桥梁伸缩缝(【技术】桥梁伸缩缝的分类与现状)

桥梁伸缩缝

《中国公路学会养护与管理分会
第十届学术年会论文集》
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  相关技术背景

桥梁伸缩缝位于桥梁上部结构活动端、桥面断缝处,主要由传力支承体系和位移控制体系组成。
目前,桥梁伸缩缝按照材料来分主要有三大类 :
型钢型伸缩缝、板式橡胶伸缩缝和TST弹塑体伸缩缝(目前基本不使用)。
亦可以按照不同构造形式和受力特点可细分为五类:
1、对接式。对接式伸缩缝就是根据其构造形式和受力特点的不同,可分为填塞对接型和嵌固对接型两种。填塞对接型伸缩缝一般用于伸缩量在40mm以下的常规桥梁工程上;嵌固对接型伸缩装置被广泛应用于伸缩量在80mm及其以下的桥梁工程上。
2、钢制支承式。钢制型式伸缩缝是用钢材装配制成的,能直接承受车轮荷载的一种构造。以前这种伸缩装置多用于钢桥,现也用于混凝土梁。
3、板式。板式橡胶伸缩缝是一种具有刚柔结合的伸缩装置。它承受荷载之后,有一定的竖向刚度,所以具有跨径间隙能力大(即伸缩量大),行车平稳的优点。
4、模数支承式。模数支承式伸缩缝就是利用吸震缓冲性能好又容易做到密封的橡胶材料,与强度高刚性好的异型钢材组合的,在大位移量情况下能承受车辆荷载。
5、无缝式。无缝式伸缩缝是一种接缝构造不伸出桥面的伸缩缝产品也称为TST桥梁伸缩缝,在桥梁端部的伸缩间隙中填入弹性材料并铺上防水材料,然后在桥面铺装层铺筑 粘弹性复合材料,使伸缩接缝处的桥面铺装与其它铺装部分形成一连续体,以连接缝的沥青混凝土等材料的变形承受伸缩的一种构造。但实际使用中最常见的是模数伸缩缝、梳形板式伸缩缝。
无论什么形式的桥梁伸缩缝其关键技术在于传力支承体系和位移控制体系设计。

  常用的桥梁伸缩缝主要技术介绍
主要介绍模数式伸缩缝和梳形板式伸缩缝,主要因为这是目前最常用的桥梁伸缩缝。
(一)模数式伸缩缝
模数式伸缩装置由中钢梁钢、边钢梁钢及横梁、橡胶带等结构组成,其结构布置详见下图。模数式桥梁伸缩缝是采用刚性连接,传力可靠;机械密封,防水性能强;其弹性支撑体系可以保证消音减震;多条中钢梁与橡胶带组合,保证伸缩装置与两侧桥面及路面衔接平顺,行驶舒适度好;鸟型橡胶带伸缩自如,与型钢衔接紧密。

1、锚固筋  2、边钢梁  3、中钢梁  4、横梁  5、橡胶密封带  6、位移箱  7、承压支座  8、压紧支座  9、吊架

模数式根据型钢截面形式不同,可分为F型、C型、E型等不同形式,下图为F型立面异型钢伸缩缝结构布置图。

1、F型钢2、锚板 3、锚筋4、水平 5、预埋筋
模数式伸缩装置均由型钢、橡胶密封带组成,其技术特点具有相似性。
模数式伸缩装置主要缺点:
桥梁铺装端头与桥台留有较大间隙,而且安装后会形成悬臂式传力,正是这种悬臂式传力将导致对桥梁或台背产生旋转式的撬动力,在冲击载荷的作用下,对桥梁伸缩缝部件、桥梁铺装层、甚至对梁板都具有直接的损坏作用制作安装工艺,费时费力成本高,暴露的明缝在复杂重载车辆通过会产生严重的冲击震动 ,导致橡胶密封带易脱落、老化,模数式伸缩装置中钢梁、弹性支承元件极易损坏,使用寿命较短,维修费时费力,无安全排水和防水。

(二)梳形板式伸缩缝
伸缩装置由活动梳齿板、固定梳齿板、转动结构、多向变位结构、支撑结构、导水装置及不锈钢板组成的伸缩装置。这类伸缩缝装置结构本身刚度较大,抗冲击力较强。

梳形板式伸缩装置的主要缺点:
(1)存在一定安全隐患:梳齿易折断、翘曲;锚固螺栓易松动,易造成齿板松脱等;
(2)桥梁铺装端头与桥台留有较大间隙,而且安装后会形成悬臂式传力,正是这种悬臂式传力将导致对桥梁或台背产生旋转式的撬动力,在冲击载荷的作用下,对桥梁伸缩缝部件、桥梁铺装层、甚至对梁板都具有直接的损坏作用;
(3)养护难度大:梳齿间易囤积杂物,日常清洁难度大;螺栓和不锈钢垫板日常养护频率高,存在一定日常养护难度;
(4)存在齿形缝隙,在复杂重载车辆通过也会产生较严重的冲击震动,对梳形板式伸缩装置的各部件造成严重损坏;
(5)无安全排水和防水。

▎资料来源:《中国公路学会养护与管理分会第十届学术年会论文集》,节选自《全橡胶无缝桥梁伸缩缝研发》,作者:胡世峰 安徽省交通控股集团有限公司
▎本期编辑:李志豪

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