淺析城市橋梁伸縮裝置性能要求及選擇建議

王銀芳

（四川零公里工程構(gòu)件有限責(zé)任公司 新津 611430）

城市橋梁伸縮裝置和普通公路橋梁伸縮裝置一樣，主要滿足橋梁因溫度、混凝土徐變、動(dòng)載等引起的橋梁伸長和縮短變化［1］，但由于其使用在城市人員和車流量密集的特定區(qū)域，所以對其性能也有特殊的要求。本文對城市環(huán)境使用的伸縮裝置所應(yīng)具有的性能進(jìn)行簡要分析，并對可行的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡單介紹。

1 低噪聲要求

與公路橋梁不同，城市人口密集，道路橋梁往往與人們的辦公、生活區(qū)距離較近，車輛通過時(shí)產(chǎn)生的噪聲常常嚴(yán)重影響人們的生活。其中車輛通過橋梁伸縮裝置時(shí)產(chǎn)生的噪聲尤為刺耳［2］。設(shè)計(jì)一種低噪聲的伸縮裝置成為技術(shù)工作者的工作目標(biāo)。

通過調(diào)查與分析，認(rèn)為車輛在通過常規(guī)伸縮裝置時(shí)，之所以產(chǎn)生較大的噪聲，是由于車輪從一根型鋼運(yùn)動(dòng)到另一根型鋼，在跨越型鋼之間的間隙時(shí)沒有任何過渡而直接躍過，形成沖擊，這種沖擊是導(dǎo)致常規(guī)伸縮裝置產(chǎn)生噪聲的根源。合理設(shè)計(jì)車輪進(jìn)入伸縮裝置的方式，減少?zèng)_擊成為降低噪聲的關(guān)鍵。

本文在以上分析的基礎(chǔ)上提供2種降低噪聲的方案供參考。第一種方案是在常規(guī)伸縮裝置的型鋼之間增加過渡裝置，當(dāng)車輛通過伸縮裝置時(shí)，車輪從一根型鋼運(yùn)動(dòng)到另一根型鋼時(shí)，整個(gè)車輪是沿著鋸齒形的過渡裝置逐漸離開型鋼，同時(shí)沿著鋸齒形的斜面逐漸運(yùn)動(dòng)到另一根型鋼，車輪在跨越伸縮裝置型鋼的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，沒有對型鋼產(chǎn)生較大沖擊，故車輛在通過伸縮裝置時(shí)噪聲較小。該方案已在北京、上海、深圳等城市橋梁中得到應(yīng)用，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明和常規(guī)模數(shù)式伸縮裝置相比，增加了過渡裝置的伸縮裝置降噪效果明顯，降噪比例可達(dá)到70%。方案一結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 降噪伸縮裝置結(jié)構(gòu)示意圖

第二種方案是采用常規(guī)梳齒板式伸縮裝置［3］，當(dāng)大小齒板隨兩端的梁體靠近或分開時(shí)，大小齒板的齒頂與齒根靠近或分開，從而實(shí)現(xiàn)伸縮裝置的伸縮運(yùn)動(dòng)。但梳齒板伸縮裝置與普通的伸縮裝置相比，在實(shí)現(xiàn)伸縮的過程中由于大小齒板齒部的凹凸交錯(cuò)特點(diǎn)，使得在產(chǎn)生位移的過程中大小齒板并沒有完全分開，這就使得車輪在通過這種伸縮裝置表面時(shí)過渡平穩(wěn)，不會(huì)對其產(chǎn)生沖擊，從而降低了噪聲，增加了行車的舒適性。一般在具體選擇伸縮縫類型時(shí)，應(yīng)充分考慮伸縮裝置成本和其性能適應(yīng)性，對位移量和轉(zhuǎn)角要求較小的橋梁，推薦優(yōu)先選用梳齒板結(jié)構(gòu)伸縮裝置，該結(jié)構(gòu)對橋梁的安裝深度要求較低，結(jié)構(gòu)簡單，且造價(jià)相對較低。對位移量和轉(zhuǎn)角要求較大的伸縮裝置，應(yīng)考慮采用降噪伸縮裝置，該類伸縮裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，但能適應(yīng)的位移量和轉(zhuǎn)角大，性能可靠，是大型城市橋梁伸縮裝置的較好選擇。方案二見圖2。

圖2 梳齒板伸縮裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2 可靠防水和排水性

城市橋梁往往立體交叉，一座橋的漏水往往影響到橋下另一座橋或道路的正常通行，所以可靠的防水設(shè)計(jì)對城市橋梁非常重要。常規(guī)模數(shù)式伸縮裝置在相鄰型鋼之間采用防水膠帶的方式防止路面積水從伸縮裝置處漏下，此種方式已被證明可靠。但隨著梳齒板式伸縮裝置在城市橋梁的大量應(yīng)用，其防水和排水的可靠性仍然不盡完善（見圖3），梳齒板式伸縮裝置防水膠帶在伸縮裝置下面，積水標(biāo)高低于路面，積水無法從路面排出，故此處雨水的排放必須設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)并設(shè)法與橋墩處的排水管相連才能解決。一般漏水主要發(fā)生在以下幾種情況：①防水膠帶脆裂，導(dǎo)致雨水在收集過程中即發(fā)生泄漏；②雨水導(dǎo)出裝置設(shè)置不合理，因?qū)С龉芴』驘o防堵構(gòu)造，導(dǎo)致雨水導(dǎo)出不暢引起漏水；③與排水管連接不規(guī)范導(dǎo)致連接處漏水。

以上是常見的漏水發(fā)生原因，針對以上幾個(gè)因素，筆者建議，在防水膠帶的選擇上務(wù)必選擇耐老化性能好的材質(zhì)（如氯丁橡膠或聚丙烯橡膠），導(dǎo)出管的設(shè)置要考慮到泥土、樹葉等雜物可能造成的堵塞，設(shè)置過濾結(jié)構(gòu)，導(dǎo)出管與排水管的連接要預(yù)先與排水管施工單位溝通，預(yù)留導(dǎo)出管接入接口。

3 易維護(hù)，更換方便快捷

城市車流量大，留給日常養(yǎng)護(hù)和維修的時(shí)間非常有限，這就要求作為橋梁主要構(gòu)件的伸縮裝置也必須滿足易維護(hù)，更換方便快捷的特點(diǎn)。

分析近年對城市橋梁伸縮裝置的維修案例，發(fā)現(xiàn)大部分損壞發(fā)生在車流量較大的主車道且損壞部位很短，維修和更換局部損壞部位對大部分類型的伸縮裝置操作起來并不簡單。由于大部分伸縮裝置為整體結(jié)構(gòu)，要更換局部，就必須將損壞部位從相鄰結(jié)構(gòu)上切割下來，重新按切割長度制作新結(jié)構(gòu)再焊接到原結(jié)構(gòu)上；另外大部分伸縮裝置與梁體的錨固采用焊接，要將損壞部位更換，必須將錨固區(qū)混凝土清除，再割斷錨固鋼筋才能將損壞伸縮裝置取出來。

以上2個(gè)過程往往花費(fèi)大量人力和時(shí)間。如果將伸縮裝置設(shè)計(jì)成分段結(jié)構(gòu)，伸縮裝置與梁體的錨固采用螺栓連接形式，這2個(gè)過程將大大簡化。常規(guī)伸縮裝置中梳齒板伸縮裝置能很好地滿足以上要求，該類伸縮裝置每個(gè)單元長度一般約1 m，伸縮裝置通過螺栓與梁體錨固，局部損壞后更換非?？旖?，很適合在城市橋梁中使用，見圖4。

圖4 梳齒板伸縮裝置實(shí)景圖

此外在伸縮裝置的維修更換中，混凝土養(yǎng)生占用時(shí)間非常長，尋找一種能快速凝固的建筑材料，是提高養(yǎng)護(hù)維修效率的有效途徑。經(jīng)過近年的不斷探索，從國外引進(jìn)一種高分子材料，靠高分子材料將伸縮縫裝置與橋梁體粘接而成，不需要混凝土作為填充材料，而高分子材料的凝固時(shí)間為2～3 h。因此，對于工期要求較緊的橋梁或舊橋改造工程，該材料將是首選施工材料，該施工材料已在廣州、深圳和杭州等城市伸縮裝置施工中得到成功應(yīng)用，效果較好，值得大力推廣。圖5為利用高分子材料安裝的伸縮裝置實(shí)景圖。

圖5 高分子材料施工實(shí)景圖

4 結(jié)論

（1）選擇恰當(dāng)結(jié)構(gòu)的伸縮裝置能有效降低車輛通過伸縮裝置時(shí)的噪聲。

（2）可靠的防水和排水設(shè)計(jì)在梳齒板伸縮裝置結(jié)構(gòu)中應(yīng)特別得到重視。

（3）選擇快速凝固材料是縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，提高維修效率的可行途徑。

［1］ 李揚(yáng)海.公路橋梁伸縮裝置［M］.北京：人民交通出版社，1997.

［2］ 劉硯華.我國城市噪聲污染現(xiàn)狀與特征［M］.中國環(huán)境監(jiān)測，2009（8）：88-90.

［3］ JT／T723－2008單元式多向變位梳形橋梁伸縮裝置［S］.北京：人民交通出版社，2008.