浅谈桥梁伸缩缝的设计计算与选型
浅谈解决桥梁伸缩缝问题的有效方法

浅谈解决桥梁伸缩缝问题的有效方法1 引言桥梁伸缩装置设计选型应考虑的主要因素有桥梁设计荷载等级、所处的地理位置、结构形式,伸缩装置结构特点、适用范围、平整度、排水及防水性能,桥梁施工条件及施工质量保证措施,伸缩装置的可维修性和经济性。
2 桥梁伸缩缝存在的问题随着桥梁建设的不断发展,桥梁工程师们越来越意识到采用桥梁伸缩缝所引起的缺陷。
桥梁伸缩缝在桥梁结构中直接承受车轮荷载的反复冲击作用,由于长期暴露在大气中,使用环境比较恶劣,是桥梁结构最易遭到破坏而又较难以修补的部位。
即使是防水伸缩缝,在长期使用后也会出现漏水,使得饱含盐分的水从伸缩缝里渗漏进去,加速了对主梁端部、支座和下部钢筋混凝土结构的腐蚀与损害。
长期累积的尘埃、垃圾又会填满伸缩缝的空隙,导致伸缩失效。
严重的车辆撞击将损坏伸缩缝的螺栓或使它松动,伸缩缝破损的部件又将对汽车或人员造成损害,给桥梁的管理带来许多不便。
毫无疑问,解决这些问题需要耗费大量的财力和人力,并且这些问题的存在也大大缩短了许多桥梁的使用寿命,是路桥界公认的一项技术性难题,现仍处于探讨研究中。
3 桥梁伸缩缝破坏原因分析3.1 温度变化温度的影响无疑是桥梁伸缩缝设计中的一个非常重要的因素,因温度而变化的伸缩量,应根据桥梁所在地温度变化范围和安装支座时的温度来计算。
3.2 过渡段的混凝土破坏过渡段混凝土的主要荷载为车辆轮压产生的动载,当车轮压在伸缩缝上时,其荷载通过锚固系统传递到过渡段混凝土,再传递到梁板上,并产生一定的压缩变形。
当车轮行驶过后,有一个应力释放的过程,会产生一定的拉应力,轮压越大,拉应力也越大。
而过渡段混凝土与路面之间刚柔相接又很难铺平,易产生台阶,同时过渡段与伸缩缝之间也存在不平整的问题,车辆通行振动产生的冲击力使伸缩缝装置锚固系统和过渡段混凝土受力瞬间加大,而由此产生的振动又是高频振动,锚固装置在反复动载振动下产生变形,与混凝土剥离,最终全部破坏。
如果每延米的锚固筋与预埋筋连接得越少,或采用扳弯预埋筋就位的话,则传力效果越差,所受的应力也就越大。
浅谈桥梁伸缩缝的设计计算与选型汇总-共15页

浅谈桥梁伸缩缝的设计计算与选型一、概述随着交通事业的发展,特别是高速公路、高架道路、立交桥的大量出现,道路桥梁车辆通行量的增大,车辆速度的加快,对桥梁伸缩装置的要求越来越高,就桥梁整体来说,桥梁伸缩装置不再是无足轻重的部分,它在承重、伸缩、防水等方面所具有的功能,会直接影响到桥梁的整体功能及寿命。
近年来桥梁伸缩缝的破坏成为高等级公路桥梁的一大病害,如广深高速公路刚通车几个月,就开始更换维修所有桥梁伸缩缝,极大地影响了该路正常使用,深圳市梅林至观澜高速公路通车不到一年,且交通量远远没到设计要求,而全线100%伸缩缝不同程度都遭到破坏,面临着全部更换和维修,其主要原因不外乎以下几点:设计选型不当,施工安装质量差、伸缩缝本身质量差等,因此,深圳市机场至荷坳高速公路指挥部在伸缩缝订货中特别重视,先后参观考察了全国各大生产厂家产品在广东地区的运营状况,并招集各大厂家以及国外产品代理商共聚一堂,介绍其产品性能及其运用情况,本人作为深圳市机荷高速公路设计代表参加了这次产品介绍会,并参与了该线全部桥梁伸缩缝的计算,现就综合各厂家的产品,综合这几年的设计施工谈一谈。
(一)桥梁伸缩缝的设计计算桥梁伸缩装置在设计、型式选定上,桥梁伸缩量的计算是十分重要的,影响梁体伸缩量的大小,主要有二种主要因素:气温变化引起的伸缩量(△Lt),混凝土的徐变,干燥收缩引起的伸缩量(△Lc+△Ls)。
其它如受日光照射,梁体上、下缘的温度不同而产生挠曲,梁端会发生转角变位;跨径大的梁体一侧受日光照射,也会发生一些变位;但这部分变位量一般较小,在设计上无考虑的必要,一般作为预留量和构造上的需要量考虑。
1、温度变化引起的伸缩量规定应用的温度范围(Tmin,Tmax是指使用地区的最低及最高气温),并根据安装时温度(Tset)计算梁的伸长量和收缩量。
△Lt=(Tmax-Tmin)γ·L△L+=(Tmax-Tset)γ·L△L-=(Tset-Tmin)γ·L式中△Lt ——温度变化引起的伸缩量△L+ ——温度升高引起的梁的伸长量△L- ——温度降低引起的梁的伸缩量Tmax ——设计最高环境温度Tmin ——设计最低环境温度Tset ——设置伸缩装置时温度γ——膨胀系数(钢梁为12×10-6,混凝土为10×10-6)2、混凝土徐变及干燥引起的收缩量对钢筋混凝土桥必须考虑由于混凝土的干燥收缩引起的梁的伸缩量。
浅谈公路桥梁伸缩缝设计

浅谈公路桥梁伸缩缝设计桥梁在营运过程中,伸缩缝装置是承受最大动力载荷的附件,桥面很小的不平整就会使它承受很大的冲击力,极易造成伸缩缝损坏。
由于伸缩缝装置损坏至一定程度即会引起桥面跳车,从而影响桥梁的结构安全。
需要我们在设计、施工和管理方面精心组织,从而保障公路的行车安全。
1.公路桥梁伸缩缝的原理及其形式的分析1.1伸缩缝环节是桥梁工程的整体环节的重要部分。
为了促进我国现代公路建设的发展,我们要进行伸缩缝相关环节的分析。
在实际作业過程中,影响伸缩缝的因素是很多的,比如天然温度的变化、外界的活荷载环节的影响、桥梁本身的跨度等都会不同程度的影响桥梁的位移变化,进而产生一系列的变形缝隙。
为了促进桥面表面变形环节的正常运行,我们要进行各种形式的伸缩缝的应用,确保桥梁内部各个环节的协调,这里对伸缩缝有了一种更高的要求,其需要满足桥梁轴线的相关方向的自由伸缩,并且满足施工工程的规范标准,确保其牢固性,以有利于日常交通公路建设的发展。
1.2随着现代公路建设的推动,我国的公路桥梁伸缩缝模式也在发生改变,其种类越来越多,无论是公路还是城市桥梁都有桥梁伸缩缝的影子。
从传力方式及其构造类型,我们可以进行桥梁伸缩缝的准确划分,将其分为无缝式伸缩缝、组合剪切式伸缩缝、钢制支撑式伸缩缝及其对接式伸缩缝等。
对接式的伸缩缝根据其受力特点及其构造模式,分为两个两个部分,主要是嵌固式对接形式,及其填塞式对接模式。
填塞式对接模式主要应用于相关环节的压力承载,它需要利用一些松软的物质,进行伸缩缝缝隙的填塞。
而嵌固式的伸缩缝通过对橡胶体的变形来实现桥梁压力的消除,它是利用相关钢质构件实现伸缩缝填充的。
组合剪切式伸缩缝也是一种应用相对广泛的桥梁伸缩缝,它利用橡胶带来进行外部压力的抵消,促进桥梁防水功能及其减轻外部压力功能的实现,确保对橡胶的相关弹性性质来进行实际工作的运行。
在这一环节中,它与嵌固式伸缩缝有着类似之处。
钢制支撑式伸缩缝也是一种比较常见的伸缩缝,它通过对钢制的伸缩装置的应用,实现桥梁系统的各部分的荷载的冲击力的降低,确保对桥梁伸缩变形的幅度的有效控制。
桥梁伸缩缝的设计与优化

交通世界TRANSPOWORLD收稿日期:2016-12-27作者简介:臧继贤(1981—),男,河北保定人,助理工程师,研究方向为小桥涵。
桥梁伸缩缝的设计与优化臧继贤(河北省保定市保通公路勘测设计有限责任公司,河北保定071000)摘要:在阐述桥梁伸缩缝的设计现状、重要性,以及伸缩缝类型的基础上,对桥梁伸缩缝装置型号、安装流程,装置整体结构、锚固结构与梁端部的设计进行分析和优化,从而提高桥梁伸缩缝的质量。
通过在实际工程中的应用,此设计方案能有效地满足设计要求,有利于梁体正常伸缩变形的要求。
关键词:桥梁;伸缩缝;类型;设计中图分类号:U442.5文献标识码:B0引言伸缩缝是桥梁结构中为适应材料温度胀缩特性及梁体的挠度转角而设置的一种断缝,就桥梁伸缩缝而言,缝宽可从几厘米到十几厘米。
在行车条件下,车轮与缝宽两侧梁体的作用,不仅会对梁体及车轮产生巨大冲击力,减少其使用寿命,同时也会大大降低行车舒适性,并影响使用者的舒适指数。
1桥梁伸缩缝的设计现状及其重要性1.1伸缩缝的设计现状(1)伸缩缝的设计不科学个别桥梁工程施工来源于经验或几个技术人员的临时决定,而这就很容易忽视对伸缩缝本身材质、尺寸与规格的研究,做出来的设计难以和伸缩缝的实际状况相符合,造成设计脱离了实际,导致后续切槽等工作存在着严重的返工现象。
(2)切槽施工设计缺乏监督一般而言,切槽必须使沥青平整,且要结合实际情况,结合开槽的宽度和施工设计综合考虑。
但现行施工中,多半是照搬设计图纸,忽视后续的开槽宽度,而且在实施加水切或实施干切后,施工人员没有将遗留下的灰粉清理干净,为施工质量留下了安全隐患。
1.2伸缩缝设计的重要性在桥梁正式通车以后,由于受到天气等因素影响,桥梁容易受到热胀冷缩的作用,使其梁体发生变化,造成或多或少的梁端移位。
而要想车辆在行车的时候保持平稳,就必须设置桥梁的伸缩缝。
(1)保证行驶车辆的安全性桥梁伸缩缝可以保证车辆的平稳舒适性,有效减少交通事故的发生。
桥梁伸缩缝设计原理与施工要点

桥梁伸缩缝设计原理与施工要点桥梁伸缩缝是连接桥梁主体和附属构件的重要部位,其设计和施工质量直接影响桥梁使用寿命和安全性能。
本文从设计原理和施工要点两个方面进行探讨,为大家揭示桥梁伸缩缝的神秘面纱。
一、设计原理1.1 伸缩缝的作用桥梁在使用过程中由于物理因素的影响会发生温度变化、沉降等现象,而伸缩缝能够具有一定的伸缩位移,使得桥梁在进行变形时不会对附属构件造成破坏,保证桥梁安全运行。
1.2 设计要求(1)根据桥梁的结构类型、应力状况等因素,合理设置伸缩缝数量和位置,确保桥梁在进行正常运行时不产生过大的应力。
(2)选用适当的伸缩缝材料,要能够满足桥梁的伸缩变形,同时具有良好的抗拉、抗压等力学性能。
(3)设计伸缩缝的尺寸和形状,要能够满足桥梁变形的需要,同时又不能影响桥梁的正常使用和外观美观。
1.3 设计流程(1)方案设计,在确定桥梁结构类型、跨径等参数的基础上,采用伸缩缝模型进行计算并预判应力变化情况。
(2)材料选用,结合桥梁的使用环境、预计总体寿命等因素,选用适当的材料来保证伸缩缝的性能。
(3)尺寸和形状确定,根据实际测量数据和计算结果来确定伸缩缝的尺寸和形状,保证在桥梁伸缩变形时,伸缩缝的尺寸和形状不会造成应力集中,确保桥梁的安全性和美观度。
二、施工要点2.1 施工前准备(1)制定合理的施工方案,包括施工流程、人员配备、安全措施等。
(2)对施工现场进行细致的勘察和测量,在桥梁主体上进行标注和测量,确定伸缩缝的尺寸和形状。
2.2 施工材料(1)材料规格要求精准,选材具有一定抗拉度和抗压力能力。
(2)泥浆、砂浆要求质地均匀、粘结力强,以免影响后期工作。
2.3 施工步骤(1)桥梁表面清理,除去水泥油污物。
(2)根据设计要求,在桥梁表面铺设防渗透保护层。
(3)按照设计要求铺设钢板,钢板布局要保证在桥梁使用过程中具有足够的伸缩能力。
(4)安装合适的伸缩缝收口板,并在板边四周填充符合规范的丙烯酸橡胶。
(5)最后在缝隙处填充聚合物混凝土以达到防止渗漏的目的。
浅析公路桥梁伸缩缝施工技术

浅析公路桥梁伸缩缝施工技术公路桥梁伸缩缝是连接不同长度的桥梁构件,并能够吸收桥梁在使用过程中所产生的变形和位移,起到减小桥梁结构的影响和延长桥梁使用寿命的重要作用。
随着我国交通基础设施建设的不断发展,对于公路桥梁伸缩缝的施工技术也提出了更高的要求。
本文将从伸缩缝的作用原理、施工工艺和施工注意事项等方面进行浅析,以期为相关行业人士提供一定的参考和借鉴。
一、伸缩缝的作用原理伸缩缝是指桥梁中设置的可以伸缩变形的缝隙,主要用于连接不同长度的桥梁构件,并能够吸收桥梁在使用过程中所产生的变形和位移。
其作用原理主要包括以下几个方面:1. 应力分散:伸缩缝可以在桥梁横向伸缩时分散应力,使得桥梁受力更加均匀,减小了结构的变形和裂缝的产生。
2. 吸收变形:在桥梁使用过程中,由于温度、车辆荷载等因素的影响,桥梁会产生一定的变形和位移,伸缩缝可以通过伸缩变形来吸收这些变形和位移,起到保护桥梁结构的作用。
3. 减小振动:桥梁在使用过程中会受到来自荷载和风力等影响而产生振动,伸缩缝可以缓冲这些振动,减小对桥梁结构的影响。
通过上述作用原理的分析可以看出,伸缩缝在公路桥梁中具有非常重要的作用,因此在施工过程中需要特别注意技术细节,以确保其良好的性能和使用寿命。
二、施工工艺1. 材料选择:伸缩缝的材料选择非常重要,一般情况下可选用橡胶、金属和聚氨酯等材料。
橡胶材料具有较好的伸缩性能和耐用性,金属材料则具有较好的强度和稳定性,而聚氨酯则具有良好的抗老化性能。
根据具体的桥梁设计和使用条件,选择合适的伸缩缝材料非常重要。
2. 设计选型:根据实际桥梁的长度、跨度和使用条件等因素,需要合理设计伸缩缝的选型和布置方案。
一般来说,大型桥梁可以采用可伸缩式伸缩缝,小型桥梁可以采用橡胶伸缩缝或金属伸缩缝,同时需要考虑伸缩缝的密封性和防水性等方面的设计要求。
3. 安装施工:伸缩缝的安装施工需要专业的技术团队和设备,对于大型桥梁来说,涉及到的工程量较大,需要施工方按照设计要求和标准进行施工管理,确保伸缩缝的安装质量和使用性能。
浅析桥梁伸缩缝施工设计

浅析桥梁伸缩缝施工设计
的重要环节,因此,桥梁伸缩缝的施工工艺和施工控制一直是工程技术人员十分关注的问题。
文章就对公路桥梁伸缩缝的施工工艺和施工质量控制等方面进行分析总结。
关键词】桥梁伸缩缝;施工工艺;质量控制
1 桥梁伸缩缝的种类与跳车的原因分析
桥梁伸缩缝有不同的结构,根据伸缩量大小分为不同的规格,根据公路等级、交通量、行车舒适度来选择不同种类的伸缩缝,以满足经济、适用、可靠、耐久的要求。
伸缩缝从其构造上可分为:梳形钢板伸缩缝、橡胶伸缩缝、模数式伸缩缝、填充式伸缩缝和无纺布伸缩缝等,它们的造价大不相同,适用范围不同,耐久性也不相同,因此,如何选择合适的伸缩缝是伸缩缝设计的重点。
虽然不同结构的伸缩缝都能满足适当行车条件的使用要求,但施工质量对其使用效果有着决定性的影响。
产生跳车的原因大致有以下几点:
1.1 设计不周
在伸缩缝设计过程中往往只注重计算桥梁的伸缩量,并以此进行选型,而对伸缩装置的性能了解不全面,忽视了对产品的相应技术要求。
如果伸缩装置本身构造刚度不足,锚固的构件强度不足,不可避免地过早损坏。
另外设计时也在对梁端部未能慎重考虑,对伸缩缝附近的砼未采用高标号砼,在反复荷载作用下,导致梁端破损而引起伸缩装置失灵。
或者有时变形量计算不恰当,未能充分考虑各种因素的影响,采用了过大或过小。
概述桥梁伸缩缝设计选型要点

概述桥梁伸缩缝设计选型要点作者:杨昊捷来源:《城市建设理论研究》2013年第15期摘要:伸缩缝虽在桥梁结构中属附属设施,但是一旦损坏,对桥梁的使用性能及通车能力都会带来较大影响,营运和维护成本均会增高。
因此伸缩缝在设计上首先要强调选型及设置要点。
关键词:桥梁;伸缩缝;选型:设置中图分类号:U445 文献标识码: A 文章编号:1桥梁伸缩装置的选型面对如此繁多的伸缩缝种类,必须根据桥梁类型、伸缩量为依据,综合平整性、耐久性、防水性、排水性、经济性及施工和维修便利等来决定。
合理选择伸缩缝型式是保证伸缩缝尽可能与桥梁结构具有相近寿命的一个基本条件。
选择伸缩缝需考虑的因素主要有:1)耐久性。
伸缩缝考虑耐久性时,必须根据公路的性质判断其耐久年限,因为对伸缩缝来说之所以容易破坏,一般情况并不是大交通量,而是重型车辆,因此重型车辆交通量大的高速公路,国家或省级交通干线等,有必要选择耐久性好的伸缩缝,通常采用钢制型式和采用整体成型异型钢材组合的模数式伸缩装置。
2)平整性。
平整性也可以作为耐久性来考虑,一般来说,在施工时,慎重仔细的控制组装的精度,牢固的固定,并采用先整体施工桥面,后切割桥面体,再安装伸缩装置的后嵌作法,就可以达到平整性良好的目的。
3)排水性和防水性。
目前我省所用的伸缩装置大多是无排水装置的。
为保证其防水性,合理的进行初始压缩和充分的捣实两侧混凝土是极为重要的,为使条式橡胶密封带与钢材紧密联接,可以用粘质材料以提高其防水性能。
2公路桥梁伸缩缝设置的要点2.1从设计角度设置伸缩缝2.1.1原因(1)设计人员对装置性能和产品技术要求了解不充分,没有综合考虑温度等外界影响因素,使得伸缩缝的计算数据失真,进而影响伸缩缝的正确选型;(2)铺设后浇混凝土的时候,位于伸缩缝装置过渡段的混凝土,无论是强度、密实度,还是配合比都不符合规定要求;(3)埋设于混凝土铺装层中的桥梁伸缩装置锚固件,仅有一小部分和主梁、桥台的锚固连接,在荷载超标运输工具的影响下,可能造成伸缩装置焊接位置断裂,从而使得混凝土失去粘结的性能;(4)桥面的翼板厚度不足,在运输工具高荷载作用下,难以承受面板变形的荷载力,使得伸缩装置被压坏;(5)伸缩装置的排水和防水功能不达标,渗入的水可能腐蚀锚固件和支座。
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浅谈桥梁伸缩缝的设计计算与选型一、概述随着交通事业的发展,特别是高速公路、高架道路、立交桥的大量出现,道路桥梁车辆通行量的增大,车辆速度的加快,对桥梁伸缩装置的要求越来越高,就桥梁整体来说,桥梁伸缩装置不再是无足轻重的部分,它在承重、伸缩、防水等方面所具有的功能,会直接影响到桥梁的整体功能及寿命。
近年来桥梁伸缩缝的破坏成为高等级公路桥梁的一大病害,如广深高速公路刚通车几个月,就开始更换维修所有桥梁伸缩缝,极影响了该路正常使用,市梅林至观澜高速公路通车不到一年,且交通量远远没到设计要求,而全线100%伸缩缝不同程度都遭到破坏,面临着全部更换和维修,其主要原因不外乎以下几点:设计选型不当,施工安装质量差、伸缩缝本身质量差等,因此,市机场至荷坳高速公路指挥部在伸缩缝订货中特别重视,先后参观考察了全国各大生产厂家产品在地区的运营状况,并招集各大厂家以及国外产品代理商共聚一堂,介绍其产品性能及其运用情况,本人作为市机荷高速公路设计代表参加了这次产品介绍会,并参与了该线全部桥梁伸缩缝的计算,现就综合各厂家的产品,综合这几年的设计施工谈一谈。
(一)桥梁伸缩缝的设计计算桥梁伸缩装置在设计、型式选定上,桥梁伸缩量的计算是十分重要的,影响梁体伸缩量的大小,主要有二种主要因素:气温变化引起的伸缩量(△Lt),混凝土的徐变,干燥收缩引起的伸缩量(△Lc+△Ls)。
其它如受日光照射,梁体上、下缘的温度不同而产生挠曲,梁端会发生转角变位;跨径大的梁体一侧受日光照射,也会发生一些变位;但这部分变位量一般较小,在设计上无考虑的必要,一般作为预留量和构造上的需要量考虑。
1、温度变化引起的伸缩量规定应用的温度围(Tmin,Tmax是指使用地区的最低及最高气温),并根据安装时温度(Tset)计算梁的伸长量和收缩量。
△Lt=(Tmax-Tmin)γ·L△L+=(Tmax-Tset)γ·L△L-=(Tset-Tmin)γ·L式中△Lt ——温度变化引起的伸缩量△L+ ——温度升高引起的梁的伸长量△L- ——温度降低引起的梁的伸缩量Tmax ——设计最高环境温度Tmin ——设计最低环境温度Tset ——设置伸缩装置时温度γ——膨胀系数(钢梁为12×10-6,混凝土为10×10-6)2、混凝土徐变及干燥引起的收缩量对钢筋混凝土桥必须考虑由于混凝土的干燥收缩引起的梁的伸缩量。
对预应力混凝土桥则必须考虑由于混凝土的徐变及干燥收缩所引起的梁的收缩量。
求干燥收缩量要换算成温度下降量。
徐变变形量是根据持续应力作用在桥体上时,由持续应力所产生的弹性变形量乘以徐变系数来求得。
根据我国《公路桥涵设计通用规》第2.2.4条规定,混凝土的收缩影响可作为温度的额外降低考虑。
如对于整体浇筑的混凝土结构的收缩影响,对于一般地区相当于温度降低20℃。
安装伸缩缝装置的时期,通常也就是徐变及干燥收缩以某种程度进行的时期,如能确切把握这段时期,则在设计时予以考虑是有利的。
这种情况下,如果把混凝土的徐变及干燥收缩从某一时间算起的收缩量和从开始算起的全部收缩量之比作为递减系数(β),那么由某一龄期算起的残余收缩量可以用全部收缩量乘上递减系数(β)来求得。
△Ls=△t×γ×L×β△Lc=δρ/Ee×φ×L×β式中△Ls ——由于干燥收缩引起的梁的收缩量△Lc ——由于徐变引起的梁的收缩量Ee ——混凝土的弹性模量(33000MPa)δρ——由于预应力等引起的平均轴向应力φ——混凝土的徐变系数(一般φ=2.0)β——徐变、干燥收缩的递减系数(见表一)混凝土徐变、干燥收缩的递减系数--表一3、简易估算法伸缩量原则上是按照现场条件计算,计算时比较复杂,因此除特别寒冷地区,特别设计外,均可采用简易估算法,在简易估算法中,在温度变化取10%的多余值(见表二)伸缩量简易估算表表二β—混凝土徐变、干燥收缩的递减系数,L—伸缩梁长,以米计。
4、算例每林至观澜高速公路大发埔互通立交2号匝道桥。
结构形式:钢筋混凝土连续梁(17+2×21+17m)。
伸缩梁长:全桥仅在桥台处设缝,支座均为纵向活动支座,墩高相等,因此取伸缩零点为桥中,即伸缩梁长=(17+2×2+17)=38m。
温度变化:△t=-5℃~+40℃混凝土线胀系数:γ=0.00001混凝土干燥收缩递减系数:β=0.4(混凝土浇筑后三个月安装)混凝土弹性模量 Ec=330000MPa干燥收缩按降温20°计算(根据《公路桥涵设计通用规》第2.2.4条—取定)。
伸缩缝安装定位时的温度规定20℃计算:①由温度变化产生的位移量△Lt=(Tmax-Tmin)·γ·L=[40-(-5)]×0.00001×38000=17.1mm20℃安装伸缩装置时,安装后的伸长量△L+=(Tmax-Tset)·γ·L=(40-20)×0.00001×38000=7.6mm安装后的缩短量△L-=(Tset-Tmin)·γ·L=[20-(-5)]×0.00001×38000=9.5mm②由于混凝土干燥收缩产生的位移量△Ls=△T·γ·L·β=20×0.00001×38000×0.4=3.04mm③由于混凝土徐变产生的位移量钢筋混凝土结构不计由以上计算所得总伸缩量为:△L=△Lt+△Ls=17.1+3.04=20.14mm④用简易计算法计算△L=(0.44+0.2×β)×L =(0.44+0.2×0.4)×38 =19.76mm40℃修正量0.055×L/3=0.55×38/3=0.7mm总计△L=19.76+0.7=20.46mm通过以上两种方法计算,其结果基本一致,因此对于一般桥梁设计推荐采用简易计算法。
二、桥梁伸缩缝的选型计算完成后,接着要根据伸缩量对伸缩装置选型,而所选的伸缩装置是否合理直接影响到桥面的平整和美观性,行车的舒适性,桥梁结构的耐久性等,为之,作为桥梁的整体,它是不可忽视的一个部分,因此,在设计中有必要选一种理想的伸缩装置,以其达到满足桥梁使用要求。
然而,国外生产伸缩缝厂家较多,其产品型号、性能、质量各不相同,因此,真正选一种比较合适的伸缩装置较难,现将本人所掌握的资料综合各厂家产品谈一谈,以供大家选择伸缩缝参考。
目前,国桥梁伸缩装置较多使用以下类型:组合伸缩装置;板式橡胶伸缩装置;埋设式伸缩装置。
(一)组合伸缩装置1、大位移量伸缩装置这种装置构造简单,伸缩性能好,具有机械和自然性能,该装置橡胶条机械物理性能和小位移伸缩缝一样。
这种伸缩缝由几个相同模数组成,在伸缩量大或小的时候,只要换去支承梁的长度,增加或减少橡胶条和型钢,就可组成不同伸缩量的伸缩装置,目前这类伸缩装置种类较多,但一般都存在一个主要问题,即施工安装优劣直接影响到伸缩装置的使用。
现将国外几种大位移量伸缩装置主要性能列表如下,以供参②主要性能国外大位移量伸缩装置主要性能2、小位移量伸缩装置这种伸缩装置是一种由两条钢梁嵌装橡胶条组成的机械系统,粘结桥梁与伸缩装置的是由合成弹性体及混合填料组成的材料。
这种类型的伸缩缝目前国有两家厂生产,中外合资常熟沃森、波曼生产SE-300~500;EFE-400系列,交通部新津筑路机械厂生产BEJ系列,机荷高速公路东段桥梁大部分选用BEJ系列,现就BEJ的特点性质介绍如下:①特点:BEJ伸缩缝主要由三种材料组成:1、树脂混合物;2、钢梁;3、EPDM伸缩嵌条。
BEJ伸缩缝可适用大围的平面位移和剪切,并能在垂直方向实现一定的位移,所以能适合于众多的桥面系统,以及各种不同横断面的桥面和各种不同形状的防护栏。
BEJ伸缩缝可在现场由熟练的操作工人进行安装,安装施工非常简便。
②性能:Britflex树脂混合物,这种树脂是弹性的,比普通的环氧树脂和胶结性水泥材料牢固,更不易破坏,不管是在夏季还是在冬季,安装都能很快地粘结固化,并在浇注三小时后开放交通。
这种材料不仅具有弹性,同样也具有很高的硬度,并且非常耐磨,具有很高的软化温度,即使在最炎热的天气里也不会软化,其弹性使它在与各材料粘结后,不会收缩开裂。
不受桥面和其它联接材料的不同热膨胀系数的影响的全围可靠的粘结,使车辆通过时轮胎的压力扩散到一个较宽的区域,从而有效地防止机械联接局部疲劳而引起的破坏。
该材料具有很高的塑性,在20℃时其拉伸延伸率为275%,即使在-15℃时它也还具有200%的延伸率。
③钢梁:是一种挤压成型的复杂截面钢梁,由低炭钢制成,在生产制作阶段已作了防腐处理,在防护栏等曲面处可以容易作到与防护栏一致。
钢梁可用焊接方式加工成任意长度,从而安装时使伸缩缝与桥面拱度一致。
焊接部位在浇注树脂混合料时被树脂保护起来,暴露部分也由于车轮的磨擦而使其免受腐蚀。
④EPDM伸缩嵌条:该嵌条具有最好的强度、弹性和耐老化性能,最重要的是嵌条能使车辆通过时平滑过渡,不会产生跳车现象而影响行车舒适性。
(二)板式橡胶伸缩装置该种伸缩装置最初应用时首先存在的一个显著问题是使用周期短,易老化,橡胶体本身存在抗老化耐低温问题,目前国厂家生产的橡胶体一般都选用氯丁胶和三元乙丙胶,基本解决了这个问题,然而由于锚固等原因出现橡胶条弹跳,引起周围混凝土破坏分离问题非常严重。
根据梅林至观澜高速公路运用情况,100%出现上述情况,因此,建议高等级公路尽可能少用或不用板式橡胶伸缩缝。
(三)埋入式伸缩缝(无缝伸缩缝)该缝是以具有防水性能以及具有与其衔接铺装相同磨损性能的铺装材料作为主要材料的伸缩装置。
目前国主要有TST无缝伸缩缝,WABO系列无缝伸缩缝,其主要特点:1、安装迅速——本伸缩装置不仅可在新建桥上应用,也可在维修更换旧伸缩缝时使用,其安装速度快,数小时后即可通车。
2、行车平稳——由于本伸缩缝由特殊的混合弹性材料组成,无间隙接口,完全依靠弹性材料的流动,填平构件中碎石及进行间隙调整,从而提供了一个可变形、光滑、防水的伸缩缝接头。
因此,彻底避免了以往伸缩缝的跳车现象,确保行车平稳。
3、施工简单——由于本伸缩缝结构合理,免除了锚固和部件的移动带来的麻烦,不仅施工方便,也降低了施工成本。
4、防水性佳——本伸缩装置应用的弹性材料本身具有防水功能,且有极高的粘合性,可确保与桥面铺装层粘结,不会产生裂口,从而达到防水效果。
无缝伸缩缝适宜应用在伸缩位移50mm以下的中小型桥梁。
无缝伸缩缝在国外应用较多,目前在用较少,处于试用阶段,随着时间的推移,如果在国试用可行的话,在中小型桥梁设计中,应当首推无缝伸缩缝。