伸缩缝的类型与病害讲解 下载本文

2、钢伸缩缝。钢伸缩缝由钢材制作,它能直接承受车辆荷载,并根据伸缩量的大小调整钢盖板的厚度,钢伸缩缝也宜于在斜桥上试用。它的构造比较复杂,只有在温差较大的地区或跨径较大的桥梁上才采用。当跨径很大时,一方面要加厚钢板,另一方面需要采用更完善的梳形钢板伸缩缝。

3、橡胶伸缩缝。它是以橡胶带作为跨缝材料。这种伸缩缝的构造简单,使用方便,效果好。在变形量较大的大跨度桥上,可以采用橡胶和钢板组合的伸缩缝。[1]

发展改进

减轻冲击

刚性桥台结构与柔性路堤在行车荷载反复作用下,由于人工填土变形或天然土基的固结沉降等因素产生的较大差异沉降将造成桥头跳车。桥头跳车不仅直接影响行车的舒适性,增加行车风险,同时车辆在桥头的频繁刹车、制动、冲击也加剧了伸缩缝两侧路面的损坏。因此,解决桥头跳车一直是高速公路设计中很受重视的难题。

改进思想

处置桥头跳车的办法许多,如:台后换料、提早予压、复合地基、土工格栅、加筋桥台等,而设置桥头搭板是最遍及的做法,河北省基本上悉数采用了桥头搭板处置计划。

几年来,对桥头搭板及弹性缝的结构描绘遍及沿袭一种传统习气做法,即:在主梁与桥台背墙间设弹性设备,而在背墙后面的牛腿上放置桥头搭板,搭板与桥台背墙间构成结构上的通缝。实践工程查询证明这种结构型式运用作用不抱负,不能有用处理桥头跳车,有必要进行改善。

存在问题

1、桥台背墙与搭板端之间存在一条横向贯穿的硬接缝,固然恳求施工时在接缝中填充沥青麻絮作为隔水资料,但在实践运用中由于接缝处的胀缩变形、板端转变,极易构成沥青砼铺装层的损坏。这种损坏的结果是路面开裂,地表水沿接缝下渗直接冲蚀台背填土,使得台背填土松软变形或丢失淘空,构成该处路基发生沉降,搭板下呈现空泛。

2、搭板尾端的沉降将使前端发生转角和竖向变位,使接缝两头构成高度差。由于该缝与弹性缝间隔间隔很短,汽车疾速颠末此处时,会呈现两次接连跳车,跨径越大,填土越高,搭板越长时跳车越显着,振荡也就越大。

3、汽车在桥头处的重复刹车、制动及跳车构成的冲击荷载加重了缝侧路面及伸缩装置的损坏。

解决以上问题能实现减少伸缩缝的冲击及其桥头搭板弊端,实现伸缩缝的长期使用,减少更换的次数。

工程案例

2014年4月2日,在南京长江大桥17号桥墩处的桥面上,有很大的伸缩缝,旁边的护栏也被拉开了。这里是两段桥梁的连接处,但缝隙明显过大,伸出一个拳头,能轻松塞进伸缩缝中。从桥面上的伸缩缝往上看,可见护栏上同样有裂缝,连接的水泥栏杆也被拉了开来,给人的感觉就是因为桥面开裂而拉开形成的。如此一来,路过的非机动车在这里会有剧烈的颠簸。一位市民称以前经常路过这里,但从来没有看到过这种情况,感觉挺危险的,稍不留意就会被颠倒。“这里突然出现如此大的裂缝,是不是桥梁间拉开了距离,表明大桥有问题呢?”一位市民担忧地询问道。

南京长江大桥南京桥工段大桥车间处的专家朱主任称,在发现市民反映的问题后,他们也赶到了现场,经过调查发现,这里大桥的构造是钢筋混凝土梁,两道梁间的裂缝其实是大桥桥梁间的伸缩缝,表面上看起来像是变大了,经测量实际缝隙是7厘米宽,这属于桥体的一种结构,也在安全范围之内。

据他介绍,形似裂开的地方,是因为伸缩缝处的止水带发生了局部破损。止水带是引导桥面雨水往桥下顺着坡度下流的一种设施,如今已安排工程人员修复。伸缩缝止水带的局部破损,并不影响行人和行车的安全,更不会影响到大桥的安全。[3]

桥梁伸缩缝问题现在仍处于探索研究中,它对公路车道的平整度影响较大。为了改善路面与桥面相接处的平整度,一方面应当加大桥梁的联孔长度以减少伸缩缝的数量,另一方面要不断改进伸缩缝的型式、材料以及设计和施工质量。目前,伸缩缝问题的研究、探讨及改进已引起国内外桥梁专家学者的关注,本文拟就伸缩缝问题作如

1 1.1 温度变化是影响伸缩量的主要因素。由于我国幅员广大,温差悬殊、变差幅度各地不一,兹推荐下列数据供设计参考使用,见表1。由于温度使桥梁内部温度分布不均匀会引起大跨径桥梁端部产生角变位,一般跨径比值较小,可不予考虑;大跨径桥梁,设计时应予考虑

1.2 钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥需考虑其徐变及收缩。徐变量按梁在预应力作用下的弹性变形乘以徐变系数¢=2求得。收缩量以温度下降20℃来换算。应当考虑安装时混凝土的徐变和收缩已完成的部分,为此应将全部徐变和收缩量乘以折减系数?。下列?值供设计时参考,见表2。

表2中,徐变的龄期是以施加预应力后的时间计算,收缩是以浇筑混凝土以后到

1.3 活载、恒载等会使桥梁端部发生角变位,而使伸缩装置产生垂直、水平及角变位。如果梁比较高,且伴有振动的情况,应格外注意。梁的刚度和梁端位移、挠度的关系如表3。

由于加宽桥面而要设置纵向伸缩装置时,由于跨中挠度较大,还应注意在振动时

1.4 地震对伸缩装置的变位影响比较复杂,目前还难以把握,在设计伸缩装置时一般不予考虑;但如有可靠资料能算出地震

对桥梁墩台的下沉、回转、水平移动及倾斜量时,在设计时给以考虑当然更好。

1.5 纵坡较大的桥,通常施工时把活动支座作成水平的,因而在支座位移时在路面产生了一个垂直差(△d),其值为水平位移乘以纵坡(tgθ),在变位较小的情况下可不予考虑,但对组合钢桥变位大且纵坡也大的情况下,

1.6 斜桥及曲线桥在发生支承移动方向的变位△L时,便有在桥端线方向的变位△S及垂直于桥端线方向的变位△d △d=△L sinθS=△L cosθ 式中:θ-倾斜角;△L- 把沿支座移动方向的位移△L称作伸缩缝,把垂直于桥梁线的位移△d称作梁端伸缩缝。由于 平行于桥端线△S的位移而使伸缩装置在平面上受扭,产生剪应力,在设计时必须注意。同时,还应注意支座的约束条件及墩台形式的不同所产生的影响。

2 2.1 根据当地温度变化范围和安装支座时的温度来计算伸缩量(△Lt)、混凝土的徐变、收缩的缩短量;其它次要因素是用一定的安全值

在构造上给以考虑,同时还应算出由于因工时,温度变化的修正量,一般如下计算: 实际采用的伸缩量应考虑一定的安全值,如W型伸缩装置,宽65mm,初压缩量20mm

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(1)小跨径的中小桥(如20m以内的)宜不设伸缩缝。支座采用固定式橡胶支座,让墩台的弹性变形和台后的土抗力来抵抗温度应力(因变形长度在10m以内伸缩量一般在5mm以内)。也可以在路面及桥面铺装摊铺完了,再沿原缝开一条宽2cm深3~5cm的假缝,内填以沥青麻絮或其他可塑性材料以防面龟裂。

(2)中、小桥宜采用W型伸缩装置,它具有以下一些优点:①伸缩体与铁件联接可不用胶水,而利用橡胶本身的预压密缝防水;②构件尺寸小,相应材料用量省,施工方便,造价低;③温度伸缩变形发挥像胶弹性材料性能。在外荷作用下则充分利用

(3)从实践和有关资料来看,不论W型、V型、空心板型的橡胶体都可使用。毛病不在胶体本身,而是在整个伸缩装置结构的设计是否合理。西德毛勒公司的伸缩装置、近几年应用较多的TST伸缩装置设计比较合理,在行车时它具有较高的刚度,

(4)从目前已经施工的伸缩装置来看,板式伸缩装置的平整度较好,其原因是胶体内不仅加入了足够数量的钢板以增加变形体的刚度,而且又有足够数量的铆钉使伸缩体同桥梁变形体的联结比较牢固,不至于象原来空心板橡胶伸缩缝那样易于脱出。而且改善了施工工艺,注意到施工时的安装温度,其定位值A易于控制。经实桥施工2年来的考验效果良好。其缺点是变形似欠灵活。据有关方面介绍每延米须施加2.5t的压力方能达到其设计缩短值,而且价格比较贵。