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浅谈桥梁伸缩缝
摘要:桥梁伸缩缝是桥梁设计中很重要的一环,它对桥梁的合理受力也起到关键性的作用,同时对公路车道的平整度也有一定的影响。选择合适的伸缩缝即可以保证桥梁的合理受力,也能保证桥梁行车的舒适度。本文拟就伸缩缝问题作以下简述。
关键词:桥梁;伸缩缝;工程
1 影响伸缩量的基本因素
温度变化
一般由于温度变化而引起的伸缩量占全部伸缩量的主要部分。此外由于受到太阳照射,桥梁上、下温度不同而产生挠度,桥梁端部会发生旋转变位,但这种变位量较小,在设计时可以根据具体情况加以考虑。
混凝土的收缩和徐变
对于钢筋混凝土桥梁必须考虑由于混凝土收缩引起的收缩量;对于预应力混凝土桥梁则必须考虑由于混凝土的收缩和徐变引起的梁的变形。由混凝土收缩引起的收缩量一般换算成温度下降而引起的收缩量计算。
各种荷重所引起的桥梁挠度
结构自重、汽车和人群等荷载和活载,将引起桥梁的挠曲变形,这样会使桥梁端部产生旋转变位,从而使桥梁伸缩缝装置承受垂直、水平及旋转变位。
斜桥及曲线桥的变位
斜桥及曲线桥在发生支承移动方向的变位△L时,便有在桥端线方向的变位△S及垂直于桥端线方向的变位△d:
△d=△L sinθ△S=△L cosθ
式中:θ-倾斜角;△L-伸缩量。
把沿支座移动方向的位移△L称作伸缩缝,把垂直于桥梁线的位移△d称作梁端伸缩缝。由于平行于桥端线△S的位移而使伸缩装置在平面上受扭,产生剪应力,在设计时必须注意。同时,还应注意支座的约束条件及墩台形式的不同所产生的影响。
其他影响因素
对于设有较大纵坡的桥梁,如果活动端如通常施工那样在水平方向设置支座时,那么在桥面上将会产生水平移动值乘以纵坡得出垂直方向上的变位。这种变位置较小时不会对伸缩缝有大的影响,但在采用钢板叠合形式伸缩缝装置或者在伸缩量大、纵坡大的情况下,在伸缩缝的选型上就必须引起注意。
2 对伸缩缝装置的要求
桥梁伸缩缝装置时桥梁结构中的薄弱部位,由于直接承受车轮的反复荷载,很小的不平整就会使其承受很大的冲击,因而是桥梁结构中最容易损坏的部位。对于伸缩缝的设计和构造处理一定要慎重。综合分析桥梁伸缩缝损坏情况,对伸缩缝应有以下几方面的要求。
应认真考虑伸缩量的使用范围
首先是伸缩装置能在顺桥向和横桥向均能保证自由伸缩的伸缩量。由于斜桥、弯桥和坡桥的伸缩装置还应特别考虑其对伸缩范围的特殊要求。其次,选择伸缩装置时应注意其伸缩量的使用范围,大伸缩量的伸缩装置用于小变形的桥梁上是不经济的。有些伸缩装置当用于混凝土桥梁端时,则必须加厚梁端部分,以便伸缩缝的牢固安装。
应考虑伸缩缝的耐久性
伸缩装置还应有以下一些要求:耐冲击、构造简单、施工容易、安装方便,伸缩装置的耐久性原则上希望和桥梁本身的耐久性相同,然而这一点很难达到。因此,通常希望桥梁伸缩装置的耐久性大于桥面铺装的耐久性。同时也应注意伸缩装置的防水等要求。
3 计算实例
本例为预应力混凝土桥梁橡胶伸缩缝计算示例
预应力混凝土桥橡胶伸缩缝计算。
设计资料:温度变化范围-20度~+35度;
膨胀系数α=10×10-6,伸缩梁长度L=30m,
干燥收缩度 20×10-5,徐变系数?准=
预应力混