浅谈桥梁伸缩缝的设计计算与选型讲解Word格式.docx

浅谈桥梁伸缩缝的设计计算与选型讲解Word格式.docx

《浅谈桥梁伸缩缝的设计计算与选型讲解Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈桥梁伸缩缝的设计计算与选型讲解Word格式.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

Tmin 

——设计最低环境温度

Tset 

——设置伸缩装置时温度

γ 

——膨胀系数（钢梁为12×

10-6，混凝土为10×

10-6）

2、混凝土徐变及干燥引起的收缩量

对钢筋混凝土桥必须考虑由于混凝土的干燥收缩引起的梁的伸缩量。

对预应力混凝土桥则必须考虑由于混凝土的徐变及干燥收缩所引起的梁的收缩量。

求干燥收缩量要换算成温度下降量。

徐变变形量是根据持续应力作用在桥体上时，由持续应力所产生的弹性变形量乘以徐变系数来求得。

根据我国《公路桥涵设计通用规范》第2.2.4条规定，混凝土的收缩影响可作为温度的额外降低考虑。

如对于整体浇筑的混凝土结构的收缩影响，对于一般地区相当于温度降低20℃。

安装伸缩缝装置的时期，通常也就是徐变及干燥收缩以某种程度进行的时期，如能确切把握这段时期，则在设计时予以考虑是有利的。

这种情况下，如果把混凝土的徐变及干燥收缩从某一时间算起的收缩量和从开始算起的全部收缩量之比作为递减系数（β），那么由某一龄期算起的残余收缩量可以用全部收缩量乘上递减系数（β）来求得。

△Ls=△t×

γ×

L×

β

△Lc=δρ/Ee×

φ×

式中△Ls——由于干燥收缩引起的梁的收缩量

△Lc——由于徐变引起的梁的收缩量

Ee——混凝土的弹性模量（33000MPa）

δρ——由于预应力等引起的平均轴向应力

φ 

——混凝土的徐变系数（一般φ=2.0）

β 

——徐变、干燥收缩的递减系数（见表一）

混凝土徐变、干燥收缩的递减系数--表一

混凝土龄期（日）

0.25

0.5

1

3

6

12

24

徐变、干燥收缩的递减系数β

0.8

0.7

0.6

0.4

0.3

0.2

0.1

3、简易估算法

伸缩量原则上是按照现场条件计算，计算时比较复杂，因此除特别寒冷地区，特别设计外，均可采用简易估算法，在简易估算法中，在温度变化内取10%的多余值（见表二）

伸缩量简易估算表表二

桥梁种类

钢 

桥

钢筋混凝土桥

预应力混凝土桥

温度变化

-10℃～+40℃

-5℃～+35℃

伸

缩

量

（mm）

0.6×

0.4×

干燥收缩

-

0.2×

徐变

小计

（0.4+0.2×

β）×

（0.4+0.8×

多余量（mm）

0.06×

0.04×

伸缩量（mm）

0.66×

（0.44+0.2×

（0.44+0.6×

50℃修正量（mm）

0.066×

0.055×

β—混凝土徐变、干燥收缩的递减系数，L—伸缩梁长，以米计。

4、算例

每林至观澜高速公路大发埔互通立交2号匝道桥。

结构形式：

钢筋混凝土连续梁（17+2×

21+17m）。

伸缩梁长：

全桥仅在桥台处设缝，支座均为纵向活动支座，墩高相等，因此取伸缩零点为桥中，即伸缩梁长=（17+2×

2+17）=38m。

温度变化：

△t=-5℃～+40℃

混凝土线胀系数：

γ=0.00001

混凝土干燥收缩递减系数：

β=0.4（混凝土浇筑后三个月安装）

混凝土弹性模量 

Ec=330000MPa

干燥收缩按降温20°

计算（根据《公路桥涵设计通用规范》第2.2.4条—取定）。

伸缩缝安装定位时的温度规定20℃

计算：

①由温度变化产生的位移量

△Lt=（Tmax-Tmin）·

γ·

L=[40-（-5）]×

0.00001×

38000=17.1mm

20℃安装伸缩装置时，安装后的伸长量

△L+=（Tmax-Tset）·

=（40-20）×

38000=7.6mm

安装后的缩短量

△L-=（Tset-Tmin）·

=[20-（-5）]×

38000=9.5mm

②由于混凝土干燥收缩产生的位移量

△Ls=△T·

L·

=20×

38000×

0.4=3.04mm

③由于混凝土徐变产生的位移量

钢筋混凝土结构不计

由以上计算所得总伸缩量为：

△L=△Lt+△Ls=17.1+3.04=20.14mm

④用简易计算法计算

△L=（0.44+0.2×

L=（0.44+0.2×

0.4）×

38=19.76mm

40℃修正量0.055×

L/3=0.55×

38/3=0.7mm

总计△L=19.76+0.7=20.46mm

通过以上两种方法计算，其结果基本一致，因此对于一般桥梁设计推荐采用简易计算法。

二、桥梁伸缩缝的选型

计算完成后，接着要根据伸缩量对伸缩装置选型，而所选的伸缩装置是否合理直接影响到桥面的平整和美观性，行车的舒适性，桥梁结构的耐久性等，为之，作为桥梁的整体，它是不可忽视的一个部分，因此，在设计中有必要选一种理想的伸缩装置，以其达到满足桥梁使用要求。

然而，国内外生产伸缩缝厂家较多，其产品型号、性能、质量各不相同，因此，真正选一种比较合适的伸缩装置较难，现将本人所掌握的资料综合各厂家产品谈一谈，以供大家选择伸缩缝参考。

目前，国内桥梁伸缩装置较多使用以下类型：

组合伸缩装置；

板式橡胶伸缩装置；

埋设式伸缩装置。

（一）组合伸缩装置

1、大位移量伸缩装置

这种装置构造简单，伸缩性能好，具有机械和自然性能，该装置橡胶条机械物理性能和小位移伸缩缝一样。

这种伸缩缝由几个相同模数组成，在伸缩量大或小的时候，只要换去支承梁的长度，增加或减少橡胶条和型钢，就可组成不同伸缩量的伸缩装置，目前这类伸缩装置种类较多，但一般都存在一个主要问题，即施工安装优劣直接影响到伸缩装置的使用。

现将国内外几种大位移量伸缩装置主要性能列表如下，以供参 

②主要性能

国内外大位移量伸缩装置主要性能

名称

J-75

TS

SSF

WABO及

MAURER

SG

XF及

XFII

位移控制方式

杠杆式位移控制体系

聚氨酯弹簧位移控制体系

机械弹簧位移控制体系

斜向支承梁式位移控制体系

适应斜桥曲线桥情况

适应斜桥曲线桥能力较差，但对交角较小的斜桥及由曲率半径较大的曲线桥尚能适应

几乎不能适应

可以适应0°

-45°

的斜交桥及几乎任意半径的曲线桥

适应纵坡及转角情况

依靠橡胶变形可以适应较小的纵坡及转角，但由于橡胶老化或温度变化，会改变橡胶块的弹性模量，进而影响转角

可以适应极小的纵坡及转角

可以适应±

3%的纵坡及转角

靠滑块轴球面可以适应±

5%以上的纵坡及转角

防水效果

能满足使用要求，但螺栓易松动或锈死

能满足使用要求但A型螺栓易松动或锈死

能满足使用要求

能满足使用要求但螺栓易松动或锈死

承载及减震情况

由支承横梁弱性橡胶元件传递荷载及减震，由于橡胶外露，易因发生老化而损坏，其弹性模量随温度增高而减小，预压力随着长时间使用会逐渐减小，甚至消失，以至产生噪声甚至发生损坏。

由三维受力的橡胶传递荷载使用寿命长预压力不易降低

纵梁形式

焊 

接

A型：

钢轨改制

B型：

挤压成型

整体轧制

工字钢

防腐措施

涂装防锈漆

环氧富锌底漆和氧化橡胶漆

环氧富锌底漆和氯化橡胶漆

热喷涂铝、喷涂环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆及氯化橡胶漆

2、小位移量伸缩装置

这种伸缩装置是一种由两条钢梁嵌装橡胶条组成的机械系统，粘结桥梁与伸缩装置的是由合成弹性体及混合填料组成的材料。

这种类型的伸缩缝目前国内有两家厂生产，中外合资常熟沃森、波曼有限公司生产SE-300～500；

EFE-400系列，交通部新津筑路机械厂生产BEJ系列，机荷高速公路东段桥梁大部分选用BEJ系列，现就BEJ的特点性质介绍如下：

①特点：

BEJ伸缩缝主要由三种材料组成：

1、树脂混合物；

2、钢梁；

3、EPDM伸缩嵌条。

BEJ伸缩缝可适用大范围的平面位移和剪切，并能在垂直方向实现一定的位移，所以能适合于众多的桥面系统，以及各种不同横断面的桥面和各种不同形状的防护栏。

BEJ伸缩缝可在现场由熟练的操作工人进行安装，安装施工非常简便。

②性能：

Britflex树脂混合物，这种树脂是弹性的，比普通的环氧树脂和胶结性水泥材料牢固，更不易破坏，不管是在夏季还是在冬季，安装都能很快地粘结固化，并在浇注三小时后开放交通。

这种材料不仅具有弹性，同样也具有很高的硬度，并且非常耐磨，具有很高的软化温度，即使在最炎热的天气里也不会软化，其弹性使它在与各材料粘结后，不会收缩开裂。

不受桥面和其它联接材料的不同热膨胀系数的影响的全范围可靠的粘结，使车辆通过时轮胎的压力扩散到一个较宽的区域，从而有效地防止机械联接局部疲劳而引起的破坏。

该材料具有很高的塑性，在20℃时其拉伸延伸率为275%，即使在-15℃时它也还具有200%的延伸率。

③钢梁：

是一种挤压成型的复杂截面钢梁，由低炭钢制成，在生产制作阶段已作了防腐处理，在防护栏等曲面处可以容易作到与防护栏一致。

钢梁可用焊接方式加工成任意长度，从而安装时使伸缩缝与桥面拱度一致。

焊接部位在浇注树脂混合料时被树脂保护起来，暴露部分也由于车轮的磨擦而使其免受腐蚀。

④EPDM伸缩嵌条：

该嵌条具有最好的强度、弹性和耐老化性能，最重要的是嵌条能使车辆通过时平滑过渡，不会产生跳车现象而影响行车舒适性。

（二）板式橡胶伸缩装置

该种伸缩装置最初应用时首先存在的一个显著问题是使用周期短，易老