mm6.4橋梁凹形豎曲線的低點(diǎn)處，不應(yīng)設(shè)置伸縮裝置。7材料7.1位于TJG D60-2004附錄B中的溫?zé)岷秃涞貐^(qū)伸縮裝置，累年日最低氣溫平均值在 Ts> -18C,承重結(jié)構(gòu)的鋼材和異型鋼材應(yīng)符合GB/T 700碳素結(jié)構(gòu)鋼和 GB/T 1591低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中 Q235 B和Q345 B 級質(zhì)量要求。位于嚴(yán)寒地區(qū)的伸縮裝置，其承重結(jié)構(gòu)的鋼材和異型鋼材按 照所在地區(qū)累年日最低氣溫平均值Ts，為-19CW Ts< -34C或-35CW Ts< -51C 時(shí),選用 GB/T 700

9、和 GB/T 1591 中 Q235和 Q345 的相應(yīng) C 或D質(zhì)量等級鋼材。7.2受海水和侵蝕性物質(zhì)影響（JTG D62表1.0.7所列的川類和W類環(huán)境類別）環(huán)境中，伸縮裝置的鋼材應(yīng)采用強(qiáng)度級別相同的低碳耐腐蝕鋼，并 符合GB/T 4172耐侯結(jié)構(gòu)鋼的規(guī)定。7.3承壓支承的橡膠的物理機(jī)械性能應(yīng)符合下表一中的要求。承壓支承的橡膠的物理機(jī)械性能表一項(xiàng)目單位天然橡膠硬度IRHD60±3拉伸強(qiáng)度Mpa>18扯斷伸長率%>450粘結(jié)剝離強(qiáng)度Mpa>10脆性溫度C< -50殘余壓縮變形（70°C/22h/30% 壓縮率）%<157.4壓緊支承的橡膠的物

10、理機(jī)械性能應(yīng)符合下表二中的要求。 壓緊支承橡膠的物理機(jī)械性能表二項(xiàng)目單位天然橡膠沖擊彈性%47 62硬度IRHD70±3拉伸強(qiáng)度Mpa>14扯斷伸長率%>250粘結(jié)剝離強(qiáng)度Mpa>10脆性溫度C< -50殘余壓縮變形（70C/22h/30% 壓縮率）%<307.5密封橡膠帶的橡膠的物理機(jī)械性能應(yīng)符合下表三中的要求。 密封橡膠帶物理機(jī)械性能表三項(xiàng)目單位三元乙丙橡膠氯丁橡膠硬度IRHD60±560±5拉伸強(qiáng)度Mpa>12>13.5扯斷伸長率%>400>350撕裂強(qiáng)度Mpa>10>25沖擊彈性%>3

11、0>30脆性溫度C< -60<-40恒定壓縮永久變形（70°C*24 h,25%壓縮率）%<20<20耐臭氧老化0.5*10%0.1*10%（20%申長，40C*96h）無龜裂無龜裂熱空氣老化Cx h70*16870*168試驗(yàn)條件%<15<15拉伸強(qiáng)度降低率%<25<25扯斷伸長率降低率IRHD010010硬度變化耐水性增重率室溫*l44h<2.5<4耐油污性（一號機(jī)油）室溫*70h168h168h體積變化%<30<10重量變化%<20<5耐油污性（三號機(jī)油）室溫168h168h體積變化%&l

12、t;100<25重量變化%<85<157.6壓縮控制彈簧采用發(fā)泡聚氨脂,物理機(jī)械性能見下表四。 壓縮控制彈簧物理機(jī)械性能表四項(xiàng)目單位規(guī)定值沖擊彈性%>65密度Kg/m550±50拉伸強(qiáng)度Mpa>4.0扯斷伸長率%>350熱空氣老化試驗(yàn)拉伸強(qiáng)度扯斷伸長率MPa%>2.5>300殘余壓縮變形（70C/24h/25% 壓縮率）%<7脆性溫度C< -508設(shè)計(jì)要點(diǎn)8.1伸縮量和轉(zhuǎn)角計(jì)算8.1.1橋梁伸縮裝置位移量由橋梁接縫處梁體的位移量確定，計(jì)算梁體位移量時(shí)應(yīng)考慮溫度變化、混凝土收縮和徐變、車輛荷載、預(yù)應(yīng)力、基 礎(chǔ)變位、風(fēng)力等引起的

13、縱向、橫向伸縮及轉(zhuǎn)角、豎向變位。8.1.1.1橋梁接縫處由溫度變化引起的伸縮量厶It 和厶It，按照J(rèn)TGD62-2004公路鋼筋混凝土技預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范8.6.2-1 和862-2 公式計(jì)算。8.1.1.2 橋梁接縫處由混凝土收縮引起的梁體縮短量厶Is，按照 JTGD62-2004 862-3公式計(jì)算。8.1.1.3 橋梁接縫處由混凝土徐變引起的梁體縮短量厶lc，按照 JTGD62-2004 8.6.2-4公式計(jì)算。8.1.1.4 由制動力引起的板式橡膠支座剪切變形導(dǎo)致的橋梁接縫處的 伸縮量，按照 JTG D62-2004 8.6.2 條4進(jìn)行計(jì)算。8.1.1.5 橋梁接縫處應(yīng)計(jì)算由

14、預(yù)應(yīng)力引起的梁體縮短量和梁端的轉(zhuǎn) 角。8.1.1.6 懸索橋、斜拉橋的接縫處應(yīng)計(jì)算橫向風(fēng)力引起的橫向伸縮量 和橫向轉(zhuǎn)角，豎向變位。很寬橋梁的接縫處應(yīng)計(jì)算溫度等引起的橫向伸縮 量。8.1.1.7 橋梁接縫處應(yīng)計(jì)算車輛荷載和基礎(chǔ)變位等引起的轉(zhuǎn)角及豎向變位。8.1.2伸縮裝置沿橋軸線的伸縮量等于橋梁接縫處伸縮量乘以增大系 數(shù)B，可取B =1.21.4。伸縮裝置沿橋軸線的轉(zhuǎn)角等于橋梁接縫處轉(zhuǎn)角加 0.01rad。8.1.3格梁式模數(shù)伸縮裝置的最大工作寬度（伸長量）不宜超過320mm梳齒板式伸縮裝置的最大工作寬度（伸長量）不宜超過300mm波形伸縮裝置的最大工作寬度（伸長量）不宜超過100mm單縫伸縮裝

15、置的最大工作寬度（伸長量）不得超過80mm8.2設(shè)計(jì)安裝寬度和實(shí)際安裝寬度計(jì)算8.2.1伸縮裝置的設(shè)計(jì)安裝寬度，設(shè)計(jì)者應(yīng)按選擇的安裝溫度計(jì)算確 定。若伸縮裝置實(shí)際安裝溫度與設(shè)計(jì)安裝溫度不同，設(shè)計(jì)者應(yīng)按實(shí)際安裝 溫度計(jì)算實(shí)際的安裝寬度。8.2.2若安裝溫度在伸縮裝置出廠時(shí)不能確定，生產(chǎn)廠可按伸縮量的 中間值組裝出廠。8.3密封要求8.3.1伸縮裝置（包括路緣、人行道和中央隔離帶的伸縮裝置）應(yīng)保 證對垃圾、塵土和水的密封性，必要時(shí)可包括防撞護(hù)攔的伸縮裝置。最低 的要求是在24小時(shí)內(nèi)，伸縮裝置不得有水和塵土的滲漏。8.3.2伸縮裝置密封件不得承受輪載，并要求通長和連續(xù)安裝。8.3.3伸縮裝置與橋面鋪

16、裝之間以及與橋面防水系統(tǒng)之間的界面應(yīng)是 防水的，不得有水的滲漏。8.4承重機(jī)構(gòu)伸縮裝置的承重機(jī)構(gòu)宜采用熱軋鋼材，壽命與伸縮裝置相同。8.4.1 大中梁鋼和邊梁鋼大中梁鋼和邊梁鋼應(yīng)為整體軋制成形，安裝密封橡膠帶的型腔宜為機(jī) 加工成形。大中梁鋼和邊梁鋼的截面在豎向和水平向的抵抗能力應(yīng)與車輛 荷載的豎向和水平向的作用力相匹配。推薦大中梁鋼的高度為130mm寬度為90mm;邊梁鋼的高度為 80mm8.4.2工形橫梁工形橫梁應(yīng)為整體軋制成形，推薦的工形橫梁高度為120mm寬度為90mm在伸縮裝置最大工作寬度時(shí)，工形橫梁應(yīng)視需要在支承處設(shè)置成對 的豎向加勁肋，肋板厚不應(yīng)小于12mm豎向加勁肋與梁的翼緣板焊

17、接時(shí)，應(yīng)將加勁肋切出不大于5倍腹板厚度的斜角。8.4.3伸縮裝置的承重機(jī)構(gòu)應(yīng)通過2設(shè)計(jì)荷載的靜載計(jì)算、疲勞驗(yàn)算和剛度計(jì)算，滿足 3容許應(yīng)力和4容許撓度的規(guī)定。8.5位移傳動機(jī)構(gòu)伸縮裝置的位移傳動機(jī)構(gòu)宜采用以彈性元件為主的位移傳動機(jī)構(gòu)。彈 性元件應(yīng)通過2設(shè)計(jì)荷載的計(jì)算，滿足3設(shè)計(jì)容許應(yīng)力的規(guī)定。8.6檢查通道和平臺位移量大於320mm的伸縮裝置，應(yīng)在橋梁中設(shè)計(jì)專門的檢查通道和位 于伸縮裝置下方的檢查維修平臺。8.7易損件的更換伸縮裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)能方便的更換如密封帶、彈性元件、緊固件等零部 件。8.8中、邊梁異型鋼接長8.8.1新建橋梁的伸縮裝置長度小于 12m的，其模數(shù)式多縫中、邊梁 異型鋼、單縫

18、異型鋼不得進(jìn)行工廠及工地的接長；整體梳齒板式伸縮裝置也不得進(jìn)行工廠及工地的接長。8.8.2 新建橋梁的長度大于12m或舊橋換縫的伸縮裝置，異型鋼可以接長，但接頭應(yīng)錯(cuò)開，間距應(yīng)大於300mm并且所有接頭不應(yīng)設(shè)在行車道內(nèi)。8.9焊縫8.9.1栓釘與異型鋼的 T形焊接，焊縫應(yīng)能承受栓釘抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 的拉力作用。8.9.2錨筋與異型鋼（錨板）的搭接焊接，焊縫應(yīng)能承受錨筋抗拉強(qiáng) 度標(biāo)準(zhǔn)值相應(yīng)的剪力作用。8.9.3錨板與異型鋼的 T形焊接，焊縫應(yīng)能承受錨板抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 的拉力作用。8.9.4中梁異型鋼與橫梁的焊接，宜采用棱形塊與中梁和橫梁的焊接 連接，焊縫長度應(yīng)通過計(jì)算確定，并布置為全熔透的圍焊。8.

19、9.5角焊縫的焊腳邊比例為1： 1,表面應(yīng)做成凹形或直線形。8.10螺栓連接應(yīng)采用高強(qiáng)度螺栓摩擦連接。高強(qiáng)度螺栓應(yīng)符合GB/T 1228-1991鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓。8.11表面處理8.11.1伸縮裝置表面處理應(yīng)遵照J(rèn)T/T 722公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件的規(guī)定，依伸縮裝置所在地的腐蝕環(huán)境類別（附錄A）、保護(hù)年限（建議為普通型）選用涂層體系。8.11.2涂裝前應(yīng)作好鋼材表面的清洗和除誘，經(jīng)過噴丸（砂）后表面必須達(dá)到GB/T 8923-1988涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級中的 Sa2.5 級標(biāo)準(zhǔn)，方可進(jìn)行噴涂。8.11.3 伸縮裝置與混凝土相接觸的表面嚴(yán)禁噴鋁、鍍鋁、浸鋁處理。 亦不得噴刷面漆和中間漆。8.11.4 伸縮裝置與空氣相接觸的表面宜進(jìn)行噴（鍍、浸）鋅（鋁）處理后再噴面漆的雙重保護(hù)。8.12安裝槽填料（僅限于混凝土）8.12.1安裝槽填料全部為混凝土?xí)r其強(qiáng)度等級應(yīng)大于橋面鋪裝混凝 土，并且不應(yīng)低于C40（纖維混凝土）。8.12.2 安裝槽深度大于 250mm時(shí)填料可分為一種-全混凝土，也可為二種-安裝槽下部為混凝土，強(qiáng)度等級按8.12.1規(guī)定或不低于梁體混凝土強(qiáng)度等級。安裝槽上部為與橋面鋪裝相同的瀝青混凝土，厚度不宜小于70mm8.12.3 安裝槽混凝土采用干硬性混凝土或摻加膨脹劑（如鋁粉）的微 膨