JTQX 2011-12-1 公路桥梁伸缩缝装置设计指南

1 国交通企业管理协会技术文件 路桥梁伸缩装置 设 计 指 南 2011 布 2011施 中国交通企业管理协会 公 布 2 公 路 桥 梁 伸 缩 装 置 设 计 指 南 为使公路桥梁伸缩装置的设计符合技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理的要求，为弥补公路桥梁伸缩装置无设计 规范 ，中 国 交 通 企 业管理 协 会 路桥 配套产品 工 作 委 员会 专家委员会组织本行业的 技术人员 制订 了 本指南 。 本指南 适用于公路桥梁一 般伸缩装置的设计，不适用于弹塑体伸缩装置、聚合物 混凝土伸缩装置 、 减震伸缩装置的 减震 设计，也不适用于橡胶伸缩装置的设计。 1 伸缩装置的寿命 符合现行公路桥涵设计规范车辆荷载的伸缩装置， 其 钢构件的寿命为四十年， 橡胶及高分子材料 件的寿命 为 十 五 年 。 2 设计采用的荷载 竖向力 静力荷载 为 60公路桥涵设计通用规范 40（ 1+）的乘积值 ， 其中冲击系数 = 竖向力静力荷载为 6040平力 静力荷载 为车辆荷载后轴重力产生的制动力 42动力的着力点在伸缩装置顶面上。 劳荷载 竖向力 疲劳荷载 为 60401+ )的乘积值。其中冲击系数 = 双 向力疲劳荷载为 60规定的车辆荷载后轴重力标准值 及 冲击力14003 1/3的斜率 作用在伸缩装置上，所产生的竖向力疲劳荷载为 140)=所产生的水平力疲劳荷载为 140)=载布置 缩装 置上 纵桥向荷载布置为车辆荷载的单后轴或双后轴， 见 60横 桥 向 荷载布置为一辆或二辆车辆荷载后轴的二个轮重 ，见 60载 在横 桥 向及纵 桥 向均应布设在对所考虑的细部产生最大应力或挠度的位置上。 力荷载施加在 伸缩装置 伸缩量最大时的 状态。对于模数式伸缩装置 ， 车辆荷载后轴的轮重施加在一根中梁上。对于其他伸缩装置，车辆荷载后轴的轮重施加在二根边梁（或梳齿 板、波形板） 上。 劳荷载施加在伸缩装置伸缩量中值时的状态，按轮重 着地长度所 作用在 异型钢的 梁顶宽度 进行荷载分配。 3 3 设计容许应力 材容许应力按 25路桥涵钢结构及木结构设计规范 表 但要根据构件的厚度选择相应钢材厚度的屈服强度进行调整 ，并取 5的倍整数 。 通钢筋的抗拉容许应力：一级钢筋 =140 级钢筋 =200 受拉力 焊缝 的 容许应力与基本钢材的容许应力相同。承受剪力焊缝 的 容许应力与基本钢材的容许剪应力相同。二种不同强度钢材的焊接，取强度低的为基本钢材。 受斜弯曲的构件，其容许应力 增大系数 C 1+ 式中 构件或连接的疲劳容许应力按 2577 应力 承压应力计算中，只考虑支承中加劲钢板的有效支承面积。 荷载的容许压应力 许应变 =60%。 荷载的容许剪应力 许应变 =80%。 紧支承静 力 荷载的容许压应力 许应变 =15%； 疲劳荷载 的容许压应力 许应变 =5%。 4 设计容许挠度 梁 、边梁、波形板 跨中最大挠度不得大于（ 1/600） L（ 梁 跨中最大挠度 不得大于（ 1/600） L（ 。 齿板端的最大挠度不得大于（ 1/300） 。 注：挠度计算中钢材的弹性模量 E 105 5 设计方法 25验 算伸缩装置及其构件的疲劳强度。 数式伸缩装置中关键零部件如：位移控制弹簧、 压紧弹簧 等的设计除通过结构计算外，尚须进行静动载试验验证。 缩装置 承重结构 疲劳 试验的 加载 频率不应大于 5劳次数不应小于 2 106次。 6 伸缩装置在桥梁中的布置 缩装置的布置应根据桥梁的总体布置和几何构造：纵坡、横坡、平面曲率、支座布置、三向位移的方向和量值确定。 梁伸缩缝处的纵向水平位移小于 5直位移小于 ，无需安装伸缩 装置，可在接缝中设置弹性的和 防水的密封材料。 桥伸缩装置应设置在曲率半径上，其沿桥梁轴线两侧不同点处的伸缩量应考虑平面曲率半径所引起的增大或减小量。对于模数式伸缩装置，在行车道外缘处的两中梁或中、边梁之间的最大宽度不得大于 80 梁凹形竖曲线的低点处，不应设置伸缩装置。 7 材料 于 60录 B 中的 温热 和寒冷 地区 伸缩装置 ， 累年日最低气温平均值在 ， 承重结构的钢材 和异型钢材 应符合 700碳素结构钢 和 1591低合金高强度结 构钢 中 和 级质量要求 。 位于 严寒 地区 的伸缩装置 ，其承重结构的钢材和异型钢材 按照所在地区累年日 最低气温 平均值 ,选 用 700和 1591 中 345的相应 质量等 4 级钢材。 海水和侵蚀性物质影响 (62 表 列的类和类环境类别 )环境中 ,伸缩装置的钢材应采用强度级别相同的低碳耐腐蚀钢，并符合 4172 耐侯 结构 钢的规定。 压支承的橡胶的物理机械性能应符合 下表 一 中的 要求。 承压支承的橡胶的物理机械性能 表一 项目 单位 天然橡胶 硬度 0 3 拉伸强度 18 扯断伸长率 % 450 粘结剥离 强度 10 脆性温度 余 压缩 变形 （ 70 /22h/30%压缩率 ） % 15 支承的橡胶的物理机械性能应符合 下表 二 中的 要求。 压 紧支承 橡胶的物理机械性能 表二 项目 单位 天然橡胶 冲击弹性 % 47 62 硬度 0 3 拉伸强度 14 扯断伸长率 % 250 粘结剥离 强度 10 脆性温度 余压缩 变形 （ 70 /22h/30%压缩率 ） % 30 表 三 中的要求。 密封橡胶带物理机械性能 表 三 项 目 单 位 三元乙丙橡胶 氯丁橡胶 硬度 0 5 60 5 拉伸强度 12 断伸长率 % 400 350 撕裂强度 10 25 冲击弹性 % 30 30 脆性温度 定压缩永久变形 （ 70 *24h,25%压缩率 ） % 20 20 耐臭氧老化 （ 20%伸长， 40 *96h) 0无龟裂 0无龟裂 热空气老化 试验条件 拉伸强度降低率 扯断伸长率降低率 硬度变化 h % % 0*168 15 25 0 10 70*168 15 25 0 10 耐水性增重率 室温 *144h 65 密度 Kg/50 50 拉伸强度 断伸长率 % 350 热空气 老化试验 拉伸强度 扯断伸长率 300 残余 压缩 变形 （ 70 /24h/25%压缩率 ） % 7 脆性温度 设计要点 缩量和转角计算 梁伸缩装置位移量由桥梁接缝 处梁体的位移量确定，计算梁体位移量时应考虑温度变化、混凝土收缩和 徐变、车辆荷载、预 应力、基础变位、风力等引起的纵向、横向伸缩及 转角 、竖向变位 。 梁接缝处由温度变化引起的 伸缩量 l+，按照 62路钢筋混凝土技预应力混凝土桥涵设计规范 梁接缝处由混凝土收缩引起的梁体缩短量 ，按照 62 梁接缝处由混凝土徐变引起的梁体缩短量 ，按照 62 制动力引起的板式橡胶支座剪切变形导致的桥梁接缝处的伸缩量，按照 62条 4进行 计算。 梁接缝处应计算由预应力引起的梁体缩短量和梁端的转角。 索桥、斜拉桥的接缝处应计算横向风力引起的横向伸缩量和横向转角，竖向变位。 很宽桥梁的接缝处应计算温度等引起的横向伸缩量。 梁接缝处应计算车辆荷载和基础变位等引起的转角 及竖向变位 。 缩装置沿桥轴线的伸缩量等于桥梁接缝处伸缩量乘以增大系数，可取缩装置沿桥轴线的转角等于桥梁接缝处转角加 梁式模数伸缩装置的最大工作宽度 （伸长量） 不宜超 过 320梳齿板式伸缩装置的最大工作宽度 （伸长量） 不宜超过 300形伸缩装置的最大工作宽度（伸长量）不宜超过 100缝伸缩装置的最大工作宽度（伸长量） 不得 超过 80 计安装宽度和实际安装宽度计算 缩装置的设计安装宽度 ，设计者应按选择的安装温度 计算 确定 。若伸缩装置实际安装温度与设计安装温度不同， 设计者 应 按实际安装温度 计算实际的安装宽度。 安装温度在伸缩装置出厂时不能确定， 生产厂可按伸缩量的中间值组装出厂。 封要求 6 缩装置（包括路 缘、人行道 和中央隔 离带的伸缩装置）应保证对拉圾、尘土和水的密封性，必要时 可包括防撞护拦的伸缩装置。 最低的要求是在 24 小时内，伸缩装置不得有水 和尘土 的渗漏。 缩装置密封件不得承受轮载，并要求通长和连续安装。 缩装置与桥面铺装之间以及与桥面防水系统之间的 界面应是防水的，不得有水的渗漏。 重机构 伸缩装置的承重 机构宜采用 热轧钢 材， 寿命与伸缩装置相同。 中梁钢 和边梁钢 大中梁钢和边梁钢 应为整体轧制成形 ， 安装 密封橡胶带 的型腔宜为机加工成形。大中梁钢和边梁钢 的 截面在竖向和水平向的抵抗能力应与车辆荷载的 竖向和水平向的作用力相匹配 。推荐大中梁钢的高度为 130度为 90梁钢的高度为 80 工形横梁应为整体轧制成形， 推荐的 工形横梁 高度为 120度为 90在 伸缩装置最大工作宽度时，工形横梁应视需要在支承处设置成对的竖向加劲肋，肋板厚不应小于12向加劲肋与梁的翼缘板焊接时，应将加劲肋切出不大于 5倍腹板厚度的斜角。 缩装置的承重 机构 应通过 2 设计荷载的静载计算、疲劳验算和刚度计算，满足3容许应力和 4容许 挠度 的规定。 移传动机构 伸缩装置的位移传动机构宜采用以弹性元件为主的位移传动机构。 弹性元件 应通过 2 设计荷载的计算，满足 3 设计容许应力的规定。 查通道和平台 位移量大於 320伸缩装置 ， 应在桥梁中设计专门的检查通道和 位于伸缩装置下方的检查维修 平台。 损件的更换 伸缩装置的设计应能方便的更换如密封带、弹性元件、紧固件等零部件。 、边梁 异 型钢接长 建桥梁的伸缩装置长度小于 12其 模数式多缝中、边梁异型钢、单缝异型钢不得进行工厂及工地的接长 ; 整 体 梳齿板式伸缩 装置 也 不得进行工厂及工地的接长 。 建桥梁的长度大于 12异 型钢 可以接长，但 接头应错开，间距 应 大於 300并且 所有接头不应设在行车道内。 缝 钉与 异 型钢的 缝应能承受栓钉抗拉强度标准值的拉力作用。 筋与 异 型钢（锚 板）的搭接焊接，焊缝应能承受锚筋抗拉强度标准值相应的剪力作用。 板与 异 型钢的 缝应能承受锚 板抗拉强度标准值的拉力作用。 梁 异 型钢与横梁的焊接，宜 采用棱形块与中梁和 横梁的焊接连接，焊缝长度应通过计算确定，并布置为全熔透的围焊。 焊缝的焊脚边比例为 1： 1，表面应做成凹形或直线形。 栓连接 应采用高强度螺栓 摩擦 连接。 高强度螺栓应符合 1228结构用高强度大六角头螺栓。 面处理 T/T 722 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件 的规定，依伸缩装置所在地的腐蚀环境类别（附录 A）、保护年限（建议为普通型）选用涂层体系。 装前应作好钢材表面的清洗和除诱，经过喷丸 (砂 )后表 面必须达到 7 8923装前钢材表面锈 蚀等级和除锈等级中的 可进行喷涂。 缩装置与混凝土相接触的表面严禁喷铝、镀铝、浸铝处理。亦不得喷刷面漆和中间漆。 缩装置与空气相接触的表面宜进行喷 (镀、浸 )锌 (铝 )处理后再喷面漆的双重保护。 装槽填料 (仅限于 混凝土 ) 装槽填料全部为 混凝土时其强度等级 应大于桥面铺装混凝土，并且 不应低于维混凝土 )。 装槽深度大于 250填料可 分为一种 也可为二种 凝土，强度等级按 定 或不低于梁体混凝土强度等级 。安装槽上部为与桥面铺装相同的沥青混凝土，厚度不宜小于 70 装槽 混凝土采用干硬性混凝土或掺加膨胀剂（如铝粉）的 微 膨胀混凝土。 9 构造要求 大桥和大桥的模数式伸缩装置其异型钢高度不应小于 70 性锚固（锚板和大环形锚筋组成）间距不大于 250毫米。柔性锚固（如栓钉）间距不大于 125毫米。 板锚筋顶面混凝土保护层厚度不应小于 30 缩装置锚板厚度不应小 于 16园锚筋直径不应小于 18肋锚筋直径不应小于 16装槽水平带肋锚筋直径不应小于 12 缩装置端部一般应设计翘头，其垂直高度不应小于 150水平面倾斜角度宜为 55。 缩装置对有车辆驶过且宽于 320金属表面应进行防滑处理。 移量 80安装槽填料为混凝土时，槽深最小值应大于 140 缩装置安装槽混凝土顶面应设有防裂钢筋网和进行防滑处理。防裂钢筋网钢筋直径不应小于 8距不应大于 100 齿 板伸缩装置的齿间搭接长度在最大张开时不应小于 38齿间 隙 宽度不应超过 25梳齿板伸缩装置当