模数式伸缩装置讲解

1、模数式伸缩装置通用技术条件序言 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2.1静力荷载2.1.1竖向力静力荷载竖向力静力荷载为 JTG D60-2004公路桥

2、涵设计通用规范43所规定的车辆荷载后轴重力标准值140KN和(1+卩)的乘积值，其中冲击系数卩=0.45。2.1.2双向力静力荷载竖向力静力荷载为 JTG D60-2004 4.3.所规定的车辆荷载后轴重力标准 值140KN,水平力静力荷载为车辆荷载后轴重力产生的制动力42KN,制动力的着力点在伸缩装置顶面上。2.2疲劳荷载2.2.1竖向力疲劳荷载竖向力疲劳荷载为 JTG D60-2004 4.3所规定的车辆荷载后轴重力标准 值140KN和(1+卩)的乘积值。其中冲击系数卩=0.45。2.2.2双向力疲劳荷载双向力疲劳荷载为 JTG D60-2004 4.3所规定的车辆荷载后轴重力标准 值及冲

3、击力140KNX 1. 45=203KN,以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140KNX 1.45 x cos(arctg1/3)=192.58KN,所产生的水平力疲劳荷载为140KNX 1.45 x sin(arctg1/3)=64.19KN2.3荷载布置2.3.1伸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 JTG D60-2004图4.3.1-2 ;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 JTG D60-2004图431-3 ;荷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。2.3.2静力荷载施加在伸缩装置伸缩量最

4、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。2.3.3疲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设计容许应力3.1钢材容许应力按 JTJ 025-86公路桥涵钢结构及木结构设计规范 表1.2.5采用。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。3.2普通钢筋的抗拉容许应力：一级钢筋c =140 Mpa,二级钢筋c =200 Mpa。3.3承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

5、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。3.4承受斜弯曲的构件，其容许应力增大系数C=1+0.3（ c w1/ c w2）w 1.15。式中c w1, c w2 -为验算截面上由于作用在两相互垂直平面的弯矩所 产生的较小和较大的应力。3.5各种钢构件或连接的疲劳容许应力按JTJ 025-86表1.2.17-2 和表1.2.17-4 规定计算。3.6承压支承的容许压应力c 15.0Mpa；在承压应力计算中，只考 虑支承中加劲钢板的有效支承面积。3.7压缩控制弹簧静力荷载的容许压应力c 3.0Mpa,容许应变& =60%。3.8剪切控制弹簧静力荷载的容许剪应力t 1

6、.5Mpa,容许应变& =80%。3.9压紧支承静力荷载的容许压应力c 3.0Mpa,容许应变& =15% ;疲劳荷载的容许压应力c -18C,承重结构的钢材和异型钢材应符合GB/T 700碳素结构钢和 GB/T 1591低合金高强度结构钢中 Q235 B和Q345 B 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Ts，为-19CW Ts -34C或-35CW Ts18扯断伸长率%450粘结剥离强度Mpa10脆性温度C -50残余压缩变形（70C/22h/30% 压缩率）%14扯断伸长率%250粘结剥离强度Mpa10脆性温度C -50残余压缩

7、变形（70C/22h/30% 压缩率）%1213.5扯断伸长率%400350撕裂强度Mpa1025冲击弹性%3030脆性温度C -60-40恒定压缩永久变形（70C*24 h,25%压缩率）%2020耐臭氧老化0.5*10%0.1*10%（20%申长，40C*96h）无龟裂无龟裂热空气老化Cx h70*16870*168试验条件%1515拉伸强度降低率%2525扯断伸长率降低率IRHD010010硬度变化耐水性增重率室温*l44h2.54耐油污性（一号机油）室温*70h168h168h体积变化%3010重量变化%205耐油污性（三号机油）室温168h168h体积变化%10025重量变化%856

8、5密度Kg/m55050拉伸强度Mpa4.0扯断伸长率%350热空气老化试验拉伸强度扯断伸长率MPa%2.5300残余压缩变形（70C/24h/25% 压缩率）%7脆性温度C -508设计要点8.1伸缩量和转角计算8.1.1桥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。8.1.1.1 桥梁接缝处由温度变化引起的伸缩量厶It 和厶It，按照JTGD62-2004公路钢筋混凝土技预应力混凝土桥涵设计规范8.6.2-1 和862-2 公式计算。8.1.1.2 桥梁接缝处由混凝

9、土收缩引起的梁体缩短量厶Is，按照 JTGD62-2004 862-3公式计算。8.1.1.3 桥梁接缝处由混凝土徐变引起的梁体缩短量厶lc，按照 JTGD62-2004 8.6.2-4公式计算。8.1.1.4 由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 JTG D62-2004 8.6.2 条4进行计算。8.1.1.5 桥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。8.1.1.6 悬索桥、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。8.1.1.7 桥梁接缝处应计算车辆荷载和基础变位等引起

10、的转角及竖向变位。8.1.2伸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B，可取B =1.21.4。伸缩装置沿桥轴线的转角等于桥梁接缝处转角加 0.01rad。8.1.3格梁式模数伸缩装置的最大工作宽度（伸长量）不宜超过320mm梳齿板式伸缩装置的最大工作宽度（伸长量）不宜超过300mm波形伸缩装置的最大工作宽度（伸长量）不宜超过100mm单缝伸缩装置的最大工作宽度（伸长量）不得超过80mm8.2设计安装宽度和实际安装宽度计算8.2.1伸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。

11、8.2.2若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。8.3密封要求8.3.1伸缩装置（包括路缘、人行道和中央隔离带的伸缩装置）应保 证对垃圾、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。8.3.2伸缩装置密封件不得承受轮载，并要求通长和连续安装。8.3.3伸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。8.4承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。8.4.1 大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

12、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130mm宽度为90mm;边梁钢的高度为 80mm8.4.2工形横梁工形横梁应为整体轧制成形，推荐的工形横梁高度为120mm宽度为90mm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12mm竖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。8.4.3伸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。8.5位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。

13、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。8.6检查通道和平台位移量大於320mm的伸缩装置，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。8.7易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。8.8中、边梁异型钢接长8.8.1新建桥梁的伸缩装置长度小于 12m的，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。8.8.2 新建桥梁的长度大于12m或旧桥换缝的伸缩装置，异型钢可以接长，但接头应错开，间距应大於300mm并且所有接头不应设在行车道内。8.9焊缝8.9

14、.1栓钉与异型钢的 T形焊接，焊缝应能承受栓钉抗拉强度标准值 的拉力作用。8.9.2锚筋与异型钢（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。8.9.3锚板与异型钢的 T形焊接，焊缝应能承受锚板抗拉强度标准值 的拉力作用。8.9.4中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。8.9.5角焊缝的焊脚边比例为1： 1,表面应做成凹形或直线形。8.10螺栓连接应采用高强度螺栓摩擦连接。高强度螺栓应符合GB/T 1228-1991钢结构用高强度大六角头螺栓。8.11表面处理8.11.1伸缩装置表面处理应遵照JT/T

15、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。8.11.2涂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GB/T 8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中的 Sa2.5 级标准，方可进行喷涂。8.11.3 伸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。8.11.4 伸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。8.12安装槽填料（仅限于混凝土）8.12.1安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

16、C40（纤维混凝土）。8.12.2 安装槽深度大于 250mm时填料可分为一种-全混凝土，也可为二种-安装槽下部为混凝土，强度等级按8.12.1规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70mm8.12.3 安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9.1特大桥和大桥的模数式伸缩装置其异型钢高度不应小于70mm9.2刚性锚固（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。9.3锚板锚筋顶面混凝土保护层厚度不应小于30mm9.4伸缩装置锚板厚度不应小于16mm光园锚筋直径不应小于18mm,带肋锚筋直径不应小于16mm安装槽水平带肋锚筋直径不应小于12mm9.5伸缩装置端部一般应设计翘头，其垂直高度不应小于150mm与水平面倾斜角度宜为55。9.6伸缩装置对有车辆驶过且宽于320mm长度的金属表面应进行防滑处理。9.7位移量80mm的单缝伸缩装置,安装槽填料为混凝土时，槽深最小 值应大于140mm9.8伸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8mm间距不应大于 100mm9.9梳齿板伸缩装置的齿间搭接长度在最大张开时不应小