橋梁伸縮縫伸縮量的確定

王雪梅，王銀濤

(黑龍江省交通科學研究所)

1 緒論

橋梁伸縮縫是橋梁構(gòu)造的不可或缺的一部分，如果設計的不合理、施工質(zhì)量不能達標、養(yǎng)護方法不科學，這些都會使橋梁伸縮裝置處出現(xiàn)不同程度的破壞，致使伸縮縫兩側(cè)的梁體產(chǎn)生高差，導致路面產(chǎn)生裂縫，車輛在通過時會產(chǎn)生跳車現(xiàn)象和沖擊作用，從而對橋梁及路面造成附加的沖擊荷載，并使駕駛?cè)藛T感到不適，嚴重的可能會導致交通事故的發(fā)生，從而影響了公路橋梁的正常壽命及運營。目前伸縮裝置絕大部分是采用工廠預制生產(chǎn)，然后根據(jù)伸縮量的大小來選擇預制好的伸縮裝置，是否能選用合理的伸縮裝置，將直接決定到橋梁本身受力情況，同時也直接影響到伸縮裝置使用壽命。

橋梁伸縮量的確定和伸縮縫選型應考慮橋梁設計所采用的荷載組合、橋梁所在的周邊地理環(huán)境、橋梁設計時所采用的結(jié)構(gòu)型式、適用范圍、伸縮縫設計型式、平整度、合理的施工方案及施工質(zhì)量保證措施，伸縮縫的可重復利用性和經(jīng)濟性這些因素。

2 橋梁伸縮量的確定

2.1 橋梁伸縮量的計算

(1)溫度變化引起的伸縮量Δlt

安裝伸縮裝置所處的溫度Tset，是低于最高環(huán)境溫度Tmax，高于最低環(huán)境溫度Tmin的一個中間溫度。梁體會在環(huán)境溫度的影響下產(chǎn)生伸長和縮短，其值大小可按下述公式計算

溫度上升引起的梁體伸長量

溫度下降引起的梁體縮短量

計算一個伸縮裝置伸縮量所采用的梁體長度記為l，αc根據(jù)橋梁支座布置、跨徑劃分情況確定：αc為材料熱膨脹系數(shù)，對混凝土材料αc=10×10-6，對鋼結(jié)構(gòu)αc=12×10-6。

2.2 混凝土收縮引起的梁體伸縮量Δls

混凝土的收縮作用會使梁體縮短，在鋼筋混凝土橋的設計和施工養(yǎng)護中需認真考慮?；炷恋氖湛s效應引起的梁體縮短量Δls可按下式計算

其中，εcs(tu，t0)為伸縮裝置安裝就位時混凝土齡期t0至收縮完成時混凝土齡期tu過程中的混凝土產(chǎn)生的收縮應變。

2.3 混凝土徐變引起的梁體伸縮量Δlc

對設置預應力筋混凝土橋必須考慮由于混凝土的徐變作用所引起的梁體的縮短量，徐變變形量是由持續(xù)鋼筋預應

其中σpc為扣除預應力損失后的有效預應力在截面重心處產(chǎn)生法向壓應力，簡支結(jié)構(gòu)的橋梁可取跨中截面與截面的平均值;連續(xù)結(jié)構(gòu)或連續(xù)剛構(gòu)型式的橋梁，可用若干有代表性的截面的和的平均值來求得;Ec為梁體混凝土彈性模量;φ(tu，t0)為伸縮裝置安裝就位時混凝土齡期t0至徐變完成時混凝土齡期t0過程中的混凝土徐變系數(shù)。

3 伸縮裝置型號的確定

伸縮裝置的型號按照梁體的伸縮量大小選用：伸縮裝置在安裝后的伸長量：C+=βΔl+t，伸縮裝置在安裝后的縮短量：C-=β(Δl-+Δls+Δlc，伸縮裝置的伸縮量 C 應滿足：C≥C++C-。

其中，β為伸縮裝置伸縮量富裕系數(shù)，對伸縮量保證一定的安全儲備，β取1.2 ～1.4。

模數(shù)式伸縮裝置也叫MZI型伸縮裝置，其伸縮體是由整體成型的異形鋼材制成，由邊梁、橫梁、中梁、密封橡膠帶、位移控制系統(tǒng)等組成，廣泛的應用于各種結(jié)構(gòu)型式的橋梁體系中，模數(shù)式伸縮裝置可以按一定的模數(shù)自由組拼，其尺寸可從80～1 200 mm不等，當伸縮量大于或等于1 200 mm時可按設計要求在工廠加工制造。

4 總結(jié)

綜上所述，在橋梁設計和施工中要合理的計算和選擇適應伸縮量的伸縮縫裝置，對能適應橋梁溫度變化所引起的伸縮裝置特別重要，也是提高伸縮裝置耐久性的前提。如果在其設計選型、施工養(yǎng)護工作上稍有缺陷或不足，就會使伸縮裝置達不到設計的使用壽命，給后期修補工作帶來困難，盡量選用使橋面平坦、行駛性良好的伸縮裝置。對于大跨徑橋梁盡量采用橡膠與鋼板組合起來的伸縮裝置，來充分加強設置伸縮裝置部位的橋面板端部。力作用下所產(chǎn)生的彈性變形量乘以徐變系數(shù)求得。混凝土的徐變引起的梁體縮短量Δlc可按下式計算

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［1］公路橋梁伸縮裝置(JT/T 327-2004)［S］.

［2］李勇剛.新型橋梁伸縮裝置［M］.山西建筑，2007.

［3］公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004)［S］.

［4］公路橋涵設計通用規(guī)范(JTG D60-2004)［S］.

［5］張廷江，等.最新公路工程設計施工、檢驗評定、養(yǎng)護技術標準規(guī)范匯編［M］.銀川：寧夏大地音像出版社，2005.

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