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浅析桥梁伸缩缝设计,桥梁伸缩缝选择伸缩量范

发布时间:2019-11-26 14:41编辑:化工塑胶浏览(134)

    桥梁伸缩缝选择伸缩量范围是应考虑的因素

    桥梁设计试论桥梁伸缩缝问题是非常关键的,在建筑施工都会有的伸缩缝问题,在桥梁上也不例外,做好每个细节才是关键。本网小编就桥梁设计试论桥梁伸缩缝问题和大家介绍一下。

    桥梁伸缩缝病害及防治措施是非常重要的,了解病害才能更好的解决实际问题,每个细节的处理都非常关键。本网小编就桥梁伸缩缝病害及防治措施和大家说明一下。

    浅析桥梁伸缩缝设计具体内容是什么,下面本网为大家解答。

    1、温度变化影响;

    1影响伸缩量的基本因素

    桥梁伸缩缝装置常见病害

    随着我国交通运输事业的迅猛发展,桥梁作为交通线中的重要组成部分,其数量的增多、规模的扩大更为明显,而桥梁组成之一的伸缩装置,用量也越来越大,使用范围也越来越广,型式也越来越多了。桥梁伸缩缝问题现在仍处于探索研究中,它对公路车道的平整度影响较大。为了改善路面与桥面相接处的平整度,一方面应当加大桥梁的联孔长度以减少伸缩缝的数量,另一方面要不断改进伸缩缝的型式、材料以及设计和施工质量。

    2、混凝土桥梁的干燥收缩和徐变影响;

    1.1温度变化

    奥门24小时娱乐在线,伸缩缝在整个桥梁工程中所占的分量不多,一般容易被设计人员忽视,从而未对伸缩缝进行细致的考虑与设计。

    1 影响伸缩量的基本因素

    3、由于恒载产生的梁端转动位移影响;

    温度变化是影响伸缩量的主要因素。由于我国幅员广大,温差悬殊、变差幅度各地不一,兹推荐下列数据供设计参考使用。由于温度使桥梁内部温度分布不均匀会引起大跨径桥梁端部产生角变位,一般跨径比值较小,可不予考虑;大跨径桥梁,设计时应予考虑

    由于伸缩缝需要预留槽口,这对桥板结构而言是在断面上的一种削弱,而设计时对桥梁端部未能慎重考虑,在反复荷载的作用下,梁端破坏引起伸缩缝装置失灵。

    1.1 温度变化

    4、由于制动力引起的支座位移影响;

    1.2混凝土的徐变和收缩

    设计中未对伸缩装置两侧的后浇混凝土和铺装层材料、配合比、密实度和强度提出严格要求或规定。伸缩装置一般设计要求过渡段混凝土采用不低于C40的混凝土,但由于混凝土厚度太薄、体积太小,加上预埋件的位置干扰,施工难度大,就使过渡段混凝土的锚固作用减弱,预埋件的锚固质量也大受影响。

    温度变化是影响伸缩量的主要因素。由于我国幅员广大,温差悬殊、变差幅度各地不一,兹推荐下列数据供设计参考使用。由于温度使桥梁内部温度分布不均匀会引起大跨径桥梁端部产生角变位,一般跨径比值较小,可不予考虑;大跨径桥梁,设计时应予考虑

    5、由于纵坡大而引起的桥梁活动端垂直变位影响;

    钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥需考虑其徐变及收缩。徐变量按梁在预应力作用下的弹性变形乘以徐变系数¢=2求得。收缩量以温度下降20℃来换算。应当考虑安装时混凝土的徐变和收缩已完成的部分,为此应将全部徐变和收缩量乘以折减系数ß。下列ß值供设计时参考。

    另外,有时变形量计算不妥,采用过大的伸缩间距。也会导致梁端的局部受力过大而导致伸缩缝装置破坏。

    1.2 混凝土的徐变和收缩

    6、斜桥和弯桥的接缝方向变位影响;

    徐变的龄期是以施加预应力后的时间计算,收缩是以浇筑混凝土以后到安装时的全部龄期计算,设置伸缩装置后施加的预应力需另加。

    伸缩缝施工处于工程项目的尾期,此时通车压力较大,各项收尾阶段的工程于伸缩缝施工常常出现交叉作业的情况,忽视内部质量管理,施工人员疏忽大意,伸缩装置锚固钢筋焊接的不够牢固或产生遗漏预埋钢筋的现象,梁端伸缩缝间距人为地放大和缩小,定位角钢位置不正确,给伸缩缝本身造成隐患,质量不能保证。

    钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥需考虑其徐变及收缩。徐变量按梁在预应力作用下的弹性变形乘以徐变系数?埭=2求得。收缩量以温度下降20℃来换算。应当考虑安装时混凝土的徐变和收缩已完成的部分,为此应将全部徐变和收缩量乘以折减系数?。下列?值供设计时参考。

    7、其它可能出现因素影响,如收缩装置安装施工误差、加工产生的误差、安装后的预加应力 及预应力损失等影响。

    1.3各种荷重所引起的桥梁挠度

    伸缩装置两侧混凝土太薄,体积小,加上预埋件的干扰,施工难度大,浇筑不密实,混凝土内部存在空洞、蜂窝,达不到设计所要求的强度,在使用过程中,受车辆荷载的强烈冲击,出现裂纹、开裂,逐渐出现坑槽,如不及时处理,将会导致锚固件的损坏。

    徐变的龄期是以施加预应力后的时间计算,收缩是以浇筑混凝土以后到安装时的全部龄期计算,设置伸缩装置后施加的预应力需另加。

    活载、恒载等会使桥梁端部发生角变位,而使伸缩装置产生垂直、水平及角变位。如果梁比较高,且伴有振动的情况,应格外注意。

    伸缩装置自身因素

    1.3 各种荷重所引起的桥梁挠度

    由于加宽桥面而要设置纵向伸缩装置时,由于跨中挠度较大,还应注意在振动时变位随时间变化的相位差。

    伸缩装置本身构造刚度不足,锚固的构件强度不够,在运营过程中产生不同程度的破坏。伸缩缝装置的选型不合理。

    活载、恒载等会使桥梁端部发生角变位,而使伸缩装置产生垂直、水平及角变位。如果梁比较高,且伴有振动的情况,应格外注意。

    1.4地震影响使构造物发生变位

    管理养护不及时

    由于加宽桥面而要设置纵向伸缩装置时,由于跨中挠度较大,还应注意在振动时变位随时间变化的相位差。

    地震对伸缩装置的变位影响比较复杂,目前还难以把握,在设计伸缩装置时一般不予考虑;但如有可靠资料能算出地震对桥梁墩台的下沉、回转、水平移动及倾斜量时,在设计时给以考虑当然更好。

    ①未能及时认真地对桥面和伸缩装置内的杂物进行清扫,影响了伸缩装置的正常变形。②桥面铺装层老化,接缝处桥面凹凸不平,维修又不充分。③随着交通量增大,重型车辆增多,车辆超载不能得到有效地控制,再加上夜间缺乏有效管理,车辆不按规定行驶,从而影响了桥梁伸缩缝装置的正常使用和寿命。

    1.4 地震影响使构造物发生变位

    1.5纵坡对变位的影响

    二、桥梁伸缩缝病害的防治

    地震对伸缩装置的变位影响比较复杂,目前还难以把握,在设计伸缩装置时一般不予考虑;但如有可靠资料能算出地震对桥梁墩台的下沉、回转、水平移动及倾斜量时,在设计时给以考虑当然更好。

    纵坡较大的桥,通常施工时把活动支座作成水平的,因而在支座位移时在路面产生了一个垂直差,其值为水平位移乘以纵坡(tgθ),在变位较小的情况下可不予考虑,但对组合钢桥变位大且纵坡也大的情况下,设计伸缩装置的形式就应认真对待。

    1.伸缩装置结构设计上,在考虑伸缩量大小的同时还要考虑产品在施工工艺上的要求,对预埋件的位置、深度等尽量与主梁相连接,并与桥梁的结构设计相匹配,对伸缩缝两侧混凝土和铺装层材料的选择、配合比、密实度、强度等应严格要求。

    1.5 纵坡对变位的影响

    1.6斜桥及曲线桥的变位

    2.受各种客观因素的影响,伴随着桥梁结构的变位,伸缩缝也将要产生相应的伸缩变位以顺应结构的变位,首先在安装时要精确对伸缩量进行计算,并考虑一定的富余量,以保证伸缩缝在今后运营中始终处于良好的工作状态。

    纵坡较大的桥,通常施工时把活动支座作成水平的,因而在支座位移时在路面产生了一个垂直差,其值为水平位移乘以纵坡(tgθ),在变位较小的情况下可不予考虑,但对组合钢桥变位大且纵坡也大的情况下,设计伸缩装置的形式就应认真对待。

    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:

    3.加强伸缩装置的桥面板端设置。对于悬臂板或薄翼缘板的结构来说,当伸缩装置的高度比桥面板的厚度大而侵占桥面板以外时,要对桥面板的断面尺寸作必要的调整以满足锚固需要,同时还应适当增加断面受力钢筋的用量。4.加强日常养护,早期病害及时修补。严格控制超载车辆的行驶,加强夜间行车管理。

    1.6 斜桥及曲线桥的变位

    △d=△Lsinθ△S=△Lcosθ

    影响伸缩量的基本因素

    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:

    式中:θ-倾斜角;△L-伸缩量。

    1.伸缩量的大小很大程度上取决于温度的变化。受诸多自然条件的影响,其中,受吸收和释放太阳辐射,周围空气温度变化和空气流动等因素的影响,致使桥梁温度在不断变化。因此,桥梁从施工后不管有没有荷载的作用,它一直是处在一个动态状态下在工作。我们要了解其是在什么温度下产生多大变化,将发生多大的伸缩。

    △d=△L sinθ △S=△L cosθ

    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。

    2.混凝土的徐变和收缩钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥需考虑其徐变及收缩。徐变量按梁在预应力作用下的弹性变形乘以徐变系数=2求得。收缩量以温度下降200C来换算。应当考虑安装时混凝土的徐变和收缩已完成的部分。为此应将全部徐变和收缩量乘以折减系数8。徐变的龄期是以施加预应力后的时间计算,收缩是以浇筑混凝土以后到安装时的全部龄期计算,设置伸缩装置后施加的预应力需另加。

    式中:θ-倾斜角;△L-伸缩量。

    2.1温变变化的伸缩量

    3.各种荷重所引起的桥梁挠度活载、恒载等会使桥梁端部发生变位,而使伸缩装置产生垂直、水平及变位。如果粱比较高,且伴有振动的情况,应格外注意。由于加宽桥面而要设置纵向伸缩装置时,由于跨中挠度较大.还应注意在振动时变位随时间变化的相位差。

    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。

    根据当地温度变化范围和安装支座时的温度来计算伸缩量(△Lt)、混凝土的徐变、收缩的缩短量;其它次要因素是用一定的安全值在构造上给以考虑,同时还应算出由于因工时,温度变化的修正量,一般如下计算:

    4.在伸缩装置的设计过程中考虑地震可能会使构造物发生变位。

    2 桥梁伸缩缝设计要点

    实际采用的伸缩量应考虑一定的安全值,如W型伸缩装置,宽65mm,初压缩量20mm。

    5.纵坡对变位的影响纵坡较大的桥,通常施工时把活动支座做成水平的,因而在支座位移时在路面产生了一个垂直差,其值为水平位移乘以纵坡(tg0),在变位较小的情况可不予考虑,但对组合钢桥变位大且纵坡也大的情况下,设计仲缩装置的形式就应认真对待。

    2.1 伸缩缝破坏过早的设计原因。伸缩缝的破坏最先从过渡段的混凝土开始。过渡段混凝土的主要荷载为车辆轮压产生的动载,当轮压在伸缩缝上时,其荷载通过锚固系统传递到过渡段混凝土,再传递到梁板上,并产生一定的压缩变形。在设计上而言,造成伸缩缝的破坏过早,无非是以下方面的原因:伸缩缝在整个桥梁工程所占的份量不多,一般易被设计人员忽视,从而未对伸缩缝进行细致的考虑与设计;伸缩装置的受力复杂,而与之密切相关起决定作用的锚固系统却不尽合理;设计方面对施工的实际情况考虑不足。如:锚固混凝土太薄且钢筋密布,伸缩装置的锚固系统很难准确地预埋在梁中,甚至无法预埋,相当一部分锚固系统不得不锚固在整体化层混凝土中;有的设计工程师在伸缩缝设计过程中只注重计算桥梁的伸缩量,并以此进行选型,而往往对伸缩装置的性能了解不全面,忽视了产品的相应技术要求。

    4对目前伸缩装置设计的几点浅见

    四、桥梁伸缩缝施工质量控制的措施因为桥梁伸缩缝质量对于桥梁整体结构会产生较大的影响,因此,在桥梁伸缩缝施工过程中必须加强管理,保证桥梁伸缩缝的质量。1.在材料选择上要合理选择伸缩缝装置。刚度和质量是伸缩缝装置选择首要考虑的因素。此外,还应考虑以下几种因素:能够满足上部结构梁与梁之间和梁与台之间的位移;能够保证车辆行驶平稳、舒畅;能够防止雨水和垃圾渗入;能够抵抗机械磨损和碰撞,经久耐用。2.加强伸缩缝施工过程控制。在桥梁施工中,应注意与伸缩缝安装有关的预埋、预留,做到安装准确,焊接牢固;安装最好选择在气温偏低时进行;安装前要彻底清理桥端缝隙中的杂物,槽口清理尺寸要够,冲洗要干净。要注意焊接顺序,焊接长度应满足规范要求;应采用快凝高强膨胀混凝土,可以抵消锚固混凝土形成强度过程中产生的收缩裂缝,提高混凝土抗振抗渗的密实度;混凝土浇筑应连续进行,小功率振捣密实,混凝土浇筑后覆盖洒水养护七天达到强度后再开放交通。

    2.2 伸缩缝设计要点

    小跨径的中小桥(如20m以内的)宜不设伸缩缝。支座采用固定式橡胶支座,让墩台的弹性变形和台后的土抗力来抵抗温度应力(因变形长度在10m以内伸缩量一般在5mm以内)。也可以在路面及桥面铺装摊铺完了,再沿原缝开一条宽2cm深3~5cm的假缝,内填以沥青麻絮或其他可塑性材料以防面龟裂。

    五、结束语桥梁伸缩缝对于桥梁的重要性不言而喻。桥梁伸缩缝质量的好坏对于桥梁整体结构会产生一些影响,带来一定的后遗症。应对伸缩缝从设计到施工全过程进行质量控制,并加强对伸缩缝的日常养护,确保桥梁的安全。

    合理选定恰当伸缩量的缝隙极为重要,缝隙越大伸缩装置越容易遭破坏。采用的缝隙过大或过小,以及没有考虑安装时的温度而调整间隙。特别是针对板式橡胶伸缩装置,易造成破坏。即使是连续桥面,在面层铺装上往往也会出现裂纹。因此。要采取预先切割桥面,设置接缝,或用较软的铺装层来吸收裂缝,或者安设小型的伸缩装置来解决。在较大纵坡的情况下,如不设置考虑适应竖直变位的构造,也容易产生缺陷,引起破坏。伸缩装置沿桥面纵向,即使伸缩量小,也存在挠度差大的问题,因此,在伸缩装置构造上要给予重视。伸缩装置与梁体结合成等强的整体无疑是提高其使用效能的重要手段。除模数式伸缩装置之外的其他类型的桥梁伸缩装置,与桥面板的固定、结合往往不够充分,效果不甚理想,一般构造尺寸较小、刚度不足,而且对新材料的特征、配合等研究不够深入,所以在选型时应作充分的比较研究。为防止因雨水而起的漏水现象,虽然在一些钢制伸缩缝装置中,对配合部位采取插入密封橡胶或将排水装置或铺装层面层作为容易清扫的型式,或在整个缝隙中灌注填人防水材料的实用型式。对与桥面的雨水,一般应在伸缩装置附近设集中排水口;对不在日常养护作多次涂漆的构件上,设计上应采用优质耐久的防护材料作有效的处理。

    中、小桥宜采用W型伸缩装置,它具有以下一些优点:①伸缩体与铁件联接可不用胶水,而利用橡胶本身的预压密缝防水;②构件尺寸小,相应材料用量省,施工方便,造价低;③温度伸缩变形发挥像胶弹性材料性能。在外荷作用下则充分利用拱形结构的优势。

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    3 对目前伸缩装置设计的建议

    从实践和有关资料来看,不论W型、V型、空心板型的橡胶体都可使用。毛病不在胶体本身,而是在整个伸缩装置结构的设计是否合理。西德毛勒公司的伸缩装置、近几年应用较多的TST伸缩装置设计比较合理,在行车时它具有较高的刚度,在温度变化时又变形灵活。

    3.1 小跨径的中小桥(如20m以内的)宜不设伸缩缝。支座采用固定式橡胶支座,让墩台的弹性变形和台后的土抗力来抵抗温度应力(因变形长度在10m以内伸缩量一般在5mm以内)。也可以在路面及桥面铺装摊铺完了,再沿原缝开一条宽2cm深3~5cm的假缝,内填以沥青麻絮或其他可塑性材料以防面龟裂。

    从目前已经施工的伸缩装置来看,板式伸缩装置的平整度较好,其原因是胶体内不仅加入了足够数量的钢板以增加变形体的刚度,而且又有足够数量的铆钉使伸缩体同桥梁变形体的联结比较牢固,不至于象原来空心板橡胶伸缩缝那样易于脱出。而且改善了施工工艺,注意到施工时的安装温度,其定位值A易于控制。经实桥施工2年来的考验效果良好。其缺点是变形似欠灵活。据有关方面介绍每延米须施加2.5t的压力方能达到其设计缩短值,而且价格比较贵。

    3.2 中、小桥宜采用W型伸缩装置,它具有以下一些优点:伸缩体与铁件联接可不用胶水,而利用橡胶本身的预压密缝防水;构件尺寸小,相应材料用量省,施工方便,造价低;温度伸缩变形发挥像胶弹性材料性能。在外荷作用下则充分利用拱形结构的优势。

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    3.3 从实践和有关资料来看,不论W型、V型、空心板型的橡胶体都可使用。毛病不在胶体本身,而是在整个伸缩装置结构的设计是否合理。

    3.4 从目前已经施工的伸缩装置来看,板式伸缩装置的平整度较好,其原因是胶体内不仅加入了足够数量的钢板以增加变形体的刚度,而且又有足够数量的铆钉使伸缩体同桥梁变形体的联结比较牢固,不至于象原来空心板橡胶伸缩缝那样易于脱出。

    桥梁伸缩缝的破坏,对桥梁使用性能以及通车都会带来严重的影响,因此必须加强桥梁伸缩缝的优化设计,从伸缩缝类型、结构以及环境等相关因素进行强化设计,才能确保伸缩缝在今后的使用中,满足桥梁使用性能。

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