论无伸缩缝桥梁构造细节及设计的影响因素

1、论无伸缩缝桥梁构造细节及设计的影响因素摘要：公路桥梁的伸缩键是当今桥梁施工和维护中的难题之一。桥梁的伸缩维长期暴露在大气中，使用环境比拟恶劣，是桥梁构造中最易遭到破坏而又较难以修补的部位。桥梁伸缩键在设计、施工上稍有缺陷或缺乏，就会引起其早期破坏；而桥梁伸缩缝的破坏，又可能引起很大的车辆冲击荷载，恶化行车状况，急剧降低桥梁使用寿命。为此，本文结合实际工作经历对无伸缩缝桥梁的一些影响因素进展分析，并提出了详细的支持结论。关键词：无伸缩缝桥梁影响0引言公路桥梁的伸缩缝已成为桥梁施工和维护的难题之一。研究、设计和制造使用更好的伸缩装置固然非常重要，但从另一方面讲，如能采用无伸缩装置的桥梁构造，那么是

2、从根本上解决桥梁由于伸缩装置遭受毁坏的现象。因此，世界各国的学者都在努力寻求最好的伸缩缝构造，得到的结论是“最好的伸缩缝是无伸缩缝。因此，无伸缩缝桥梁应运而生。1无伸缩缝桥梁的构造细节混凝土梁和钢梁采用无伸缩缝整体式桥台的细部构造。这些细部构造的图示仅仅是一个根本骨架，还不能反映出其他设计方面的重要细节。细部构造只是为了给初次接触无伸缩缝桥梁的人们以一个根本的概念和印象，不可能在本文中进展更为详细详细的描绘和形容，对此，我们将在以后的讨论中进一步加以阐述。但是初步理解这些细部构造对于全面认识无伸缩缝桥梁的性能、整体性和耐久性会有很大的帮助。2无伸缩缝桥架设计中的影响因素由于无伸缩缝桥梁的纵梁埋

3、入混凝土桥台，上部构造受到局部的约束，因此设计时要考虑次要荷载的影响。下文归纳总结了次要荷载的影响。2.1徐变的影响徐变引起的应变大小取决于上部构造的跨径、混凝土承受荷载时的龄期、荷载的持续时间、混凝土的质量、周围的温度以及混凝土构件的形状。本文采用随龄期变化的有效弹性模量法分析徐变对中小跨径、钢-混凝土组合梁的无伸缩桥梁的影响。结果说明徐变的存在可以减小桥台处和墩顶处截面上缘的拉应力，但同时也会增加钢纵梁下缘的压应力(小于恒载引起的应力的10%，不会对构造的受力产生有害影响)。因此，在设计中小跨径、钢-混凝土组合梁的无伸缩缝桥梁时可以不考虑徐变的影响。2.2收缩的影响混凝土桥面板和钢纵梁收缩

4、的不一致会在构造内部引起自应力。此外，无伸缩缝桥梁的端部受到局部或完全的约束，导致收缩、徐变会在构造内部引起应力。一些学者认为收缩和徐变的作用相反，两者可互相抵消。但本文分析说明，收缩和徐变的作用不能完全抵消，会有余应力存在，可能导致混凝土裂缝的逐渐开展，而混凝土裂缝的开展又会使得收缩应力得到局部的减校因此在对无伸缩缝桥梁进展分析和设计时应当考虑收缩对上部构造的影响。转贴于论文联盟.ll.2.3温度对无伸缩缝桥梁的影响温度的影响无疑是无伸缩缝桥梁设计中的一个非常重要的因素，但事实上正如前文所指出的那样，对许多桥梁的应力测试说明，由于温度作用而测得的应力值要比预计的要小，分析其原因可能有两点：其

5、一是混凝土由于温度的膨胀或收缩，会产生徐变。徐变将使得应力不能到达设计时所预计的程度。因此为了使理论更好地反映实际的情况，有的部门设计时考虑把混凝土的温度弹性模量减小到动力荷载弹性模量的1/3。其二是由于大多数混凝土构造体积相对较大，使得它们对周围的温度变化比拟不敏感。AASHT美国各州公路和运输工作者协会在计算温度变化时对此进展了规定：必须考虑到大体积混凝土构件或构造内部温度对大气温度的相对滞后。混凝土桥温度周期的最大值要比钢桥的校由于混凝土较大的体积要吸收热量，因此它的温度不会与理论预计的一样？这就可以从某一方面解释，为什么这两种材料的热膨胀系数几乎一样混凝土0.00001，钢a0.000

6、012，而钢桥对温度的变化要比混凝土敏感得多。至于温度对无伸缩缝桥梁的影响在定量上的分析还有待于进一步的讨论研究。2.4沉降的影响下部构造的沉降会在无伸缩缝桥梁的上部构造引起相当大的应力，其影响取决于桥梁的构造特征和几何特征，如上、下部构造的刚度、沉降量、跨数、跨径、台高和支承情况等。GangaRa等人在1981年的研究中指出沉降对单跨桥梁的影响不大;对于多跨桥梁，恒载引起的沉降可通过使桥台和桥墩所受的反力大致相等来得到解决。因此通过合理的设计，无伸缩缝桥梁可以不考虑沉降的影响。2.5土压力的影响当上部构造受热膨胀时，桥台会挤压台后填土引起被动土压力。台后土压力的计算存在着许多不确定性的因素，

7、如被动土压力的大小及其在纵向和横向的分布。虽然被动土压力会在上部构造引起轴力和弯矩，但本文的研究却说明土压力的影响可以忽略不计，因此作者建议在分析和设计无伸缩缝桥梁时可以不考虑土压力的作用。2.6桩的应力考虑到上部构造与整体式桥合的桩根底对纵向挪动的抵抗作用有直接关系，在进展无伸缩缝桥梁设计时：限制整体式桥梁的根底形式，最好做成单排的细长垂直桩。限制桩型。调整H型桩弱轴方向，使之与运动方向一致。提供一种铰接装置来控制桩的挠曲。限制构造斜交角的大校还有一些其他问题，如：如何平衡整体式桥台后面的主动上压力？是否在整体式桥合后留有自由的空间以允许温度膨胀？如需要的话采用什么样的细部构造？等等。当然这些问题的解决，需要今后在无伸缩缝桥梁设计中不断地进展研究和理论。通过设计上的考虑，假如设置循环控制缝、压力释放缝、引道板或安排一定的施工次序等可以克制无伸缩缝桥梁的一些缺陷，但跨径等方面的限制那么使一些设计者仍倾向于采用有伸缝桥梁。尽管无伸缩缝桥梁在美国已经成功地建造了很长时间，但至今还没有一个比拟科学的设计理论。目前的设计方法根本上是依赖于经历与观察，还没有从根本上解决无伸缩缝桥梁有关的分析方法和构造设计。美国大多数州确实采用了无伸缩缝整体式桥台的桥梁，但调查研究也