公路橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用研究

錢俊

摘 ?要：隨著技術(shù)的進(jìn)步，工程建筑業(yè)迅速發(fā)展，對(duì)公路橋梁的設(shè)計(jì)與施工提出了質(zhì)量和安全的雙重要求，因此研究公路橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用具有重大意義。此次設(shè)計(jì)利用有限元數(shù)學(xué)模型，分析橋梁伸縮縫的動(dòng)力響應(yīng);根據(jù)屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，計(jì)算材料屈強(qiáng)比;結(jié)合汽車基本參數(shù)，明確橋梁伸縮縫的伸縮彈性，以此實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的公路橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)。此次研究通過完善公路橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)方法，強(qiáng)化了伸縮縫的施工水平，提高我國橋梁施工的有效性，為工程建筑行業(yè)，提供技術(shù)創(chuàng)新思路。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;伸縮縫;設(shè)計(jì);施工應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U441 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）35-0068-02

Abstract： With the progress of technology and the rapid development of engineering construction industry， the double requirements of quality and safety are put forward for the design and construction of highway bridge， so the design and construction application of expansion joint of highway bridge are studied. In this design， the finite element mathematical model is used to analyze the dynamic response of the bridge expansion joint， and the yield strength ratio is calculated according to the yield strength and tensile strength. Combined with the basic parameters of automobile， the telescopic elasticity of bridge expansion joint is defined， so as to realize the systematic design of highway bridge expansion joint. By perfecting the design method of highway bridge expansion joint， this study strengthens the construction level of expansion joint， improves the effectiveness of bridge construction in our country， and provides technical innovation for the engineering construction industry.

Keywords： highway and bridge; expansion joint; design; construction application

引言

伸縮縫是公路橋梁的主要構(gòu)造，防止因熱脹冷縮、車輛沖擊所導(dǎo)致的梁體和背墻碰撞，對(duì)提高公路橋梁的安全性、穩(wěn)定性、使用年限具有重要作用。所以提出一個(gè)實(shí)用性的公路橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)研究，以此滿足公路橋梁伸縮縫的施工質(zhì)量要求。此次設(shè)計(jì)的提出，從內(nèi)部影響因素和外部影響因素兩方面入手，得到了更加精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效、安全的公路橋梁建設(shè)，對(duì)其他類型橋梁的施工提供設(shè)計(jì)思路[1]。

1 公路橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)

1.1 分析車輛荷載沖擊下的動(dòng)力響應(yīng)

設(shè)計(jì)公路橋梁，需要考慮車輛荷載沖擊下，公路橋梁伸縮縫振動(dòng)的響應(yīng)特性，計(jì)算車輛荷載沖擊導(dǎo)致振動(dòng)時(shí)，伸縮縫根據(jù)位移大小以及變化規(guī)律所產(chǎn)生的動(dòng)力響應(yīng)。利用有限元數(shù)學(xué)模型，分析伸縮縫的動(dòng)力響應(yīng)，所建立的模型為：

的有限元數(shù)學(xué)模型。上述模型由能量關(guān)系式推演得出，令{F}={K}=0，此時(shí)上式變成模態(tài)分析有限元方程。不同車型作用在公路橋梁上的荷載沖擊均不同，伸縮縫頂面所承受的載荷，主要以豎向疲勞載荷為主，而汽車制動(dòng)力的大小，是作用在橋梁伸縮縫上的水平載荷[2]。統(tǒng)計(jì)當(dāng)前公路橋梁中，不同工況的公路橋梁所能承受的載荷情況，如表1所示。

2 施工應(yīng)用

將上述設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用到實(shí)際公路橋梁施工建設(shè)中，該施工步驟大致分為4個(gè)階段：開槽、安裝、混凝土澆筑以及橋梁的后期養(yǎng)護(hù)。該施工實(shí)況如圖2所示。

公路橋梁伸縮縫施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工圖紙的設(shè)計(jì)要求開槽，利用激光準(zhǔn)確放樣，確定伸縮縫的開槽寬度后切割開槽。需要注意在切割過程中，要對(duì)割線以外的路面做好防護(hù)，防止路面出現(xiàn)開裂和粉塵污染等情況。在安裝伸縮縫的實(shí)際過程中，還要考慮外界實(shí)際車流量與設(shè)計(jì)的車流量之間，是否存在較大差異，在伸縮縫安裝前，要根據(jù)車流量的實(shí)際大小、車輛型號(hào)的普遍程度，調(diào)節(jié)組裝定位的空隙數(shù)值。安裝寬度大于基本數(shù)值的伸縮裝置時(shí)，應(yīng)該在設(shè)計(jì)結(jié)果的基礎(chǔ)上，參照城市街道走向調(diào)整伸縮裝置的確切安裝位置，同時(shí)還要使用角鋼和吊架現(xiàn)場定位，以槽兩側(cè)的橋面為標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制伸縮縫的標(biāo)準(zhǔn)高度。在澆筑混凝土固定時(shí)，坍落度應(yīng)該控制在合理范圍內(nèi)，并且兩邊的混凝土要同時(shí)振搗，直至水泥漿不再出現(xiàn)氣泡。搗實(shí)混凝土，令水泥漿高度與伸縮裝置的頂面高度一致，實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的公路橋梁伸縮縫，在橋梁施工中的應(yīng)用。

3 結(jié)束語

設(shè)計(jì)公路橋梁伸縮縫，可以確保橋梁施工建設(shè)工程質(zhì)量，這對(duì)于提升公路橋梁的總體使用壽命，具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。此次研究從分析車輛荷載的沖擊作用，分析建設(shè)材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度，分析伸縮縫彈性，解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，影響因素考慮不充分這一問題，以此提升了設(shè)計(jì)與施工的精準(zhǔn)性，從而提升橋梁的使用安全。此次研究是在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下提出的，并沒有考慮海拔3000米以上地區(qū)溫度對(duì)公路橋梁伸縮縫的影響程度，這一點(diǎn)在今后還需注意。

參考文獻(xiàn)：

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[2]丁勇，俞丹波，鄒毓穎，等.車輛-模數(shù)式伸縮縫耦合振動(dòng)與沖擊荷載分析[J].中國公路學(xué)報(bào)，2018，31（07）：167-178.

[3]張學(xué)志，張炳濤，于志東，等.柔性伸縮縫在橋梁維修工程中的應(yīng)用[J].公路，2017，62（08）：131-133.