桥梁伸缩缝基本知识要点

桥梁伸缩缝基本知识要点为满足桥面变形的规定，普通在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设立伸缩缝。规定伸缩缝在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，能自由伸缩，牢固可靠，车辆行驶过时应平顺、无突跳与噪声；要能避免雨水和垃圾泥土渗入阻塞；安装、检查、养护、消除污物都要简易方便。

在设立伸缩缝处，栏杆与桥面铺装都要断开。伸缩缝概述桥梁伸缩缝介绍：桥梁伸缩缝的作用:在于调节由车辆荷载和桥梁建筑材料所引发的上部构造之间的位移和联结。斜交桥的伸缩装置一旦被破坏，将严重影响行车的速度、舒适性与安全，甚至造成行车安全事故。伸缩缝功效：确保梁体自由伸缩使车辆平稳行驶含有良好的密水性和排水性便于去除沟槽污物桥梁的伸缩维长久暴露在大气中，使用环境比较恶劣，是桥梁构造中最易遭到破坏而又较难以修补的部位。而桥梁伸缩缝的破坏，又可能引发很大的车辆冲击荷载，恶化行车状况，就会造成跳车、噪音、漏水、影响行车安全急剧减少桥梁使用寿命。伸缩缝功效缺失或损坏的危害：伸缩受阻，或墩台顶坏，或梁体内力增大车辆行驶跳车，行驶不平稳冲击作用增大，对桥梁特别是端部造成损伤渗水危及耐久性伸缩缝型号桥梁伸缩缝型号有：GQF-C型、GQF-Z型、GQF-E型、GQF-F型、GQF-MZL型,全都是采用热轧整体成型的异型钢材设计的桥梁伸缩缝产品。其中GQF-C型、GQF-Z型、GQF-L型、GQF-F型桥梁伸缩装置合用于伸缩量80mm下列的的桥梁：GQF-MZL型桥梁伸缩装置型是由边梁、中梁、横梁和连动机构构成的模数式桥梁伸缩缝装置,合用于伸缩量80mm-1200mm的大中跨度桥梁。代号表达办法与中华人民共和国交通行业原则表达办法相一致，以GQF-C60、GQF-F80、GQF-MZL480、GQF-C60(NR)、GQF-F80(CR)为例。GQF为交通行业原则规定的伸缩缝装置代号.型式代号:-MZL表达模数式、直梁连杆链条型:(C、Z、F、L、)表达异型钢材的形状。数字表达伸缩装置位移量:0-1200mmNR和CR表达橡胶种类:NR表达天然橡胶、CR表达氯丁橡胶伸缩缝类型无缝式：暗缝型（桥面持续、TST）对接式：填塞对接式、嵌固对接式（仿毛勒式）钢制支承式（梳齿板）组合型：橡胶板式模数式：毛勒式无缝式无缝式伸缩装置，是接缝构造不伸出桥面时，在桥梁端部的伸缩间隙中填入弹性材料并铺上防水材料，然后在桥面铺装层铺筑粘弹性复合材料，使伸缩缝处的桥面铺装与路面形成一持续体，以接缝处的沥青混凝土、弹塑体等材料的变形来吸取梁体的伸缩，同时提供对车轮的支承的构造。常见的形式重要有桥面持续、TST碎石弹塑体伸缩缝等。这类伸缩装置的重要特点为：①能适应桥梁上部构造的伸缩变形和小量转动变形；②使桥面铺装形成持续体，行车时不产生冲击、震动，行车舒适性较好；③伸缩装置本身形成多重防水构造，防水性较好；④在严寒地区，易于机械化除雪养护，不至于破坏接缝；⑤施工简朴易行，便于维修、更换。这种类型的伸缩装置，普通是在路面(桥面)施工完毕后用切割机切割路面，并在槽口内注入嵌缝材料而成的构造，仅合用于伸缩量较小的部位(普通<40mm)严格按照工艺规定安装的无缝伸缩缝粘接料，其寿命是普通改性沥青路面的两倍左右。

TST粘接料普通在零下-40℃时桥面不会变脆，在夏季高温达80℃时不会流动。在全国范畴内都能够正常使用。由于TST的高温粘附特性，在施工时可与现有路面牢固粘结变快，常温不粘，冷却后也不会被带走。TST是一种特制的高粘弹塑性材料，常温下呈弹塑态，高温熔溶后可热灌人碎石中，成型后犹如沥青砼状，能承受车辆荷载，又有弹性，可替代小伸缩缝的功效。施工方便快捷，铺装冷却后，即可开放交通。当伸缩缝需要进行更换时，可半边施工。对交通繁忙路段不中断交通。TST无缝伸缩缝施工工艺1)开槽：按设计规定拟定的槽口宽度放样、切缝、移走切除掉的路面材料并将槽口清理干净。2)植筋：在距槽口边沿5cm，横桥向每间隔25cm打入一种膨胀螺栓，高度至1／2槽口深，并在螺栓内侧螺帽上顺缝方向通焊一根12的钢筋。3)填充海绵体：高压水清洗槽口，然后用火焰烤热、烘干槽口表面。在相邻梁端缝隙内填海绵胶条，尽量填满，不留空隙。4)在槽口外露面上均匀涂刷TST专用粘合剂，等待15min后浇人溶化的TST，并用刮板均匀地涂抹在槽口底面与侧面，厚度1～2mnl。然后放置跨缝钢板，以定位钉固定，并注意对中。5)从槽口一端开始，放入已炒热(130～150℃)的大石子，厚度以能见终究层的TST为准。然后浇入TST，沉没石子。依此逐级铺设。7)铺上炒热的小石料，高出桥面10mm，用平板振动器振实，然后用刮板刮平。普通为避免下沉，高出桥面l～2mm，这时可任意修整，并用铁锨拍平。8)浇灌上足够的TST，沉没石子，这时为避免TST流到两边桥面上。可在槽口两边用木板挡住，以保持边沿的整洁。9)修整边沿，去掉两边挡板，冷却1～2h，开放交通。对接式填塞对接式伸缩装置是以伸缩体的弹性来承受车轮荷载的伸缩装置，其伸缩体所用的材料有砂石、碎石及多个形状橡胶制品等，也有采用泡沫塑料板或合成树脂材料等，伸缩体总是处在压缩状态。常见的有U型锌铁皮型、木板填塞型、沥青填塞型及矩形橡胶条、管型橡胶条型等。U型镀锌铁皮伸缩装置，是一种广泛应用于70~80年代的填塞对接式伸缩装置。这类伸缩装置的重要特点为：①造价低廉；②所需要材料易于加工；③施工简朴易行;这类普通合用于伸缩量为40mm以内的桥梁，由于耐久性、防水性差，使用寿命短，现在已经极少采用。嵌固对接式伸缩装置又称异型钢式或仿毛勒式伸缩装置，其构造原理是将不同形状的橡胶制品用不同形状的钢构件嵌固起来，然后通过锚固系统将它们与接缝处的梁体或桥台背墙锚固成整体，由异型钢提供对车轮的支承，以橡胶条、橡胶带的拉压来吸取梁端的变形，其伸缩体能够处在受压状态，也能够处在受拉状态。这是现在在国内公路桥梁建设中使用较为广泛的一种伸缩装置，常见的有W型、SW型、M型、PG型等。这类伸缩装置合用于伸缩量不大于80mm的桥梁构造，即接缝宽度为20mm一80mm。这类伸缩装置的重要特点为：①构造简朴，受力明确，造价较低；②伸缩装置重要构件均由生产厂家加工完毕，施工现场安装，与梁端连接普通通过钢筋焊接，构造可靠，施工质量易于确保；③耐久性较好；④防、排水性能好；⑤行车舒适度较好。毛勒伸缩缝的两条设计原则是“刚性锚固”和“密封防水”

1）刚性锚固伸缩缝锚固的好坏直接影响伸缩缝的寿命。锚固金属板重要起传递力的作用。通过疲劳实验的锚固装置直接焊接在边梁上。同时，边梁与桥梁上部构造刚性连接，以确保伸缩缝承载最大的交通负荷。在长久承载动态交通负荷状况下，其它伸缩缝用螺钉或螺栓与桥梁上部构造连接的办法是不可行的。毛勒伸缩缝在这方面进行了领先一步的设计，把承载和防水两项功效分离开来，逐个解决，这就更加有助于两项功效的加强与完善。2）彻底防水毛勒伸缩缝的特性之一是将氯丁橡胶密封条有效地嵌入边梁的凹槽内，可确保彻底防水。同时，只要用简朴的工具便可在桥面上对其进行更换或用硫化法对其进行修补。在边梁的保护下，密封条不遭受车轮的直接碾压，且其“V”型构造能起到自行去除泥沙的作用。密封条既能抗拉力，又可进行侧向和垂直的位移。相比之下，伸缩缝的漏水给桥梁构造将造成一定的破坏。钢制支承式钢制支承式伸缩装置是用钢材装配而成的，能直接承受车轮荷载的构造。这种伸缩装置以前多用于钢桥，现在混凝土桥梁也有使用。钢制支承式伸缩装置种类、现状、尺寸繁多，应用比较广泛的重要是钢梳齿型。钢梳齿型桥梁伸缩装置的构造是由梳型板、连接件及锚固系统构成，有的钢梳齿型桥梁伸缩装置，在梳齿之间填塞有合成橡胶，以起防水作用，亦有采用专门的排水槽来解决排水问题的。钢梳齿型桥梁伸缩装置，亦为钢板手指状接缝，根据梳齿的支承状况分为支承式和悬臂式。这类伸缩装置的重要特点为：①构件全部采用钢材加工装配，构造强度高；②能够对车轮提供持续的支承，行车舒适度好；③与梁体连接均采用预埋钢构件，连接可靠；④抗冲击、震动能力强，耐久性好；⑤能够适应较大的水平变位，可用于大型桥梁。这类伸缩装置合用于伸缩量不不大于40mm的桥梁，但因其造价较高，应用范畴不是很广泛。梳齿板式伸缩缝橡胶板式橡胶板式伸缩装置是充足运用橡胶材料剪切模量低的特性，在橡胶体内设立承重钢板与锚固钢板，并设立螺栓孔，通过螺栓与梁端连接成整体。这种构造依靠上下凹槽之间的橡胶体剪切变形来吸取梁的伸缩变位，橡胶体内埋设钢板，跨越梁端间隙，承受车轮荷载。这种装置在我国应用较早，全国的生产厂家比较多，名称各不相似重要应用于上世纪80~90年代。橡胶板式伸缩装置，含有构造简朴、安装方便、经济合用等优点。重要为适合于伸缩量30mm一60mm的二级下列的公路桥梁，在我国应用较多。这类伸缩装置含有下列性能特点：①它是依靠上下两块钢板之间的橡胶体产生的剪切变形来满足构造的变形需该装置产生变形之后，在橡胶体内存有一定的变形能，对构造将有一定的约束要力；②承重的跨缝钢板预埋在橡胶体内，与钢构造伸缩装置比较，它对车轮的冲击力，有一定的缓冲作用，有效地保护了伸缩装置与梁体，改善了行车条件；③伸缩装置的角钢，有效地加强了梁体的端部强度。橡胶板式伸缩装置的伸缩体的水平变形内力较大，普通每延米约有30一35Nk，变形越大，水平力越大，装置的整体破坏的可能性也越大。

因此，橡胶板式伸缩装置选型时，一定要考虑由于安装时的误差，温度误差等因素，选用的变形富裕量不不大于30mm，以确保该类装置的正常使用。模数式模数式桥梁伸缩装置，是由纵梁(异型钢)、横梁、位移控制箱、橡胶密封带等构件构成的伸缩装置。由V型截面或其它截面形状的橡胶密封条(带)，嵌接于异型钢边梁和中梁内，构成可伸缩的密封体，由异型钢直接承受车轮荷载，并将荷载传递至横梁，由横梁传递至梁体和桥台;位移控制箱在伸缩装置吸取梁端变形时，确保异型钢间间隙保持均匀;橡胶密封带起避免杂物进入及防水。模数式伸缩装置能够根据实际伸缩量的需要，增加中梁钢和密封体的个数，可构成满足大位移量的伸缩装置，普通用于伸缩量不不大于80mm的桥梁。从8Omm的单缝到12OOmm的多缝，共分15级。

这类伸缩装置的重要特点为：①整个伸缩装置由异型钢纵梁、钢横梁、控制传动机构、位移箱、密封橡胶条等多个构件构成，构造较复杂；②密封性能较好，防、排水性能好；③可合用于有较大伸缩量规定的桥梁；④构造整体刚度较高，耐久性较好；⑤行车舒适度较好。但因该伸缩装置构造复杂，维修、更换均需要生产广家专业技术人员，加之造价高，普通只用于等级较高的大型桥梁。模数式桥梁伸缩装置模数式桥梁伸缩装置，是由纵梁(异型钢)、横梁、位移控制箱、橡胶密封带等构件构成的伸缩装置。由V型截面或其它截面形状的橡胶密封条(带)，嵌接于异型钢边梁和中梁内，构成可伸缩的密封体，由异型钢直接承受车轮荷载，并将荷载传递至横梁，由横梁传递至梁体和桥台;位移控制箱在伸缩装置吸取梁端变形时，确保异型钢间间隙保持均匀;橡胶密封带起避免杂物进入及防水。模数式伸缩装置能够根据实际伸缩量的需要，增加中梁钢和密封体的个数，可构成满足大位移量的伸缩装置，普通用于伸缩量不不大于80mm的桥梁。这类伸缩装置的重要特点为：①整个伸缩装置由异型钢纵梁、钢横梁、控制传动机构、位移箱、密封橡胶条等多个构件构成，构造较复杂；②密封性能较好，防、排水性能好；③可合用于有较大伸缩量规定的桥梁；④构造整体刚度较高，耐久性较好；⑤行车舒适度较好。但因该伸缩装置构造复杂，维修、更换均需要生产广家专业技术人员，加之造价高，普通只用于等级较高的大型桥梁。桥梁伸缩缝设立根据梁体伸缩量是选择伸缩缝的最重要根据影响伸缩装置伸缩量的基本因素1、温度变化温度变化是影响桥梁伸缩量的重要因素，它分为线性温度变化和非线性温度变化，其中线性温度变化对桥梁伸缩量影响占据主导地位。桥梁构造在外界特定温度环境，梁体内部温度分布不均匀，梁体端部在材料热性能的变化下产生角变位。对跨径小的桥梁（L≤8m），线膨胀系数很小，可不予考虑；对大跨径桥梁，设计时必须引发足够重视。普通设计时线膨胀系数可按下表数。温度变化范畴及线膨胀系数2、混凝土的收缩和徐变混凝土的收缩、徐变是混凝土构件本身所固有的属性，也是一种随机现象。混凝土的配合比、水灰比、塌落度、水泥品种、温度、相对湿度、混凝土的加载龄期、持荷时间和强度等对混凝土收缩、徐变影响很大。钢筋混凝土桥和预应力混凝土桥均需考虑其收缩和徐变。徐变量按梁在预应力作用下弹性变形乘以徐变系数ф=2求得；收缩量以温度下降20℃来换算。在安装伸缩缝时，收缩和徐变已经发展到一定程度，计算时应以安装时刻为基准，对混凝土收缩和徐变量加以折减。其折减系数β可参考下表选用：3、桥梁纵向坡度纵坡桥梁中活动支座普通作成水平的，当支座位移时，伸缩缝不仅发生水平变位，并且发生垂直错位（Δd），其值等于水平位移值乘以纵坡tgθ。4、斜桥、弯桥的变位斜桥、弯桥在发生支承位移方向的变位（ΔL）时，沿桥端线和垂直于桥端线方向也发生变位，即：

Δd=ΔL·SINαΔS=ΔL·COSα

式中，α----倾斜角，ΔL----伸缩量5、多个荷载引发的桥梁饶度桥梁在活载、恒载的作用下，端部发生角变位，使伸缩装置产生垂直、水平及角变位，如果梁体比较高，还会发生震动。6、地震地震对伸缩装置变位的影响较为复杂，现在还难以把握，设计时普通不予考虑，但有可靠的资料，能计算出地震对桥梁墩台的下沉、回转、水平移动及倾斜量时，设计时应予以考虑。梁体伸缩量计算某预应力混凝土梁桥，梁长40m；温度变化范畴-4℃~42℃；线膨胀系数α=10×10-6；收缩应变ε=20×10-5；徐变系数φ=2.0；收缩、徐变折减系数β=0.6；预应力混凝土的平均轴向应力σp=80kg/cm2；混凝土弹性模量Ec=3.4×105kg/cm2；安装温度20℃。

伸缩缝病害及养护破坏形式及因素分析在没有超载的状况下，伸缩装置疲劳寿命建议值为10~。1）对于填塞对接式式伸缩装置，如果出现角钢脱落、两侧混凝土破碎、桥台侧混凝土完全破碎、橡胶带断裂、坑槽很深时可判期使用寿命终止。2）对于无缝式伸缩装置，如果出现跳车明显，两侧混凝土部分断裂，破碎严重，褶皱时可判其使用寿命终止。3）对于嵌固对接式伸缩装置，如果出现跳车明显，桥面铺装严重破坏时可判其使用寿命终止。4）对于板式橡胶伸缩装置，如果出现锚栓脱落，橡胶老化变形，混凝土开裂时可判其使用寿命终止。无缝式无缝式伸缩缝重要破坏形式有：弹塑体表面出现明显的车辙和裂缝，弹塑体表面产生搓板或局部脱落，骨料的局部脱落或大块剥落;或与桥面铺装接缝处桥面裂缝并逐步碎裂、脱落；或伸缩装置范畴内桥面铺装破损。破损因素分析：弹塑体填料本身材料性能的问题，如弹塑体材料吸取梁端变形的能力及局限性，材料强度局限性，粘结料的质量达不到实际使用规定，施工时未按照生产厂家规定施工；外界的温度，荷载等因素引发的桥梁的位移、转角造成弹塑体开裂、破损；伸缩装置构造本身的构造，如跨缝板强度局限性等。对接式重要破坏形式有：橡胶条热天鼓起、冬天脱落，局部穿孔漏水；锚固区混凝土裂缝、碎裂；桥面铺装破碎、脱落。破损因素分析：橡胶条安装时很难达成抱负状态；重要锚固件，与梁体的预埋件连接单薄，加之铺装混凝土较薄，后浇混凝土面层多缺少振捣，密度和强度都有一定的问题，造成两侧混凝土容易破损；锚固区混凝土与桥面铺装连接强度局限性，由微小裂缝发展至局部碎裂、脱落。

钢制支承式该类型伸缩装置重要破坏形式有：焊口开焊，由于工艺上的问题个别焊缝不易焊牢，出现整块钢板脱落，锚固件单薄造成松动；个别钢齿板疲劳断裂。破损因素分析:这类伸缩装置在加工使用过程中容易产生变形，难以确保齿板和垫板贴合，一旦产生了间隙，对连接部位受力很不利，而引发噪声、跳车，加之日夜运行，齿板在重复荷载作用下，引发过早疲劳，紧固螺栓松动，梳尺板转动翘起外露。橡胶板式该类型伸缩装置重要破坏形式有：橡胶板剥离、预埋钢板外露、脱落、断裂，锚固螺栓剪断脱孔飞出，两侧混凝土开裂破碎，出现坑槽等多个破坏现象。破损因素分析：首先是构造本身的因素（设计因素），这类伸缩装置，其原理是用上下凹槽之间的橡胶剪切变形来满足梁体的伸缩。伸缩体内埋有钢板，跨越梁端间隙承受荷载，两侧有锚固钢板，通过螺栓与梁端连接，并且采用每米分块安装，整体性差。又由于该类型伸缩装置的水平摩阻力很大，这样就对锚固系统规定极高。另首先是产品质量不好，例如，橡胶材质性能，加劲钢板的材质及合理布置，钢板与橡胶粘接强度、生产时的温度和湿度的控制等等都规定非常严格，稍有质量问题，往往出现整板断裂，脱胶、胶层磨损、钢板外露、锚固螺栓剪断橡胶板飞出等等现象，与其橡胶伸缩装置的本身质量、横向宽度大、刚度差别大等都有直接关系。模数式该类型伸缩装置重要破坏形式有:重要中梁构件开焊，出现晃动、噪声；伸缩均匀性差；密封橡胶带老化、脱落或跳出、严重漏水；装置两侧混凝土出现裂缝、坑槽，桥面铺装层局部破碎，锚固系统不抱负，出现局部或整体破坏等。破损因素分析：首先，国内这类伸缩装置用的边梁、中梁多采用钢板或型钢焊接连接成异型件的组合构造，焊接质量较难确保；并且采用压条(或夹片)和螺钉扣紧密封橡胶带的做法，扣件容易锈蚀断裂，造成构造整体性差，电焊工作量大，加上焊接工艺但是关，焊接质量较难确保，出现开焊或橡胶带脱落甚至跳起飞出；另首先，安装这类伸缩装置的预留槽口内，现有锚固箱，又布置了较多的锚固钢筋，涉及梁体内的主钢筋和预埋的锚固钢筋，给浇注混凝土带来困难，容易出现空洞、密实度不易确保、强度局限性等问题，使用中会出现咬口、裂纹、局部坑槽，如不及时解决，将会出现锚固部位全方面破坏的严重问题。重要病害1、伸缩缝过窄病害分析：伸缩缝施工安装时宽度不适宜。造成预留压缩量局限性，伸缩缝挤死，内应力增大，挤坏伸缩缝体混凝土，使路面出现坑槽等路面破损。2、伸缩缝高差病害分析：由于桥台沉陷、安装误差、支座垫石碎裂等因素造成桥梁一侧比路面一侧偏低，形成桥头跳车。经检查桥台沉陷未造成下部构造严重损伤。同时桥头跳车和伸缩缝损毁这两类病害是互有关联的，桥头跳车引发较大的冲击荷载直接作用在伸缩缝附近，造成伸缩缝破损。3、伸缩缝堵塞病害分析：由于沙石等杂物的聚集，伸缩缝容易丧失自由涨缩的能力，在夏天气温升高时主梁不能自由伸长，就容易在相邻的主梁或主梁与桥台之间产生推力，严重的甚至发生主梁的顶起或桥台背墙的开裂。4、伸缩缝橡胶条损坏病害分析：除了老化，由于上述3种伸缩缝的病害，极易造成伸缩缝内橡胶条的开裂损害翘曲。5、锚固区破损病害分析：施工时锚固区后浇带混凝土强度不够，或养护不到位。或者与桥面有高差，造成跳车，加上超载车辆频繁作用造成破损。容易造成伸缩缝钢构部分损坏。6、伸缩缝渗水：这是橡胶条损坏或者锚固区破损引发的伴生病害。渗水引发水侵蚀危害非常大。

直接危害：渗水作用到下列部位引发对应危害。（1）墩（台）支座橡胶老化开裂，钢板锈蚀。（2）墩（台）混凝土、实心板梁体侵蚀麻面，钢筋锈胀。（3）空心板梁腔内积水（4）钢构造梁体端头锈蚀间接危害：水侵蚀会蔓延至梁板、铰缝，损伤上部承重部件。若桥面铺装透水，会加剧下述病害。（5）铰缝漏水，严重铰缝脱落。（6）空心板腹板裂缝。（7）桥梁单板受力（中小空心板梁桥这类病害较严重）。辽宁盘锦田庄台大桥6月10日上午7时许，辽宁省盘锦市境内田庄台大桥忽然发生垮塌。大桥从中间断裂27米，有三辆汽车落水，农用车两名落水司乘人员逃生，所幸无人员死亡。事故因素是超载引发。桥面悬臂梁端伸缩缝处长久渗水，造成牛腿耐久性下降，重车通过时忽然断裂，造成挂梁脱落。

伸缩缝完全用沥青混凝土替代清理伸缩缝修补、更换橡胶条维修锚固区整体跟换伸缩缝伸缩缝清理是日常养护中最为重要的，往往也是最容易无视的伸缩缝清理普通一种月一次，路面容易污染路段需加大频率。清理时不得采用锋利工具，避免破坏橡胶条。能够采用高压水枪、高强风机等设备。橡胶条一旦破损，必须修补或者更换局部较小的裂缝、破损能够采用环氧树脂粘结。破损较大、老化严重的需要更换，更换时采用类似换轮胎的撬棒将旧的橡胶条抽出，同样