由于室内外温度的变化,混凝土许变以及收缩、及汽车动荷载等一系列外部荷载作用的影响,桥梁梁体长度会发生一些变化,使梁端发生位移。为了适应这种位移,并且保持整个梁体平稳,保证行车安全舒适,桥梁结构中必须在合理的位置设置伸缩缝。
一、桥梁伸缩缝的作用
由于公路桥梁都处于室外,并且根据其使用功能,公路桥梁会受到温度变化、混凝土变形、动荷载等一系列因素的作用,使得桥体产生变形。如果这种变形量过大,会影响到桥体的使用安全。所以为了调节由车辆荷裁、环境特征和桥梁建筑材料的物理性能所引起的上部结构之间的位移和上部结构之间的联结,所以必须要设置伸缩缝。桥梁伸缩缝处出现跳车和损坏现象,影响行车的舒适和安全。出现这些问题,除了车辆通行量增多、载重量增大、车速加快等客观原因对伸缩装置的损坏外,伸缩缝设计和施工的欠缺不容忽视。
二、伸缩装置应用现状
我国在工程上实际应用的桥梁伸缩缝种类很多,按照不同的标淮有不同的分类形式。根据伸缩装置的传力方式和构造特点,目前我国常用桥梁伸缩装置可分为以下五大类:(1)对接式伸缩装置;(2)钢制文承式伸缩装置;(3)组合剪切式(板式)橡胶伸缩装置;(4)模数支承式伸缩装置;(5)无缝式(暗缝型)伸缩装置主要类型有GP型、TST弹塑体、EPBC弹塑体等。
三、对伸缩装置要求与影响伸缩量因素
3.1基本要求
对已安装的桥梁伸缩装置的破坏情况的调查及原因分析发现:当设计、施工和养护管理等任何一个环节稍有缺陷和不足,就会造成伸缩装置的破坏。对桥梁伸缩装置的总体要求是:能适应桥梁温度变化、混凝土收缩徐变引起的伸缩;能适应桥梁由挠度变化引起的变位;行驶性能良好的构造;具有良好的整体性、高刚度和耐久性;构造简单,施工、维护容易;具有良好的排水性和防水性。
3.2影响伸缩量因素
1）温度变化。桥梁结构是暴露于自然环境中的一种结构物,桥梁梁体的温度随着周围大气的温度的变化而变化。梁体的温度变化使其缩短或伸长,变化量与桥址所在地区的气温有关。桥梁结构的温度变化范围应根据建桥地点的气温条件而定。钢结构可按当地最高和最低气温确定;砖、石、混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构一般可按当地月平均最高气温和月平均最低气温确定。
2）混凝土的收缩徐变。混凝土的收缩、徐变是混凝土材料本身固有的特性,受许多因素的影响。如混凝土的水灰比、骨料、构件几何尺寸、加载龄期等。故对于混凝土桥梁,无论是钢筋混凝土桥梁还是预应力混凝土桥梁,伸缩量计算时均须考虑混凝土收缩引起的变位,预应力混凝土桥梁还必须考虑混凝土徐变引起的变位。
3）各种荷载引起的桥梁结构的挠曲。桥梁结构在各种荷载作用下会产生竖向挠度,位于桥梁端部的伸缩装置也随之产生垂直变位、水平变位和转角变位。特别对于大跨径桥梁结构或梁体刚度较小、容易挠曲的结构,梁体的挠曲变形会在梁端伸缩装置处产生较为明显的转角变位,并伴随水平和垂直变位。
4）纵向坡度对伸缩变位的影响。位于较大纵坡上的桥梁,梁体伸缩时会引起垂直方向上的变位。由于数值较大的竖向错位的存在,极易破坏伸缩装置。因此,桥梁位于较大纵坡或伸缩量大时应特别注意这个因素。
5）斜桥和弯桥的变位。斜桥和弯桥的变位分为径向变位和切向变位,使得伸缩装置在平面内即受扭又受剪,极易破坏伸缩装置。因此,在桥梁结构设计、伸缩装置类型的选择及施工过程中应于重视。
四、伸缩缝主要施工技术
伸缩缝类型是设计者综合考虑公路等级、梁体长度及结构特点等因素选定的,不同类型的伸缩装置有不同的特点。虽然不同类型的伸缩装置从适用梁体伸缩的角度来看,设计上能够满足使用要求,但从使用效果来看,对行车影响及伸缩装置自身耐久性方面有所不同。本文对某公路桥梁伸缩缝施工技术进行分析。伸缩缝安装工艺按照施工顺序可分为:先装缝后铺路和先铺路后装缝两种工艺。本次施工选用先铺路后装续安装工艺,即在桥梁伸缩缝处先行攒锦沥青路面,待压路机充分压实达到通车条件后,切除伸缩缝部位的路面、安装伸缩缝。这一工艺较先装缝后铺路工艺更能保证伸缩缝部位的平顺,能克服临近伸缩缝两侧的不易密实的问题。
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