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橋梁設計試論橋梁伸縮縫問(wèn)題
發(fā)布時(shí)間:2014-06-03
文本摘要:溫度變化是影響伸縮量的主要因素。由于我國幅員廣大,溫差懸殊、變差幅度各地不一,茲推薦下列數據供設計參考使用。由于溫度使橋梁內部溫度分布不均勻會(huì )引起大跨徑橋梁端部產(chǎn)生角變位,一般跨徑比值較小,可不予考慮;大跨徑橋梁,設計時(shí)應予考慮。關(guān) 鍵 詞:橋梁設計 橋梁伸縮縫
1 影響伸縮量的基本因素
1.1 溫度變化
溫度變化是影響伸縮量的主要因素。由于我國幅員廣大,溫差懸殊、變差幅度各地不一,茲推薦下列數據供設計參考使用。由于溫度使橋梁內部溫度分布不均勻會(huì )引起大跨徑橋梁端部產(chǎn)生角變位,一般跨徑比值較小,可不予考慮;大跨徑橋梁,設計時(shí)應予考慮
1.2 混凝土的徐變和收縮
鋼筋混凝土橋及預應力混凝土橋需考慮其徐變及收縮。徐變量按梁在預應力作用下的彈性變形乘以徐變系數¢=2求得。收縮量以溫度下降20℃來(lái)?yè)Q算。應當考慮安裝時(shí)混凝土的徐變和收縮已完成的部分,為此應將全部徐變和收縮量乘以折減系數ß。下列ß值供設計時(shí)參考。
徐變的齡期是以施加預應力后的時(shí)間計算,收縮是以澆筑混凝土以后到安裝時(shí)的全部齡期計算,設置伸縮裝置后施加的預應力需另加。
1.3 各種荷重所引起的橋梁撓度
活載、恒載等會(huì )使橋梁端部發(fā)生角變位,而使伸縮裝置產(chǎn)生垂直、水平及角變位。如果梁比較高,且伴有振動(dòng)的情況,應格外注意。
由于加寬橋面而要設置縱向伸縮裝置時(shí),由于跨中撓度較大,還應注意在振動(dòng)時(shí)變位隨時(shí)間變化的相位差。
1.4 地震影響使構造物發(fā)生變位
地震對伸縮裝置的變位影響比較復雜,目前還難以把握,在設計伸縮裝置時(shí)一般不予考慮;但如有可靠資料能算出地震對橋梁墩臺的下沉、回轉、水平移動(dòng)及傾斜量時(shí),在設計時(shí)給以考慮當然更好。
1.5 縱坡對變位的影響
縱坡較大的橋,通常施工時(shí)把活動(dòng)支座作成水平的,因而在支座位移時(shí)在路面產(chǎn)生了一個(gè)垂直差(△d),其值為水平位移乘以縱坡(tgθ),在變位較小的情況下可不予考慮,但對組合鋼橋變位大且縱坡也大的情況下,設計伸縮裝置的形式就應認真對待。
1.6 斜橋及曲線(xiàn)橋的變位
斜橋及曲線(xiàn)橋在發(fā)生支承移動(dòng)方向的變位△L時(shí),便有在橋端線(xiàn)方向的變位△S及垂直于橋端線(xiàn)方向的變位△d:
△d=△L sinθ △S=△L cosθ
式中:θ-傾斜角;△L-伸縮量。
把沿支座移動(dòng)方向的位移△L稱(chēng)作伸縮縫,把垂直于橋梁線(xiàn)的位移△d稱(chēng)作梁端伸縮縫。由于 平行于橋端線(xiàn)△S的位移而使伸縮裝置在平面上受扭,產(chǎn)生剪應力,在設計時(shí)必須注意。同時(shí),還應注意支座的約束條件及墩臺形式的不同所產(chǎn)生的影響。
2 計算方法
2.1 溫變變化的伸縮量
根據當地溫度變化范圍和安裝支座時(shí)的溫度來(lái)計算伸縮量(△Lt)、混凝土的徐變、收縮的縮短量;其它次要因素是用一定的安全值在構造上給以考慮,同時(shí)還應算出由于因工時(shí),溫度變化的修正量,一般如下計算:
實(shí)際采用的伸縮量應考慮一定的安全值,如W型伸縮裝置,寬65mm,初壓縮量20mm。
4 對目前伸縮裝置設計的幾點(diǎn)淺見(jiàn)
(1)小跨徑的中小橋(如20m以?xún)鹊?宜不設伸縮縫。支座采用固定式橡膠支座,讓墩臺的彈性變形和臺后的土抗力來(lái)抵抗溫度應力(因變形長(cháng)度在10m以?xún)壬炜s量一般在5mm以?xún)?。也可以在路面及橋面鋪裝攤鋪完了,再沿原縫開(kāi)一條寬2cm深3~5cm的假縫,內填以瀝青麻絮或其他可塑性材料以防面龜裂。
(2)中、小橋宜采用W型伸縮裝置,它具有以下一些優(yōu)點(diǎn):①伸縮體與鐵件聯(lián)接可不用膠水,而利用橡膠本身的預壓密縫防水;②構件尺寸小,相應材料用量省,施工方便,造價(jià)低;③溫度伸縮變形發(fā)揮像膠彈性材料性能。在外荷作用下則充分利用拱形結構的優(yōu)勢。
(3)從實(shí)踐和有關(guān)資料來(lái)看,不論W型、V型、空心板型的橡膠體都可使用。毛病不在膠體本身,而是在整個(gè)伸縮裝置結構的設計是否合理。西德毛勒公司的伸縮裝置、近幾年應用較多的TST伸縮裝置設計比較合理,在行車(chē)時(shí)它具有較高的剛度,在溫度變化時(shí)又變形靈活。
(4)從目前已經(jīng)施工的伸縮裝置來(lái)看,板式伸縮裝置的平整度較好,其原因是膠體內不僅加入了足夠數量的鋼板以增加變形體的剛度,而且又有足夠數量的鉚釘使伸縮體同橋梁變形體的聯(lián)結比較牢固,不至于象原來(lái)空心板橡膠伸縮縫那樣易于脫出。而且改善了施工工藝,注意到施工時(shí)的安裝溫度,其定位值A易于控制。經(jīng)實(shí)橋施工2年來(lái)的考驗效果良好。其缺點(diǎn)是變形似欠靈活。據有關(guān)方面介紹每延米須施加2.5t的壓力方能達到其設計縮短值,而且價(jià)格比較貴。
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