橋梁設(shè)計(jì)試論橋梁伸縮縫問(wèn)題
2014-04-08 來(lái)源：土木工程網(wǎng)
1 影響伸縮量的基本因素
1.1 溫度變化
溫度變化是影響伸縮量的主要因素。由于我國(guó)幅員廣大，溫差懸殊、變差幅度各地不一，茲推薦下列數(shù)據(jù)供設(shè)計(jì)參考使用。由于溫度使橋梁內(nèi)部溫度分布不均勻會(huì)引起大跨徑橋梁端部產(chǎn)生角變位，一般跨徑比值較小，可不予考慮；大跨徑橋梁，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予考慮
1.2 混凝土的徐變和收縮
鋼筋混凝土橋及預(yù)應(yīng)力混凝土橋需考慮其徐變及收縮。徐變量按梁在預(yù)應(yīng)力作用下的彈性變形乘以徐變系數(shù)¢＝2求得。收縮量以溫度下降20℃來(lái)?yè)Q算。應(yīng)當(dāng)考慮安裝時(shí)混凝土的徐變和收縮已完成的部分，為此應(yīng)將全部徐變和收縮量乘以折減系數(shù)ß。下列ß值供設(shè)計(jì)時(shí)參考。
徐變的齡期是以施加預(yù)應(yīng)力后的時(shí)間計(jì)算，收縮是以澆筑混凝土以后到安裝時(shí)的全部齡期計(jì)算，設(shè)置伸縮裝置后施加的預(yù)應(yīng)力需另加。
1.3 各種荷重所引起的橋梁撓度
活載、恒載等會(huì)使橋梁端部發(fā)生角變位，而使伸縮裝置產(chǎn)生垂直、水平及角變位。如果梁比較高，且伴有振動(dòng)的情況，應(yīng)格外注意。
由于加寬橋面而要設(shè)置縱向伸縮裝置時(shí)，由于跨中撓度較大，還應(yīng)注意在振動(dòng)時(shí)變位隨時(shí)間變化的相位差。
1.4 地震影響使構(gòu)造物發(fā)生變位
地震對(duì)伸縮裝置的變位影響比較復(fù)雜，目前還難以把握，在設(shè)計(jì)伸縮裝置時(shí)一般不予考慮；但如有可靠資料能算出地震對(duì)橋梁墩臺(tái)的下沉、回轉(zhuǎn)、水平移動(dòng)及傾斜量時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)給以考慮當(dāng)然更好。
1.5 縱坡對(duì)變位的影響
縱坡較大的橋，通常施工時(shí)把活動(dòng)支座作成水平的，因而在支座位移時(shí)在路面產(chǎn)生了一個(gè)垂直差（△d），其值為水平位移乘以縱坡（tgθ），在變位較小的情況下可不予考慮，但對(duì)組合鋼橋變位大且縱坡也大的情況下，設(shè)計(jì)伸縮裝置的形式就應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。
1.6 斜橋及曲線橋的變位
斜橋及曲線橋在發(fā)生支承移動(dòng)方向的變位△L時(shí)，便有在橋端線方向的變位△S及垂直于橋端線方向的變位△d：
△d＝△L sinθ △S＝△L cosθ
式中：θ-傾斜角；△L-伸縮量。
把沿支座移動(dòng)方向的位移△L稱作伸縮縫，把垂直于橋梁線的位移△d稱作梁端伸縮縫。由于 平行于橋端線△S的位移而使伸縮裝置在平面上受扭，產(chǎn)生剪應(yīng)力，在設(shè)計(jì)時(shí)必須注意。同時(shí)，還應(yīng)注意支座的約束條件及墩臺(tái)形式的不同所產(chǎn)生的影響。
2 計(jì)算方法
2.1 溫變變化的伸縮量
根據(jù)當(dāng)?shù)販囟茸兓秶桶惭b支座時(shí)的溫度來(lái)計(jì)算伸縮量（△Lt）、混凝土的徐變、收縮的縮短量；其它次要因素是用一定的安全值在構(gòu)造上給以考慮，同時(shí)還應(yīng)算出由于因工時(shí)，溫度變化的修正量，一般如下計(jì)算：
實(shí)際采用的伸縮量應(yīng)考慮一定的安全值，如W型伸縮裝置，寬65mm，初壓縮量20mm。
4 對(duì)目前伸縮裝置設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)淺見(jiàn)
（1）小跨徑的中小橋（如20m以內(nèi)的）宜不設(shè)伸縮縫。支座采用固定式橡膠支座，讓墩臺(tái)的彈性變形和臺(tái)后的土抗力來(lái)抵抗溫度應(yīng)力（因變形長(zhǎng)度在10m以內(nèi)伸縮量一般在5mm以內(nèi)）。也可以在路面及橋面鋪裝攤鋪完了，再沿原縫開(kāi)一條寬2cm深3～5cm的假縫，內(nèi)填以瀝青麻絮或其他可塑性材料以防面龜裂。
?。?）中、小橋宜采用W型伸縮裝置，它具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：①伸縮體與鐵件聯(lián)接可不用膠水，而利用橡膠本身的預(yù)壓密縫防水；②構(gòu)件尺寸小，相應(yīng)材料用量省，施工方便，造價(jià)低；③溫度伸縮變形發(fā)揮像膠彈性材料性能。在外荷作用下則充分利用拱形結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。
?。?）從實(shí)踐和有關(guān)資料來(lái)看，不論W型、V型、空心板型的橡膠體都可使用。毛病不在膠體本身，而是在整個(gè)伸縮裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否合理。西德毛勒公司的伸縮裝置、近幾年應(yīng)用較多的TST伸縮裝置設(shè)計(jì)比較合理，在行車時(shí)它具有較高的剛度，在溫度變化時(shí)又變形靈活。
（4）從目前已經(jīng)施工的伸縮裝置來(lái)看，板式伸縮裝置的平整度較好，其原因是膠體內(nèi)不僅加入了足夠數(shù)量的鋼板以增加變形體的剛度，而且又有足夠數(shù)量的鉚釘使伸縮體同橋梁變形體的聯(lián)結(jié)比較牢固，不至于象原來(lái)空心板橡膠伸縮縫那樣易于脫出。而且改善了施工工藝，注意到施工時(shí)的安裝溫度，其定位值A(chǔ)易于控制。經(jīng)實(shí)橋施工2年來(lái)的考驗(yàn)效果良好。其缺點(diǎn)是變形似欠靈活。據(jù)有關(guān)方面介紹每延米須施加2.5t的壓力方能達(dá)到其設(shè)計(jì)縮短值，而且價(jià)格比較貴。
