簡析橋梁伸縮縫的分類及功能

陳彥田

(黑龍江省收費公路管理局牡丹江管理處)

1 橋梁伸縮縫應(yīng)滿足下列要求

(1)能夠滿足橋梁自由伸縮的要求，保證有足夠的伸縮量。

(2)伸縮裝置牢固可靠，與橋梁結(jié)構(gòu)連為整休，抗沖擊，經(jīng)久耐用。

(3)橋面平坦，行駛性良好，車輛駛過時應(yīng)平順，無突跳和噪聲。

(4)具有能夠安全防水和排水的構(gòu)造，有效防止雨水滲入。

(5)能有效防止垃圾滲入阻塞。對于敞露式的伸縮縫要便于檢查和清除縫下溝槽的污物。

(6)構(gòu)造簡單，施工、安裝方便，且養(yǎng)護(hù)、修理與更換方便。

(7)經(jīng)濟(jì)價廉。

2 伸縮縫類型的選擇

伸縮縫類型的選擇主要依據(jù)伸縮縫所需要的變形量的大小來選擇。計算變形量時，主要考慮以安裝伸縮縫時的溫度為基準(zhǔn)，將溫度變化引起的伸長量和縮短量，以及混凝土徐變和干燥收縮引起的收縮量作為基本的伸縮量。對于其他因素，如制造與安裝誤差等，一般作為安全富裕量來考慮，其通?？砂从嬎阕冃瘟康?0％估算。其總的變形量為上述變量之和。

3 伸縮縫的類型

(1)U形鋅鐵皮式伸縮縫:此種伸縮縫是一種簡易的伸縮裝置。一般用于中、小跨徑的橋梁，所能適應(yīng)的變形量在20～40mm以內(nèi)。這種仲縮縫以U形鋅鐵皮作為跨縫材料，鋅鐵皮分上、下兩層，上層的彎曲部分開鑿梅花眼，其上設(shè)置石棉纖維墊繩，然后用瀝青膠填塞，這樣，當(dāng)橋面伸縮時，鋅鐵皮可隨之變形;下層鋅鐵皮可以將滲下的雨水沿橋橫向排出橋外。采用相應(yīng)的措施，該種伸縮縫還可以很好地配合橋面的連續(xù)。人行道部分的伸縮縫構(gòu)造，通常用一層U形鋅鐵皮跨搭，其上再填充瀝青膏即可。

(2)TST碎石彈性伸縮縫:TST碎石彈性伸縮縫適用于伸縮量不超過50mm的中、小跨徑橋梁，在現(xiàn)場將特制的彈塑性復(fù)合材料TST加熱熔融后，灌入經(jīng)過清洗加熱的碎石中，即形成了TST碎石彈性伸縮縫。碎石用以支撐車輛荷載，TST彈塑性體在-25至+60℃條件下能夠滿足伸縮量的要求。TST碎石彈性伸縮縫構(gòu)造簡單，施工方便快捷，易于維修和更換，通常施工完成后2～3h即可開放交通。由于TST碎石彈塑性體與前后橋面或路面鋪裝形成連續(xù)體，因而橋面平整元縫隙，行車時不致產(chǎn)生沖擊、振動等，舒適性較好，其本身的防水性也較好。TST碎石彈性體可以在各個方向發(fā)生變形，因此這種彈性伸縮縫還可以滿足彎橋、坡橋和斜橋在縱、橫、豎三個方向的伸縮與變形，也可用于人行道伸縮縫。鑒于以上憂點，TST碎石彈性體伸縮縫具有良好的應(yīng)用前景。但由于是在路面鋪裝完成后再用切割器切割路面，并在其槽口內(nèi)注入嵌縫材料而成的構(gòu)造，故僅適用于較小的接縫部位，適用范圍有所限制。

(3)鋼板式伸縮縫:鋼板式伸縮縫是用鋼材作為跨縫材料，能直接承受車輪荷載的一種構(gòu)造。過去，這種伸縮裝置多用于鋼橋，現(xiàn)在也用于混凝土橋梁。鋼板式伸縮縫的種類繁多，構(gòu)造復(fù)雜，能夠適應(yīng)較大范圍的梁端變形。

(4)橡膠伸縮縫:橡膠伸縮縫采用各種斷面形狀的橡膠帶(或板)作為嵌縫材料。由于橡膠(一般為氯丁橡膠)既富有彈性，又易于膠貼，并且能滿足變形要求和具備防水功能，施工及養(yǎng)護(hù)維修也很方便。目前，在國內(nèi)外橋梁工程中得到廣泛的應(yīng)用。

橡膠伸縮縫根據(jù)橡膠帶(或板)傳力和變形機(jī)理的不同可分為嵌固對接式和剪切式兩類。

嵌固對接式以橡膠帶的拉壓變形來吸收梁體的變形。橡膠帶的斷面有3節(jié)形、2孔條形、3孔條形、M形、W形和倒U形等多種形式。通常將梁架好后，在梁端焊上角鋼，涂上膠后，再將橡膠嵌條強(qiáng)行嵌入，或者用不同形狀的鋼構(gòu)件將不同形狀的橡膠條嵌牢固定即可。

板式橡膠伸縮縫是利用橡膠伸縮體上下凹槽之間的剪切變形來適應(yīng)梁體結(jié)構(gòu)的相對位移，因此也稱為剪切式橡膠伸縮縫。板內(nèi)埋設(shè)承重鋼板跨越梁端間隙，承受車輛荷載。橡膠板兩側(cè)預(yù)埋兩塊錨固鋼板，并設(shè)有預(yù)留螺栓孔，通過螺栓與梁端連成整體。板式橡膠伸縮縫是一種剛?cè)峤Y(jié)合的裝置，具有一定的豎向剛度，跨越間隙的能力大(變形范圍可達(dá)30～300mm)，連接牢固可靠，行車平穩(wěn)舒適，并具有良好的吸振作用。結(jié)合各地的實際情況，我國己經(jīng)生產(chǎn)出各種形式的板式橡膠伸縮裝置，并投放到國內(nèi)橋梁工程的應(yīng)用中。

(5)組合式伸縮裝置:組合伸縮縫(或模數(shù)式伸縮縫)是采用橡膠與鋼板或型鋼組合而成的，能夠適應(yīng)更大的變形量。特大橋和大橋應(yīng)采用這種伸縮縫。組合伸縮縫有多種形式，構(gòu)造也較復(fù)雜。這類伸縮裝置，其構(gòu)造的共同點在于均是由V形截面或其他截面形狀的橡膠密封條(帶)，嵌接于異形邊鋼梁和中鋼梁內(nèi)組成可伸縮的密封條。異形鋼梁直接承受車輛荷載，其高度應(yīng)根據(jù)計算確定，但不應(yīng)小于70mm，并應(yīng)具有強(qiáng)力的錨固系統(tǒng)。根據(jù)伸縮量的需要，可隨意增加中鋼梁和密封橡膠條的數(shù)量，加工組成各種伸縮量的系列產(chǎn)品。

總之，橋梁運營的實踐經(jīng)驗表明，橋面上的仲縮縫在使用中很容易破壞，因此對于多跨簡支梁橋，為了提高行車的舒適性，減輕橋梁的養(yǎng)護(hù)工作和延長橋梁的使用壽命，橋面應(yīng)盡量連續(xù)，使得多孔簡支梁橋在豎直荷載作用下為簡支體系，水平力作用下具有一定連續(xù)功能的結(jié)構(gòu)。橋面連續(xù)構(gòu)造的做法較多，如一種剛性橋面鋪裝層相連的做法，它是將兩梁端用Ф22鋼筋搭焊，其上鋪設(shè)薄鋼板，借以承托現(xiàn)澆筑的橋面混凝土，在支點區(qū)還加設(shè)橋面鋼筋網(wǎng)，并在其頂面設(shè)一條假縫，內(nèi)嵌木條。

采用橋面連續(xù)構(gòu)造時，連續(xù)部分橋面易于開裂。為改善橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，可以采用簡支-連續(xù)構(gòu)造，使多跨簡支梁在一期恒載作用下處于簡支體系受力，然后將相鄰兩梁端做完全固結(jié)處理，在二期恒載和活載作用下處于連續(xù)體系受力，避免了簡易橋面連續(xù)易開裂的缺點，并使結(jié)構(gòu)很好地呈現(xiàn)出連續(xù)梁橋的特性，適合地基良好的場合。在施工時、通車使用時都必須認(rèn)真履行各部職責(zé)，后期的養(yǎng)護(hù)工作也應(yīng)及時，這樣才能夠保證此部位的使用壽命，進(jìn)而保證整個結(jié)構(gòu)物的使用功能。