論無(wú)伸縮縫橋梁構(gòu)造細(xì)節(jié)及設(shè)計(jì)的影響因素

1、論無(wú)伸縮縫橋梁構(gòu)造細(xì)節(jié)及設(shè)計(jì)的影響因素摘要：公路橋梁的伸縮鍵是當(dāng)今橋梁施工和維護(hù)中的難題之一。橋梁的伸縮維長(zhǎng)期暴露在大氣中，使用環(huán)境比擬惡劣，是橋梁構(gòu)造中最易遭到破壞而又較難以修補(bǔ)的部位。橋梁伸縮鍵在設(shè)計(jì)、施工上稍有缺陷或缺乏，就會(huì)引起其早期破壞；而橋梁伸縮縫的破壞，又可能引起很大的車輛沖擊荷載，惡化行車狀況，急劇降低橋梁使用壽命。為此，本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)歷對(duì)無(wú)伸縮縫橋梁的一些影響因素進(jìn)展分析，并提出了詳細(xì)的支持結(jié)論。關(guān)鍵詞：無(wú)伸縮縫橋梁影響0引言公路橋梁的伸縮縫已成為橋梁施工和維護(hù)的難題之一。研究、設(shè)計(jì)和制造使用更好的伸縮裝置固然非常重要，但從另一方面講，如能采用無(wú)伸縮裝置的橋梁構(gòu)造，那么是

2、從根本上解決橋梁由于伸縮裝置遭受毀壞的現(xiàn)象。因此，世界各國(guó)的學(xué)者都在努力尋求最好的伸縮縫構(gòu)造，得到的結(jié)論是“最好的伸縮縫是無(wú)伸縮縫。因此，無(wú)伸縮縫橋梁應(yīng)運(yùn)而生。1無(wú)伸縮縫橋梁的構(gòu)造細(xì)節(jié)混凝土梁和鋼梁采用無(wú)伸縮縫整體式橋臺(tái)的細(xì)部構(gòu)造。這些細(xì)部構(gòu)造的圖示僅僅是一個(gè)根本骨架，還不能反映出其他設(shè)計(jì)方面的重要細(xì)節(jié)。細(xì)部構(gòu)造只是為了給初次接觸無(wú)伸縮縫橋梁的人們以一個(gè)根本的概念和印象，不可能在本文中進(jìn)展更為詳細(xì)詳細(xì)的描繪和形容，對(duì)此，我們將在以后的討論中進(jìn)一步加以闡述。但是初步理解這些細(xì)部構(gòu)造對(duì)于全面認(rèn)識(shí)無(wú)伸縮縫橋梁的性能、整體性和耐久性會(huì)有很大的幫助。2無(wú)伸縮縫橋架設(shè)計(jì)中的影響因素由于無(wú)伸縮縫橋梁的縱梁埋

3、入混凝土橋臺(tái)，上部構(gòu)造受到局部的約束，因此設(shè)計(jì)時(shí)要考慮次要荷載的影響。下文歸納總結(jié)了次要荷載的影響。2.1徐變的影響徐變引起的應(yīng)變大小取決于上部構(gòu)造的跨徑、混凝土承受荷載時(shí)的齡期、荷載的持續(xù)時(shí)間、混凝土的質(zhì)量、周圍的溫度以及混凝土構(gòu)件的形狀。本文采用隨齡期變化的有效彈性模量法分析徐變對(duì)中小跨徑、鋼-混凝土組合梁的無(wú)伸縮橋梁的影響。結(jié)果說(shuō)明徐變的存在可以減小橋臺(tái)處和墩頂處截面上緣的拉應(yīng)力，但同時(shí)也會(huì)增加鋼縱梁下緣的壓應(yīng)力(小于恒載引起的應(yīng)力的10%，不會(huì)對(duì)構(gòu)造的受力產(chǎn)生有害影響)。因此，在設(shè)計(jì)中小跨徑、鋼-混凝土組合梁的無(wú)伸縮縫橋梁時(shí)可以不考慮徐變的影響。2.2收縮的影響混凝土橋面板和鋼縱梁收縮

4、的不一致會(huì)在構(gòu)造內(nèi)部引起自應(yīng)力。此外，無(wú)伸縮縫橋梁的端部受到局部或完全的約束，導(dǎo)致收縮、徐變會(huì)在構(gòu)造內(nèi)部引起應(yīng)力。一些學(xué)者認(rèn)為收縮和徐變的作用相反，兩者可互相抵消。但本文分析說(shuō)明，收縮和徐變的作用不能完全抵消，會(huì)有余應(yīng)力存在，可能導(dǎo)致混凝土裂縫的逐漸開展，而混凝土裂縫的開展又會(huì)使得收縮應(yīng)力得到局部的減校因此在對(duì)無(wú)伸縮縫橋梁進(jìn)展分析和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮收縮對(duì)上部構(gòu)造的影響。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.2.3溫度對(duì)無(wú)伸縮縫橋梁的影響溫度的影響無(wú)疑是無(wú)伸縮縫橋梁設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的因素，但事實(shí)上正如前文所指出的那樣，對(duì)許多橋梁的應(yīng)力測(cè)試說(shuō)明，由于溫度作用而測(cè)得的應(yīng)力值要比預(yù)計(jì)的要小，分析其原因可能有兩點(diǎn)：其

5、一是混凝土由于溫度的膨脹或收縮，會(huì)產(chǎn)生徐變。徐變將使得應(yīng)力不能到達(dá)設(shè)計(jì)時(shí)所預(yù)計(jì)的程度。因此為了使理論更好地反映實(shí)際的情況，有的部門設(shè)計(jì)時(shí)考慮把混凝土的溫度彈性模量減小到動(dòng)力荷載彈性模量的1/3。其二是由于大多數(shù)混凝土構(gòu)造體積相對(duì)較大，使得它們對(duì)周圍的溫度變化比擬不敏感。AASHT美國(guó)各州公路和運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)在計(jì)算溫度變化時(shí)對(duì)此進(jìn)展了規(guī)定：必須考慮到大體積混凝土構(gòu)件或構(gòu)造內(nèi)部溫度對(duì)大氣溫度的相對(duì)滯后?；炷翗驕囟戎芷诘淖畲笾狄蠕摌虻男Ｓ捎诨炷凛^大的體積要吸收熱量，因此它的溫度不會(huì)與理論預(yù)計(jì)的一樣？這就可以從某一方面解釋，為什么這兩種材料的熱膨脹系數(shù)幾乎一樣混凝土0.00001，鋼a0.000

6、012，而鋼橋?qū)囟鹊淖兓然炷撩舾械枚唷Ｖ劣跍囟葘?duì)無(wú)伸縮縫橋梁的影響在定量上的分析還有待于進(jìn)一步的討論研究。2.4沉降的影響下部構(gòu)造的沉降會(huì)在無(wú)伸縮縫橋梁的上部構(gòu)造引起相當(dāng)大的應(yīng)力，其影響取決于橋梁的構(gòu)造特征和幾何特征，如上、下部構(gòu)造的剛度、沉降量、跨數(shù)、跨徑、臺(tái)高和支承情況等。GangaRa等人在1981年的研究中指出沉降對(duì)單跨橋梁的影響不大;對(duì)于多跨橋梁，恒載引起的沉降可通過(guò)使橋臺(tái)和橋墩所受的反力大致相等來(lái)得到解決。因此通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，無(wú)伸縮縫橋梁可以不考慮沉降的影響。2.5土壓力的影響當(dāng)上部構(gòu)造受熱膨脹時(shí)，橋臺(tái)會(huì)擠壓臺(tái)后填土引起被動(dòng)土壓力。臺(tái)后土壓力的計(jì)算存在著許多不確定性的因素，

7、如被動(dòng)土壓力的大小及其在縱向和橫向的分布。雖然被動(dòng)土壓力會(huì)在上部構(gòu)造引起軸力和彎矩，但本文的研究卻說(shuō)明土壓力的影響可以忽略不計(jì)，因此作者建議在分析和設(shè)計(jì)無(wú)伸縮縫橋梁時(shí)可以不考慮土壓力的作用。2.6樁的應(yīng)力考慮到上部構(gòu)造與整體式橋合的樁根底對(duì)縱向挪動(dòng)的抵抗作用有直接關(guān)系，在進(jìn)展無(wú)伸縮縫橋梁設(shè)計(jì)時(shí)：限制整體式橋梁的根底形式，最好做成單排的細(xì)長(zhǎng)垂直樁。限制樁型。調(diào)整H型樁弱軸方向，使之與運(yùn)動(dòng)方向一致。提供一種鉸接裝置來(lái)控制樁的撓曲。限制構(gòu)造斜交角的大校還有一些其他問(wèn)題，如：如何平衡整體式橋臺(tái)后面的主動(dòng)上壓力？是否在整體式橋合后留有自由的空間以允許溫度膨脹？如需要的話采用什么樣的細(xì)部構(gòu)造？等等。當(dāng)然這些問(wèn)題的解決，需要今后在無(wú)伸縮縫橋梁設(shè)計(jì)中不斷地進(jìn)展研究和理論。通過(guò)設(shè)計(jì)上的考慮，假如設(shè)置循環(huán)控制縫、壓力釋放縫、引道板或安排一定的施工次序等可以克制無(wú)伸縮縫橋梁的一些缺陷，但跨徑等方面的限制那么使一些設(shè)計(jì)者仍傾向于采用有伸縫橋梁。盡管無(wú)伸縮縫橋梁在美國(guó)已經(jīng)成功地建造了很長(zhǎng)時(shí)間，但至今還沒(méi)有一個(gè)比擬科學(xué)的設(shè)計(jì)理論。目前的設(shè)計(jì)方法根本上是依賴于經(jīng)歷與觀察，還沒(méi)有從根本上解決無(wú)伸縮縫橋梁有關(guān)的分析方法和構(gòu)造設(shè)計(jì)。美國(guó)大多數(shù)州確實(shí)采用了無(wú)伸縮縫整體式橋臺(tái)的橋梁，但調(diào)查研究也