1.引言

        橋梁伸縮裝置是連接梁與路(或梁)的重要構(gòu)件，它長期暴露在大氣中，直接承受車輪荷載的反復(fù)沖擊，既影響車道的平整度，又容易損壞難以修補。特別是在設(shè)計、施工上稍有缺陷或不足，就會引起伸縮裝置的早期破壞。目前，橋梁伸縮縫問題仍在探索研究中，為了改善路面和橋面平整度，使行車舒適安全，除了改變橋型加大孔聯(lián)長度減少伸縮逢數(shù)量外，還應(yīng)在伸縮逢的設(shè)計選型、材料以及施工質(zhì)量加以足夠重視。

        2.橋梁伸縮裝置的功能及分類

        橋梁伸縮裝置又簡稱為伸縮縫，主要由傳力支承體系和位移控制體系組成，它的主要功能一是將車輛垂直和水平荷載通過支承結(jié)構(gòu)傳遞到梁體，二是適應(yīng)橋梁縱、橫位移的變化和梁端翹曲發(fā)生的轉(zhuǎn)角變化。按使用的材料和用途，伸縮逢可分為純橡膠式、板式、組合式橡膠伸縮逢和模數(shù)式伸縮逢。板式伸縮裝置的伸縮體由橡膠、鋼板或角鋼組成，適用于伸縮量≤60mm以下的普通橋梁；組合式伸縮裝置的伸縮體由橡膠板和鋼托板組合而成，適用于伸縮量≤120mm的普通橋梁；模數(shù)式伸縮逢伸縮體采用整體成型的異形鋼材制成，由邊梁、中梁、橫梁、位移控制系統(tǒng)、密封橡膠帶等構(gòu)件組成，適用于各種彎、坡、斜、寬橋梁。模數(shù)式伸縮裝置可按一定模數(shù)任意組拼，從80mm的單縫到1200mm的多縫，當(dāng)伸縮量≥1200mm時，可按設(shè)計要求在工廠加工制造。

        3.設(shè)計選型應(yīng)考慮的因素

        橋梁伸縮裝置設(shè)計選型應(yīng)考慮的主要因素有橋梁設(shè)計荷載等級、所處的地理位置、結(jié)構(gòu)形式，伸縮裝置結(jié)構(gòu)特點、適用范圍、平整度、排水及防水性能，橋梁施工條件及施工質(zhì)量保證措施，伸縮裝置的可維修性和經(jīng)濟性。

        4.影響伸縮裝置伸縮量的基本因素

        4.1溫度變化

        溫度變化是影響橋梁伸縮量的主要因素，它分為線性溫度變化和非線性溫度變化，其中線性溫度變化對橋梁伸縮量影響占據(jù)主導(dǎo)地位。橋梁結(jié)構(gòu)在外界特定溫度環(huán)境，梁體內(nèi)部溫度分布不均勻，梁體端部在材料熱性能的變化下產(chǎn)生角變位。對跨徑小的橋梁（L≤8m），線膨脹系數(shù)很小，可不予考慮；對大跨徑橋梁，設(shè)計時必須引起足夠重視。一般設(shè)計時線膨脹系數(shù)可按下表數(shù)據(jù)參考選用：

                    溫度變化范圍及線膨脹系數(shù)

        橋梁種類 溫度變化范圍 線膨脹系數(shù)

        一般地區(qū) 寒冷地區(qū)

        鋼筋混凝土橋 5ºC~+35ºC -15ºC~+35ºC 10×10-6

        鋼橋 -10ºC~+40ºC -20ºC~+40ºC 12×10-6

        組合鋼橋 -10ºC~+50ºC -20ºC~+40ºC 12×10-6

             

        4.2混凝土的收縮和徐變

        混凝土的收縮、徐變是混凝土構(gòu)件本身所固有的屬性，也是一種隨機現(xiàn)象�；炷�土的配合比、水灰比、塌落度、水泥品種、溫度、相對濕度、混凝土的加載齡期、持荷時間和強度等對混凝土收縮、徐變影響很大。鋼筋混凝土橋和預(yù)應(yīng)力混凝土橋均需考慮其收縮和徐變。徐變量按梁在預(yù)應(yīng)力作用下彈性變形乘以徐變系數(shù)ф=2求得；收縮量以溫度下降20ºC來換算。在安裝伸縮逢時，收縮和徐變已經(jīng)發(fā)展到一定程度，計算時應(yīng)以安裝時刻為基準(zhǔn)，對混凝土收縮和徐變量加以折減。其折減系數(shù)ß可參考下表選�。�

                      收縮、徐變折減系數(shù)

        齡期（月） 0.25 0.5 1 3 6 12 24

        收縮、徐變折減系數(shù)ß 0.8 0.7 0.6 0.4 0.3 0.2 0.1

        4.3橋梁縱向坡度

        縱坡橋梁中活動支座通常作成水平的，當(dāng)支座位移時，伸縮縫不僅發(fā)生水平變位，而且發(fā)生垂直錯位（Δd），其值等于水平位移值乘以縱坡tgθ。

        4.4斜橋、彎橋的變位

        斜橋、彎橋在發(fā)生支承位移方向的變位（ΔL）時，沿橋端線和垂直于橋端線方向也發(fā)生變位，即：

        Δd=ΔL•SINα     ΔS=ΔL•COSα

        式中，α ----傾斜角，ΔL ----伸縮量

        4.5各種荷載引起的橋梁饒度

        橋梁在活載、恒載的作用下，端部發(fā)生角變位，使伸縮裝置產(chǎn)生垂直、水平及角變位，如果梁體比較高，還會發(fā)生震動。

　　　 4.6地震

        地震對伸縮裝置變位的影響較為復(fù)雜，目前還難以把握，設(shè)計時一般不予考慮，但有可靠的資料，能計算出地震對橋梁墩臺的下沉、回轉(zhuǎn)、水平移動及傾斜量時，設(shè)計時應(yīng)給予考慮。

        5.橋梁伸縮量的計算

        5.1溫度變化引起的伸縮量

        計算公式：ΔLt=（Tmax-Tmin）•α•L

        ΔLt+=(Tmax-Tset)•α•L

        ΔLt-=(Tset-Tmin)•α•L

        式中：ΔLt-----溫度變化的伸縮量；

        ΔLt+ -----溫度變化的伸長量；

        ΔLt- -----溫度變化的縮短量；

        Tmax ------設(shè)計最高溫度；

        Tmin ------設(shè)計最低溫度；

        Tset ------安裝溫度；

        α --------線膨脹系數(shù)；

        L --------伸縮梁長度。

        5.2混凝土徐變及收縮引起的伸縮量

        徐變引起的伸縮量公式：ΔLc=(бp/Ec) •Ф•β•L

        收縮引起的伸縮量公式：ΔLs=20×10-5 •L•β

        式中：ΔLc -----混凝土徐變的伸縮量；

        ΔLs -----混凝土收縮引起的伸縮量；

        σp -----預(yù)應(yīng)力混凝土的平均軸應(yīng)力；

        Ec   -----混凝土的彈性模量；

        φ   -----混凝土的徐變系數(shù)；

        β   -----混凝土收縮、徐變折減系數(shù)。

        6.簡例

        某預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，梁長40m；溫度變化范圍-4。C ~

        +42。C；線膨脹系數(shù)α=10×10-6；收縮應(yīng)變ε=20×10-5；徐變系數(shù)φ=2.0；收縮、徐變折減系數(shù)β=0.6；預(yù)應(yīng)力混凝土的平均軸向應(yīng)力σp=80kg/cm2；混凝土彈性模量Ec=3.4×105kg/cm2安裝溫度20οC。

        伸縮量計算：

        1、溫度變化：

              ΔLt=（Tmax-Tmin）•α•L

                    =46×(10×10-6)×40000

                    =18.4mm    

        ΔLt+=(Tmax-Tset)•α•L

          =22×(10×10-6)×40000

          =8.8mm

        ΔLt-=(Tset-Tmin)•α•L

          =24×(10×10-6)×40000

          =9.6mm

        2、徐變：

        ΔLc=(бp/Ec) •Ф•β•L

          =(80/340000) ×2×0.6×40000

          =11.3mm

        3、收縮：

        ΔLs=20×10-5 •L•β

          =20×10-5×40000×0.6

          =4.8mm

        故 伸縮量ΔL=18.4+11.3+4.8=34.5mm

          梁伸長量=8.8mm

          梁的縮短量=9.6+4.8+11.3=25.7mm，可視為初始壓縮量為25.4mm。

        值得注意的是，在選用伸縮裝置時，對伸縮量一般須考慮一定的安全儲備（30%左右），保證伸縮裝置使用效果和耐久性，此例初始壓縮量可取34mm。

        7.施工安裝

        伸縮裝置施工安裝質(zhì)量是保證伸縮縫裝置使用效果和耐久性好壞的最后環(huán)節(jié)，因此，伸縮裝置安裝前應(yīng)根據(jù)安裝溫度調(diào)整好伸縮裝置間隙，嚴格按照施工圖進行安裝作業(yè)。現(xiàn)以模式橋梁伸縮裝置為例，談一談具體操作步驟：

        7.1開槽和預(yù)埋錨筋

        施工單位按照設(shè)計圖，在梁與梁、梁與臺處預(yù)留安裝伸縮裝置的預(yù)留槽和預(yù)埋好錨固鋼筋，錨固鋼筋應(yīng)與梁端或橋臺錨結(jié)牢固并應(yīng)符合施工規(guī)范要求。（對瀝青混凝土橋面，最好先攤鋪混凝土，達到一定強度后，按設(shè)計伸縮裝置尺寸放樣，切割已攤鋪混凝土（一般深度為鋪裝層2/3左右），預(yù)留伸縮裝置預(yù)留槽。）

        7.2清洗 伸縮裝置吊裝就位前，應(yīng)將預(yù)留槽內(nèi)混凝土打毛，清洗干凈。

        7.3調(diào)直調(diào)平

        調(diào)整好裝置間隙，將裝置對準(zhǔn)橋梁伸縮逢就位，以橋面標(biāo)高、伸縮逢中心線為準(zhǔn)，進行調(diào)直調(diào)平，使伸縮逢中心線與橋梁伸縮逢中心線對正，偏差最大不能超過10mm，并保證標(biāo)高、橋面橫坡與橋面相吻合。

        7.4固定 將伸縮裝置上的錨固鋼筋與梁或橋臺上的預(yù)埋鋼筋兩則同時焊牢。

        7.5澆筑混凝土和養(yǎng)護

        再次檢查伸縮裝置的平整度（偏差不大于2mm）、中線位置、縫隙是否符合要求，經(jīng)修正后，安裝必要的摸板，按設(shè)計要求，在預(yù)留槽內(nèi)澆筑大于C30的鋼纖維混凝土，振搗密實，同時，防止混凝土滲入伸縮裝置位移控制箱內(nèi)和濺填在密封橡膠帶縫中和表面上，如果發(fā)生此現(xiàn)象應(yīng)立即清除，然后進行養(yǎng)護。

        7.6清理現(xiàn)場與開放交通 清理施工現(xiàn)場，并根據(jù)混凝土試件實測結(jié)果和現(xiàn)場施工情況，經(jīng)有關(guān)部門同意開放交通。

       

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