桥梁伸缩缝设计要点分析

1、桥梁伸缩缝设计要点分析0引言随着我国交通运输事业的迅猛发展，桥梁作为交通线屮的重要组成部分，其 数量的增多、规模的扩人更为明显，而桥梁组成之一的伸缩装置，用量也越來越 大，使用范围也越來越广，型式也越來越多了。桥梁伸缩装置在结构中直接承受 车轮荷载的反复冲击作用，冃长期暴露在大气屮，是桥梁屮易受破坏且难以修补 的部位。因此，选用优良的伸缩装置，使其能适应由于桥梁的各种变化所引起的 伸缩。1桥梁伸缩缝概述桥梁伸缩缝是指为适应材料胀缩变形需要而在桥梁上部结构小设置的间隙。 为使车俩平稳通过桥面，在桥梁伸缩缝处设置的由橡胶和钢材等构件组成的各种 装置称为伸缩缝装置。当前，对于桥梁伸缩缝一般有对接式、

2、钢制支承式、组合 剪切式（板式）、模数支承式以及弹性装置。对接式伸缩缝。对接式伸缩缝装 置，更具其构造形式和受力特点的不同，可分为填塞对接型和嵌固对接型两种。 填塞对接型伸缩装置是以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填塞缝隙，仲缩体在任 何情况下都处于受压状态。该类伸缩装置一般用于伸缩量在40mm以下的常规桥 梁工程上，但目前已不多见。嵌固式对接伸缩缝装置利用不同形态的钢构件将不 同形状的橡胶条（带）嵌牢固定，并以橡胶条（带）的拉压变形来吸收梁体的变 形，其伸缩体可以处于受压状态。也可以处于受拉状态。钢制支承式伸缩装置。 当桥梁的伸缩变形量超过50mm时，常采用钢质仲缩装置。该仲缩装置当车辆驶 过时

3、往往由于梁端转动或挠曲变形而产生拍击作用，噪声大，而且容易使结构损 坏。因此，需采用设有螺栓弹簧的装置來固定滑动钢板，以减少拍击和噪声，该 伸缩缝的构造相对复杂。组合剪切式（板式）橡胶伸缩装置。该装置是利用各 种不同断面形状的橡胶带作为填嵌材料的伸缩装置。由于橡胶富有弹性，易于粘 贴，又能满足变形耍求且具备防水功能。因此，口前在国内、外桥梁工程小已获 得广泛应用。模数支承式伸缩装置。板式橡胶制品这一类伸缩装置，很难满足 大位移量的要求；钢制型的伸缩装置，很难做到密封不透水，而且容易造成对车 辆的冲击，影响车辆的行驶性。因此，出现了利用吸震缓冲性能好又容易做到密 封的橡胶材料，与强度高性能好的异

4、型钢材组合的，在大位移量情况下能承受车 辆荷载的各类型模数支承式（模数式）桥梁仲缩装置系列。弹性体仲缩装置。 弹性休伸缩装置分为锌铁皮伸缩缝和tst碎石弹性伸缩缝，弹性体伸缩装置是 一种简易的伸缩缝装置，对于中小跨径的桥梁，当伸缩量在20mm-40mm以内时 可以采用tst碎石弹性伸缩缝装置，是将特制的弹塑性材料tst加热熔化后， 灌入经过清洗加热的碎石中，即形成了 tst碎石弹性伸缩缝，碎石用以支持车 辆荷载，tst弹塑性体在一 25°c60°c条件下能够满足仲缩量的要求。2桥梁伸缩缝设计要点2伸缩缝破坏过早的设计原因伸缩缝的破坏最先从过渡段的混凝土开始。 过渡段混凝土的

5、主要荷载为车辆轮压产生的动载，当轮压在伸缩缝上吋，其荷载 通过锚固系统传递到过渡段混凝土，再传递到梁板上，并产生一定的压缩变形。 在设计上而言，造成伸缩缝的破坏过早，无非是以卜方面的原因：伸缩缝在整 个桥梁工程所占的份量不多，一般易被设计人员忽视，从而未对仲缩缝进行细致 的考虑与设计。伸缩装置的受力复杂，而与z密切相关起决定作用的锚固系统 却不尽合理。设计方而对施工的实际情况考虑不足。如：锚固混凝土太薄且钢 筋密布，伸缩装置的锚固系统很难准确地预埋在梁中，甚至无法预埋，相当一部 分锚固系统不得不锚固在整体化层混凝土屮。有的设计工程师在伸缩缝设计过 程中只注重计算桥梁的伸缩量，并以此进行选型，而

6、往往对伸缩装置的性能了解 不全面，忽视了产品的相应技术要求。2.2伸缩缝设计要点221整体设计合理选定恰当伸缩量的缝隙极为重要，缝隙越大伸缩装置越 容易遭破坏。采用的缝隙过大或过小，以及没有考虑安装吋的温度而调整间隙。 特别是针对板式橡胶伸缩装置，易造成破坏。即使是连续桥面，在面层铺装上往 往也会出现裂纹。因此。耍采取预先切割桥面，设置接缝，或用较软的铺装层来 吸收裂缝，或者安设小型的伸缩装置来解决。在较大纵坡的情况下，如不设置考 虑适应竖直变位的构造，也容易产生缺陷，引起破坏。伸缩装置沿桥面纵向，即 使伸缩量小，也存在挠度差大的问题，因此，在伸缩装置构造上要给予重视。伸 缩装置与梁体结合成等

7、强的整体无疑是提高其使用效能的重要手段。除模数式伸 缩装置z外的其他类型的桥梁伸缩装置，与桥面板的固定、结合往往不够充分， 效果不其理想，一般构造尺寸较小、刚度不足，而且对新材料的特征、配合等研 究不够深入,所以在选型时应作充分的比较研究。为防止因雨水而起的漏水现象, 虽然在一些钢制伸缩缝装置屮，对配合部位采取插入密封橡胶或将排水装置或铺 装层面层作为容易清扫的型式，或在整个缝隙中灌注填人防水材料的实用型式。 对与桥面的雨水，一般应在伸缩装置附近设集中排水口；对不在日常养护作多次 涂漆的构件上，设计上应采用优质耐久的防护材料作冇效的处理。2.2.2实例设计在设计方面，有些设计者误认为上部构造梁

8、板的实际预制t 度与理论长度之差就是桥两端伸缩缝的宽度。就一孔20m长的简支梁桥为例， 冇些设计人员照本宣科，把两端各设一道缝宽2cm的伸缩缝。实际上按温差45°c 设计，伸缩量按下式计算： l=alt+a ls+a lc+a ld+a ale, ltf=atal。式中：温度变化产生的伸缩量；a一线膨胀系数，混凝土 a=10><10-6,钢 a=12><10-6；l伸缩梁的长度；als, alceb于混凝土收缩和徐变影响而产生的收缩；ld梁端传角产生的变形量；le制造安装误并。膨胀系数n=10xl0-6,干燥收缩度20x10-5,徐变系数屮=2.0,预应力引起

9、的 平均轴向应力o=6n/m m2,混凝土的弹性模量eh=30000n/m m2,施加预应力后 三个月的递减系数=0.4，则： =45x10x10-6x20000=9mm ,l=20xal 卩=20x1 ox 106x20000x0.4=l.6mm 。 l=o / eh|/l 卩=6/30000x2x20000x0.4=3.2mm。设梁端旋转水平变形ld=3mm。总伸缩量 l=9+l.6+3.2+3=16.8mm。按此计算，只在一端（若系坡桥只在高处一端）留一 道缝宽2cm的伸缩缝即可，另一端桥面铺装与背墙连续，这样，既节约了资金, 又减轻了跳车。合理预留伸缩缝宽度，可使其在夏季挤紧，到冬季温

10、度降低时才会拉开，从 而冇效捉高仲缩缝寿命，减小桥头跳车。据观察伸缩缝挤坏的很少，大部分是缝 太宽，引起跳车，跳车越严重缝破坏的越快，形成恶性循环。另外混凝土还有相 当高的抗压强度，只要挤压在规定范围内，对桥梁结构不会造成影响。由此可见 在伸缩缝的设计中，采用安全系数较大的伸缩缝宽度，是完全没冇必要的。3结语桥梁仲缩缝的破坏，对桥梁使用性能以及通车都会带来严重的影响，因此必 须加强桥梁伸缩缝的优化设计，从伸缩缝类型、结构以及环境等和关因素进行强 化设计，才能确保伸缩缝在今后的使用屮，满足桥梁使用性能。进行林梁伸缩缕设计肘要考虑哪些因素进行桥梁伸缩缝设计时要考虑哪些因素,对于设计图纸上的一些技术

11、术语，我们 常笼统地称桥梁中使用的伸缩装置为伸缩缝。其实，工程技术人员通常所指的伸 缩缝，应是桥梁接缝处安设的一整套伸缩装置。为了确切表述这些基本概念，依 据国家标准道路工程术语标准(cbj124-88)，并参考有关资料，对有关桥梁 伸缩装置专用名词术语进行注：1. 公路桥梁的伸缩量如何确定：以设置公路桥梁伸缩缝的伸缩量时为基准，把 桥梁结构在伸缩装置处由于温度升高引起的伸长量、由于温度下降引起的收缩 量、由于混凝土收缩徐变影响引起的收缩量等的绝对值的合计值，即仲缩装置的 拉伸值和压缩值的总和，称为伸缩量。伸缩装置的伸缩量这一专用术语，以而有 种种用法，但这里只表示桥梁结构的仲缩量，且将这个仲

12、缩量值作为选择仲缩装 置型式的基本依据。2. 伸缩装置：为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的需要，在桥面伸缩接缝 处设置的各种装置的总称。3. 初始压缩量：对于橡胶型仲缩装置，在设置时，必须预先压缩其仲长量，以 使在最大间隙时，橡胶伸缩体不出现拉力作用，而在最小间隙时，橡胶伸缩体不 致出现挤压鼓出现象，这时的压缩量称为初始压缩量。对板式橡胶型伸缩装置， 当在低于设计安装温度的情况下安装吋，预先拉开一定的伸长量，也可称为初始 预拉量。其它型式的伸缩装置，出厂前按设计要求的初始定位值，也可称为初始 压缩量。4富裕量；因考虑桥梁结构的挠度产生的变位、由结构型式应考虑的必需余量 以及伸缩装置加工和安装

13、时的误差等因素的影响而预留之余量，称之为富裕量。 这里的富裕量包括伸缩装置拉开与压缩两种状态下的预留量值。5.为适应材料胀缩变形对结构的影响，而在结构的两端设置的间隙。因此，便 缩缝的伸缩量加富裕量,其形成的距离即为伸缩间隙。以钢sgf型桥梁伸缩缝为 例，间隙按结构、型式可分为梁(桥)端间隙(设计的主要考虑参数)、桥而板间隙、 接缝间隙、钢齿间隙等儿个方面。伸缩缝是适应我国公路桥梁建设的一种新型桥梁伸缩装置，它采用整体热轧 16mn异型钢，克服了挤压异型钢直线度和集合尺寸不均匀的特点，gqf-c型桥梁 仲缩装置综合技术性能和技术指标均达到或优于国际同类产品先进水平,结构型 式及异型钢轧制均属国

14、内首创，将成为交通行业标准推荐产品.c型、e型、f型伸缩缝具有建筑高度低，国产热轧整体成型杲型钢材高度仅sonuii, 结构简单，安装方便，具有明显的可靠性，舒适性和耐久性.适用于桥面铺装层厚 度等于或人于80mm,伸缩量小于等于80mm的各种桥梁，既方便旧桥梁伸缩装置更 换，又可供新桥梁修建选用，其中间橡胶密封条其技术耍求:采用氯丁橡胶(cr) 密封橡胶带的伸缩装置适用与温度为-25°c-+60°c地区采用天然橡胶（nr）密封 橡胶带的仲缩缝装置适用于温度为-40°c-+60°c地区中使用。桥梁伸缩缝在生产上的技术要求：1. 橡胶采用氯丁橡胶（即cr,

15、适用于温度在-25°c-+60°c地区）或采用天然橡胶 （即nr,适用于温度在-40°c-+60°c地区）2. 仲缩缝装置屮使用的钢板,质量要求符合gb012, gb374的规定，使用的异型钢 材，（即16mn或q345）符合jt/t1591的规定.桥梁仲缩缝设计要点分析随着我国交通运输事业的迅猛发展，桥梁作为交通线中的重要纽成部分，其 数量的增多、规模的扩人更为明显，而桥梁组成之一的伸缩装置，用量也越来越 大，使用范围也越來越广，型式也越來越多了。桥梁伸缩装置在结构中宜接承受 车轮荷载的反复冲击作用，且长期暴露在大气屮，是桥梁小易受破坏且难以修补 的部

16、位。因此，选用优良的伸缩装置，使其能适应由于桥梁的各种变化所引起的 伸缩。1桥梁伸缩缝概述桥梁伸缩缝是指为适应材料胀缩变形需要而在桥梁上部结构中设置的间隙。 为使车辆平稳通过桥面，在桥梁伸缩缝处设置的由橡胶和钢材等构件组成的各种 装置称为仲缩缝装置。当前，对于桥梁仲缩缝一般冇对接式、钢制支承式、组合 剪切式（板式）、模数支承式以及弹性装置。对接式伸缩缝。对接式伸缩缝装 置，更具其构造形式和受力特点的不同，可分为填塞对接型和嵌固对接型两利i。 填塞对接型伸缩装置是以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填塞缝隙，伸缩体在任 何情况卜都处于受压状态。该类伸缩装置一般用于伸缩量在40nini以卜的常规桥 梁工

17、程上，但目前已不多见。嵌同式对接仲缩缝装置利用不同形态的钢构件将不 同形状的橡胶条（带）嵌牢固定，并以橡胶条（带）的拉压变形来吸收梁体的变 形，其伸缩体可以处于受压状态。也可以处于受拉状态。钢制支承式伸缩装置。 当桥梁的伸缩变形量超过50mm时，常采用钢质伸缩装置。该伸缩装置当车辆驶 过时往往由于梁端转动或挠曲变形而产生拍击作用，噪声大，而且容易使结构损 坏。因此，需采用设冇螺栓弹簧的装置来同定滑动钢板，以减少拍击和噪声，该 伸缩缝的构造相对复杂。组合剪切式（板式）橡胶伸缩装置。该装置是利用各 种不同断面形状的橡胶带作为填嵌材料的伸缩装置。由于橡胶富有弹性，易于粘 贴，又能满足变形要求且具备防

18、水功能。因此，目前在国内、外桥梁工程中已获 得广泛应用。模数支承式伸缩装置。板式橡胶制品这一类伸缩装置，很难满足 大位移量的要求；钢制型的仲缩装置，很难做到密封不透水，而且容易造成对车 辆的冲击，影响车辆的行驶性。因此，出现了利用吸震缓冲性能好乂容易做到密 封的橡胶材料，与强度高性能好的界型钢材组合的，在大位移量情况下能承受车 辆荷载的各类型模数支承式（模数式）桥梁伸缩装置系列。弹性体伸缩装置。 弹性体伸缩装置分为锌铁皮伸缩缝和tst碎石弹性伸缩缝，弹性体伸缩装置是一 种简易的仲缩缝装置，对丁屮小跨径的桥梁，当仲缩量在20mm-40mm以内时可以 采用tst碎石弹性伸缩缝装置，是将特制的弹塑性

19、材料tst加热熔化后，灌入经 过清洗加热的碎石屮，即形成了 tst碎石弹性伸缩缝，碎石用以支持车辆荷载， tst弹塑性体在一 25°c60°c条件下能够满足仲缩量的要求。2桥梁伸缩缝设计要点2. 1仲缩缝破坏过早的设计原因仲缩缝的破坏最先从过渡段的混凝土开始。 过渡段混凝土的主要荷载为车辆轮压产生的动载，当轮压在伸缩缝上时，其荷载 通过锚固系统传递到过渡段混凝土，再传递到梁板上，并产生一定的压缩变形。 在设计上而言，造成伸缩缝的破坏过早，无非是以下方面的原因：伸缩缝在整 个桥梁工程所占的份量不多，一般易被设计人员忽视，从而未对伸缩缝进行细致 的考虑与设计。仲缩装置的受力复杂

20、，i佃与z密切相关起决定作用的锚同系统 却不尽合理。设计方面对施工的实际情况考虑不足。如：锚固混凝土太薄且钢 筋密布，伸缩装置的锚固系统很难准确地预埋在梁屮，甚至无法预埋，相当一部 分锚固系统不得不锚固在整体化层混凝土中。冇的设计工程师在伸缩缝设计过 程中只注重计算桥梁的伸缩量，并以此进行选型，而往往对伸缩装置的性能了解 不全而，忽视了产品的相应技术要求。2. 2伸缩缝设计要点2.2.1整体设计合理选定恰当伸缩量的缝隙极为重要，缝隙越大伸缩装置越 容易遭破坏。采用的缝隙过人或过小，以及没冇考虑安装时的温度而调整间隙。 特别是针对板式橡胶伸缩装置，易造成破坏。即使是连续桥面，在面层铺装上往 往也

21、会出现裂纹。因此。要采取预先切割桥而，设置接缝，或用较软的铺装层来 吸收裂缝，或者安设小型的伸缩装置来解决。在较大纵坡的情况下，如不设置考 虑适应竖直变位的构造，也容易产生缺陷，引起破坏。伸缩装置沿桥面纵向，即 使伸缩量小，也存在挠度差大的问题，因此，在伸缩装置构造上要给予重视。伸 缩装置与梁体结合成等强的整体无疑是提高其使用效能的重要手段。除模数式伸 缩装置z外的其他类型的桥梁仲缩装置，与桥而板的固定、结合往往不够充分， 效果不甚理想，一般构造尺寸较小、刚度不足，而且对新材料的特征、配合等研 究不够深入,所以在选型吋应作充分的比较研究。为防止因雨水而起的漏水现象, 虽然在一些钢制伸缩缝装置中，对配合部位采取插入密封橡胶或将排水装置或铺 装层面层作为容易清扫的型式，或在整个缝隙中灌注填人防水材料的实用型式。 对与桥而的雨水，一般应在仲缩装置附近设集屮排水口；对不在日常养护作多次 涂漆的构件上，设计上应采用优质耐久的防护材料作有效的处理。2. 2. 2实例设计在设计方面，有些设计者误认为上部构造梁板的实际预制长 度与理论长度之差就是桥两端伸缩缝的宽度。就一孔20m长的简支梁桥为例，冇 些设计人员照本宣科，把两端各设一道缝宽2on的伸缩缝。实际上按温茅45°c 设计，仲缩量按下式计算：al=alt+