摘-要:减少伸缩缝的数量可提高行车的舒适性,减轻桥梁养护工作和提高桥梁使用寿命。通过采取桥面连续的措施,探讨解决这一问题的办法。
关键词:伸缩缝;桥面连续;措施
1概述
桥梁在气温变化时,桥面有膨胀或收缩的纵向变形,在车辆荷载作用下,将引起纵向位移。因此,桥面所设伸缩缝是为了适应这些变形并保持桥面

平顺的一种过渡装置。为了使行车更平顺,目前广泛采用桥面简易多跨连续;现就联长的确定、缩缝如何设置等问题进行粗浅探索。
2影响伸缩缝的混凝土体因素
影响混凝土体变形有以下几种:a.混凝土自缩变形;b.混凝土温度变形,烈日照射下的桥面升温超过外界气温;c.混凝土干缩湿胀变形;d.混凝土塑
性变形;e.水化热引起体胀变形。现就影响混凝土体变的几个主要因素叙述如下:
2.1混凝土化学收缩和干湿变形。引起自缩变形原因是水泥混凝土硬化过程中产生的,与外载或气候变化无关,主要是水泥遇水后所发生的化学和

物理作用,在水化过程中,水泥颗粒吸水而引起的水泥胶体的脱水和紧缩,这种脱水和紧缩将持续许多年。自缩率的大小主要看水泥品种、细度、

用量、水化程度及水灰比大小,一般讲水泥愈细,水灰比愈大,自缩率也愈大。
据国内外资料介绍水泥水化情况,一般在混凝土中充分水化的水泥量,龄期刊28天为50%,龄期望90天还有40%未水化;在5个月内水泥颗粒的水化深

度仅6~7um,但水泥重量的50%以上的颗粒往往都是直径大于10um,个别颗粒可大到100um。所以水化深度是随着时间的推移不断地加深,混凝土内

部的水泥胶体脱水紧缩也在持续进行,即混凝土体积收缩愈来愈小。干湿变形主要表现为湿胀干缩,混凝土收缩值胶膨胀值为大,在相对湿度为

70%的空气中收缩值的6倍。混凝土极限收缩值为(50-55)×10-5mm/m,当混凝土产生干燥收缩后,即使长期再放在水中,仍有残留变形,残余收缩约

为收缩量的30%~60%。在工程设计中,通常采用混凝土的线收缩为0.00015~0.0002。
2.2混凝土温度变形。混凝土具有热胀冷缩的性质。它的温度线性膨胀系数约为0.00001。温度变形对混凝土极为不利。在混凝土硬化初期,水泥
水化放较多的热量,混凝土又是热的不良导体,散热慢,这将使混凝土产生体积膨胀。在桥面混凝土受到烈日照射,热量不断聚集在混凝土内部,可

使桥面混凝土温度逐渐重升高并膨胀。因此混凝土受热膨胀是设计桥面胀缝的主要依据。
2.3混凝土徐变。混凝土受荷载作用下,不仅会产生弹塑性变形而且还会产生随荷载作用时间而增长的非弹性变形,即徐变。在受载初期,徐变变

形增长较快,以后逐渐变慢,且逐渐稳定下来。混凝土的徐变变形一般可达(3~15)×10-4,即0.3~1.5mm/m。混凝土不论是受压、受拉或受弯时,均

有徐变现象。对于大体积混凝土能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。如果不考虑徐变设置伸缩缝,对桥梁结构偏于安全。
3桥面连续时伸缩缝间距计算
据有关资料介绍美国修建最长的桥面连续简支梁桥是奥温乐桥,全长工1287m,仅在桥台处设置大位移量伸缩装置。郑州黄河公路大桥设有联长5

孔50m和6孔40m的连续桥面,用钢质梳形板伸缩缝,这种大位移量伸缩装置在长期荷载作用下的变形给行车带来不顺适。力求探讨设置较窄伸缩和

计算确定桥面连续最佳间距长度。
3.1伸缩缝宽度的拟定。对于最佳的缝宽为多少,一般讲胀缝宽度过小,会影响热胀的压缩距离,过宽伸缩装置费用较高和安装处理不好会导致行

车跳动,行驶质量差。因此建议缝宽度为25mm为宜,用热胀时桥面伸长而压缩的数值建议以15mm为控制值计算桥面连续长度,因此缝宽还有10mm的

余地作为安全值。
3.2两伸缩缝之间长度计算。用热胀与自缩作控制指标计算桥面连续一联的长度。由线胀系数公式a1=△L/△TLa1=1×10-5平均线胀系数;
△L=胀缝宽度有效值(建议采用0.015m)
△T=温度变化范围(℃)
L=起始温度下长度(m)
设极限温度为T1混凝土施工养护28天平均温度为T2a2=混凝土自缩系数(采用0.00015m);
故:(T1-T2)a1-a2为胀或缩数值。
由此推导伸缩缝间距长度公式:
L=△L(/T1-T2)a1-a2
查光山县统计资料2003年极端最高气温38℃和各月平均最高气温,由上公式计算出豫南地区各月施工时的伸缩缝间距长度如下表:
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伸缩缝间距长度的选定,是随施工温度,温差及自缩系数而定,当T2愈大,即施工温度愈高,与极限最大温度差愈小,因此混凝土热胀值勤愈小,当公

式中分母计算等于0或小于0时,伸缩缝间距可取很长。
4伸缩缝的设置
伸缩装置种类繁多,诸如锌铁皮、钢板式、橡胶式等装置都需要安装宽度,因此,增加了伸缩缝的宽度而达不到理想的行车效果。高弹性填缝料,
传统的填料式也就是在桥梁的端部安装锌铁皮,再在锌铁皮上填沥青等弹性材料,桥梁端部受垂直载和车辆制动冲击水平力以及锌铁皮受大气侵
蚀氧化容易损坏。按桥面简易连续原理,把桥梁端部的伸缩缝移至台背或距梁端60cm处,将原在桥梁端部即薄弱处设置伸缩缝的位置移到桥梁上

即较牢固的位置上。伸缩缝移位设置后,位于桥梁端部60cm处的桥面部分既具有适应车辆荷载作用所需的柔性,又具有在竖直荷载作用下的变形

能力,而在纵向水平力和温度变化情况下可以滑动伸缩。因此称之为“桥面滑动伸缩缝”。在桥台处,具体做法是让桥台背墙上部留一定高度与

桥面铺装共22cm(铺装8cm,空心板企口缝高难度14cm),宽度与桥面相同,浇筑桥面在台背预留高度后的平面上铺两层塑料薄膜或两层油毛毯,使其

桥面整体化下沿与台背顶面能够自由滑动。桥墩上伸缩缝设置与桥台上基本相同,只是滑动部分只有铺装层厚8cm。伸缩缝附近墩台顶部桥面负

弯矩钢筋与桥面顶简易连续所设ф10和ф8所组成的10cm方格网筋相同。桥台处空心板企口缝ф24连接钢筋与桥面连续空心板企口缝接钢筋方法

相同,长度120cm。伸缩缝附近桥墩处空心板企口缝用ф25的圆钢连接,一端固定到企口缝内,另一端除锈刷漆两遍后,涂沥青再埋入企口缝内,以

利伸缩滑动,共长120cm,每个企口缝安一根,以负弯矩网筋和企口连接粗钢筋共同抵抗由垂直荷载所引起的支座反力。
结语
(1)伸缩缝设置的实践情况。我们在二级公路312线竹杆大桥施工中,采用上述方法设置了桥面连续和“桥面滑动伸缩缝”。这座桥为旧桥改选加
宽22孔16.8m,原为净7,现加宽改选为净14m。桥面为三联7孔+8孔+7孔,共设4道伸缩缝,117.6m和一联134.4m,此次试做胀缝较窄,实际做滑动伸缩

缝缝宽5mm,桥面施工为9月份,按本文推导的伸缩缝间距公式计算缝宽为25mm,还留有25mm伸胀余地。经过今年夏季最高气温时观察和一年多的行

车验证,桥墩处伸缩缝平顺整齐,无异常现象。即桥梁的端部在桥面滑动伸缩根部较薄弱处也未发现裂缝。
(2)桥面连续长度和缝宽对于桥面连续的联长确定要以施工气温为主要依据,并以本建议的公式计算确定,不应力求过多减少伸缩缝而导致设置大

位移量的伸缩装置,要设计以行车顺适和构造牢固为前提的伸缩装置。建议伸缩缝缝宽大25mm左右,以此和各地区的最大温差为依据计算出伸缩

缝间桥面连续长度。对于夏季施工气温高可设置很长联长连续桥面或经过计算不需设置胀缝的桥面,建议应在桥台处设置两道或一道缩缝,以免

由于桥面混凝土收缩产生的桥面钢筋网无力抵抗的拉应力而导致桥面出现不规则的横向裂纹.
各种伸缩装置,由于其本身材料调节伸缩量需一个构件宽度外,还需要增加一个安装宽度,这就相应地增加了伸缩缝的缝宽,给行车带来了不利。

通过对影响伸缩缝设置的主要因素分析和实践探索认为,合理地减少伸缩缝数量和缩小缝宽,调整伸缩缝设置位置,用弹性填隙式伸缩缝,以达到

经济实用、坚固可靠和行车顺适之目的。

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