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橋梁伸縮縫問題
發(fā)布時間:2014-08-09
簡介:本文介紹了影響伸縮量的諸因素和計算伸縮量的常用公式,對現(xiàn)在橋梁應(yīng)用的伸縮裝置進行了綜述,并對新型的橋梁伸縮裝置——毛勒伸縮縫、TST伸縮裝置的應(yīng)用前景進行了介紹。 關(guān)鍵字:橋梁,伸縮縫,伸縮裝置,伸縮量,公式
橋梁伸縮縫問題現(xiàn)在仍處于探索研究中,它對公路車道的平整度影響較大。為了改善路面與橋面相接處的平整度,一方面應(yīng)當加大橋梁的聯(lián)孔長度以減少伸縮縫的數(shù)量,另一方面要不斷改進伸縮縫的型式、材料以及設(shè)計和施工質(zhì)量。目前,伸縮縫問題的研究、探討及改進已引起國內(nèi)外橋梁專家學者的關(guān)注,本文擬就伸縮縫問題作如下簡述。
1 ?影響伸縮量的基本因素
??1.1 ?溫度變化?溫度變化是影響伸縮量的主要因素。由于我國幅員廣大,溫差懸殊、變差幅度各地不一,茲推薦下列數(shù)據(jù)供設(shè)計參考使用,由于溫度使橋梁內(nèi)部溫度分布不均勻會引起大跨徑橋梁端部產(chǎn)生角變位,一般跨徑比值較小,可不予考慮;大跨徑橋梁,設(shè)計時應(yīng)予考慮
??1.2 ?混凝土的徐變和收縮鋼筋混凝土橋及預(yù)應(yīng)力混凝土橋需考慮其徐變及收縮。徐變量按梁在預(yù)應(yīng)力作用下的彈性變形乘以徐變系數(shù)¢= 2 求得。收縮量以溫度下降 20 ℃來換算。應(yīng)當考慮安裝時混凝土的徐變和收縮已完成的部分,為此應(yīng)將全部徐變和收縮量乘以折減系數(shù)?。下列?值供設(shè)計時參考,徐變的齡期是以施加預(yù)應(yīng)力后的時間計算,收縮是以澆筑混凝土以后到安裝時的全部齡期計算,設(shè)置伸縮裝置后施加的預(yù)應(yīng)力需另加。
??1.3 ?各種荷重所引起的橋梁撓度活載、恒載等會使橋梁端部發(fā)生角變位,而使伸縮裝置產(chǎn)生垂直、水平及角變位。如果梁比較高,且伴有振動的情況,應(yīng)格外注意。梁的剛度和梁端位移、撓度的關(guān)系如表 3. 由于加寬橋面而要設(shè)置縱向伸縮裝置時,由于跨中撓度較大,還應(yīng)注意在振動時變位隨時間變化的相位差。
??1.4 ?地震影響使構(gòu)造物發(fā)生變位地震對伸縮裝置的變位影響比較復(fù)雜,目前還難以把握,在設(shè)計伸縮裝置時一般不予考慮;但如有可靠資料能算出地震對橋梁墩臺的下沉、回轉(zhuǎn)、水平移動及傾斜量時,在設(shè)計時給以考慮當然更好。
1.5 ?縱坡對變位的影響縱坡較大的橋,通常施工時把活動支座作成水平的,因而在支座位移時在路面產(chǎn)生了一個垂直差(△ d ),其值為水平位移乘以縱坡( tg θ),在變位較小的情況下可不予考慮,但對組合鋼橋變位大且縱坡也大的情況下,設(shè)計伸縮裝置的形式就應(yīng)認真對待。
??1.6 ?斜橋及曲線橋的變位斜橋及曲線橋在發(fā)生支承移動方向的變位△ L 時,便有在橋端線方向的變位△ S 及垂直于橋端線方向的變位△ d :???△ d =△ L sinθ△ S =△ L cos θ式中:θ- 傾斜角;△ L- 伸縮量。?把沿支座移動方向的位移△ L 稱作伸縮縫,把垂直于橋梁線的位移△ d 稱作梁端伸縮縫。由于平行于橋端線△ S 的位移而使伸縮裝置在平面上受扭,產(chǎn)生剪應(yīng)力,在設(shè)計時必須注意。同時,還應(yīng)注意支座的約束條件及墩臺形式的不同所產(chǎn)生的影響。
2 ?計算方法
??溫變變化的伸縮量?根據(jù)當?shù)販囟茸兓秶桶惭b支座時的溫度來計算伸縮量(△ Lt )、混凝土的徐變、收縮的縮短量;其它次要因素是用一定的安全值在構(gòu)造上給以考慮,同時還應(yīng)算出由于因工時,溫度變化的修正量,一般如下計算:實際采用的伸縮量應(yīng)考慮一定的安全值,如 W 型伸縮裝置,寬 65mm ,初壓縮量20mm. ?
3 ?對目前伸縮裝置設(shè)計的幾點淺見
。 1 )小跨徑的中小橋(如 20m 以內(nèi)的)宜不設(shè)伸縮縫。支座采用固定式橡膠支座,讓墩臺的彈性變形和臺后的土抗力來抵抗溫度應(yīng)力(因變形長度在 10m 以內(nèi)伸縮量一般在 5mm 以內(nèi))。也可以在路面及橋面鋪裝攤鋪完了,再沿原縫開一條寬 2cm 深 3 ~ 5cm 的假縫,內(nèi)填以瀝青麻絮或其他可塑性材料以防面龜裂。?
( 2 )中、小橋宜采用 W 型伸縮裝置,它具有以下一些優(yōu)點:①伸縮體與鐵件聯(lián)接可不用膠水,而利用橡膠本身的預(yù)壓密縫防水;②構(gòu)件尺寸小,相應(yīng)材料用量省,施工方便,造價低;③溫度伸縮變形發(fā)揮像膠彈性材料性能。在外荷作用下則充分利用拱形結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。
。 3 )從實踐和有關(guān)資料來看,不論 W 型、 V 型、空心板型的橡膠體都可使用。毛病不在膠體本身,而是在整個伸縮裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計是否合理。西德毛勒公司的伸縮裝置、近幾年應(yīng)用較多的 TST 伸縮裝置設(shè)計比較合理,在行車時它具有較高的剛度,在溫度變化時又變形靈活。
。 4 )從目前已經(jīng)施工的伸縮裝置來看,板式伸縮裝置的平整度較好,其原因是膠體內(nèi)不僅加入了足夠數(shù)量的鋼板以增加變形體的剛度,而且又有足夠數(shù)量的鉚釘使伸縮體同橋梁變形體的聯(lián)結(jié)比較牢固,不至于象原來空心板橡膠伸縮縫那樣易于脫出。而且改善了施工工藝,注意到施工時的安裝溫度,其定位值 A 易于控制。經(jīng)實橋施工 2 年來的考驗效果良好。其缺點是變形似欠靈活。據(jù)有關(guān)方面介紹每延米須施加 2.5t 的壓力方能達到其設(shè)計縮短值,而且價格比較貴。
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