橋梁伸縮裝置設(shè)計(jì)若干問(wèn)題探討

楊 毅

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081)

橋梁伸縮裝置設(shè)計(jì)若干問(wèn)題探討

楊 毅

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081)

介紹了公路橋梁伸縮裝置的類型，然后對(duì)公路橋梁伸縮裝置性能影響因素進(jìn)行了分析，并對(duì)公路橋梁伸縮裝置設(shè)計(jì)若干問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)探究，以期延長(zhǎng)公路橋梁工程使用壽命。

公路橋梁；連接位置；伸縮裝置設(shè)計(jì)

1 公路橋梁伸縮裝置的類型

1.1 模數(shù)式伸縮裝置

模數(shù)式伸縮裝置的伸縮體主要是由中梁鋼以及80 mm的單元橡膠密封帶所組成的，同時(shí)其還具備錨固系統(tǒng)，主要被應(yīng)用于伸縮量在80～2 000 mm之間的橋梁工程設(shè)計(jì)中。在橋梁工程施工中，模數(shù)式伸縮裝置的施工工藝比較簡(jiǎn)單，造價(jià)成本比較低，因此應(yīng)用范圍十分廣泛，主要被應(yīng)用于高等級(jí)公路橋梁工程設(shè)計(jì)建設(shè)中，其能夠有效適應(yīng)常規(guī)橋梁工程結(jié)構(gòu)的縱向位移。

1.2 梳齒板式伸縮裝置

梳齒板式伸縮裝置也是公路橋梁施工中一種常見(jiàn)的伸縮裝置，其主要是由鋼制梳齒板所組成的，其是一種鋼制式伸縮裝置。這種公路橋梁伸縮裝置的剛度比較大，并且能夠有效抵御較大的沖擊作用，同時(shí)還能夠承受車輪荷載，因此，主要被應(yīng)用于大跨徑公路橋梁工程施工中，比如伸縮量在300 mm以內(nèi)的橋梁工程中。需要注意的是，在該伸縮裝置的實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該綜合考慮混凝土錨固問(wèn)題，保證施工質(zhì)量。

1.3 橡膠式伸縮裝置

在公路橋梁伸縮裝置中，橡膠式伸縮裝置主要有兩種類型，即板式橡膠伸縮裝置以及組合式橡膠伸縮裝置。其中，前者主要是由鋼板、橡膠所組成的，主要被應(yīng)用于伸縮量在60 mm以內(nèi)的公路橋梁中，另外，后者主要是由鋼托班以及橡膠板所組成的，一般被應(yīng)用于伸縮量在120 mm以內(nèi)的公路橋梁中。在實(shí)際施工過(guò)程中，橡膠式伸縮裝置主要被應(yīng)用于低等級(jí)公路工程建設(shè)中。

1.4 異型鋼單縫式伸縮裝置

異型鋼單縫式伸縮裝置主要是由邊梁鋼結(jié)構(gòu)、單縫鋼結(jié)構(gòu)以及橡膠等所組成的，通過(guò)應(yīng)用橡膠帶的抗壓變形，能夠有效吸收橋梁工程梁體變形，主要被應(yīng)用于伸縮量在80 mm以內(nèi)的公路橋梁工程施工中。

1.5 無(wú)縫式伸縮裝置

無(wú)縫式伸縮裝置在實(shí)際應(yīng)用中不露出橋面，只需要在公路橋梁工程的端部位置填入彈性材料，然后再鋪設(shè)防水材料，最后在橋面上鋪設(shè)黏彈性復(fù)合材料，從而與橋梁工程橋面形成整體，主要被應(yīng)用于伸縮量在20 mm以內(nèi)的橋梁工程中。

2 公路橋梁伸縮裝置設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 伸縮量計(jì)算

(1)溫度變化引起的伸縮量

在進(jìn)行伸縮裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中，其安裝溫度應(yīng)該控制在最高和最低有效溫度之間，如果伸縮裝置受到溫度因素的影響，則會(huì)產(chǎn)生一定的伸縮或者是生長(zhǎng)，對(duì)此，可以采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

ΔLt=(Tmax+Tmin)αL

在上述公式中，α指的是材料的線膨脹系數(shù)。

(2)混凝土收縮引起的伸縮量

對(duì)于由于混凝土收縮引起的伸縮量，可以根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算

ΔLs=ε∞Lβ

在上述公式中，ε∞指的是收縮應(yīng)變，另外，β指的是混凝土收縮應(yīng)變的折減系數(shù)。

(3)混凝土徐變引起的伸縮量

對(duì)于由于混凝土徐變所產(chǎn)生的伸縮量，可以根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算Lc=6p/Ecφ∞Lβ

在上述公式中，φ∞指的是徐變系數(shù)；Ec指的是彈性模量；6p指的是截面平均應(yīng)力。

2.2 合理設(shè)計(jì)伸縮裝置

在橋梁工程設(shè)計(jì)中，伸縮裝置的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，而類型不同的伸縮裝置，其適用的條件也有一定區(qū)別，最終發(fā)揮的性能也不一樣。組合式伸縮裝置的主要組成部分是橡膠板和剛托板，通常在施工中，是將其使用到伸縮量低于120 mm的橋梁施工中。當(dāng)前性能最強(qiáng)大的伸縮裝置是模數(shù)式，他不僅能夠在不同環(huán)境下使用，還能實(shí)現(xiàn)任意模數(shù)的拼組，比如從單縫到多縫，從90～1 100 mm，都能通過(guò)模數(shù)式伸縮裝置來(lái)進(jìn)行。

2.3 確定裂縫寬度

施工中操作稍微不當(dāng)就有可能出現(xiàn)跳車事故，從而對(duì)正常的行車安全造成極大的安全隱患。因此，在橋梁工程伸縮裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先需要確定公路橋梁之間的裂縫寬度，綜合考慮伸縮裝置的型號(hào)，不能太大，也不宜過(guò)小，特別是板式伸縮裝置方面，其很容易因?yàn)榱芽p過(guò)大而產(chǎn)生各種影響?？梢韵仍跇蛄涸O(shè)置一定的接縫并通過(guò)切割來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用小型伸縮裝置來(lái)吸收裂縫。同時(shí)沿橋面縱向布置伸縮裝置會(huì)因?yàn)榭v坡較大而增加撓度差，要解決這一情況，可以結(jié)合伸縮裝置和梁體，將整體性能加以強(qiáng)化，這種方法不僅效果好，且操作簡(jiǎn)單，是公路與橋梁施工中常見(jiàn)的一種措施。如果是非模數(shù)伸縮裝置，其可能出現(xiàn)結(jié)合效果和固定效果不理想的情況，則還應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行加強(qiáng)處理。在伸縮裝置位置的選擇方面，也應(yīng)該注意盡量避免受到雨水滲入的影響。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在公路橋梁工程建設(shè)中，通過(guò)優(yōu)化伸縮裝置設(shè)計(jì)，能夠有效提升公路橋梁工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性?，F(xiàn)如今，公路橋梁工程建設(shè)等級(jí)越來(lái)越高，對(duì)于伸縮裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求也在逐漸提升，對(duì)此，必須對(duì)公路橋梁伸縮裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此提升公路橋梁伸縮裝置的耐久性，延長(zhǎng)其使用壽命。

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U445

C

1008-3383(2017)09-0112-01

2017-07-26

楊毅(1978-)，男，貴州息烽人，高級(jí)工程師，研究方向：橋梁設(shè)計(jì)。