相關(guān)技術(shù)背景
橋梁伸縮縫位于橋梁上部結(jié)構(gòu)活動(dòng)端、橋面斷縫處,主要由傳力支承體系和位移控制體系組成。
目前,橋梁伸縮縫按照材料來分主要有三大類 :
型鋼型伸縮縫、板式橡膠伸縮縫和TST彈塑體伸縮縫(目前基本不使用)。
亦可以按照不同構(gòu)造形式和受力特點(diǎn)可細(xì)分為五類:
1、對(duì)接式。對(duì)接式伸縮縫就是根據(jù)其構(gòu)造形式和受力特點(diǎn)的不同,可分為填塞對(duì)接型和嵌固對(duì)接型兩種。填塞對(duì)接型伸縮縫一般用于伸縮量在40mm以下的常規(guī)橋梁工程上;嵌固對(duì)接型伸縮裝置被廣泛應(yīng)用于伸縮量在80mm及其以下的橋梁工程上。
2、鋼制支承式。鋼制型式伸縮縫是用鋼材裝配制成的,能直接承受車輪荷載的一種構(gòu)造。以前這種伸縮裝置多用于鋼橋,現(xiàn)也用于混凝土梁。
3、板式。板式橡膠伸縮縫是一種具有剛?cè)峤Y(jié)合的伸縮裝置。它承受荷載之后,有一定的豎向剛度,所以具有跨徑間隙能力大(即伸縮量大),行車平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。
4、模數(shù)支承式。模數(shù)支承式伸縮縫就是利用吸震緩沖性能好又容易做到密封的橡膠材料,與強(qiáng)度高剛性好的異型鋼材組合的,在大位移量情況下能承受車輛荷載。
5、無縫式。無縫式伸縮縫是一種接縫構(gòu)造不伸出橋面的伸縮縫產(chǎn)品也稱為TST橋梁伸縮縫,在橋梁端部的伸縮間隙中填入彈性材料并鋪上防水材料,然后在橋面鋪裝層鋪筑 粘彈性復(fù)合材料,使伸縮接縫處的橋面鋪裝與其它鋪裝部分形成一連續(xù)體,以連接縫的瀝青混凝土等材料的變形承受伸縮的一種構(gòu)造。但實(shí)際使用中最常見的是模數(shù)伸縮縫、梳形板式伸縮縫。
無論什么形式的橋梁伸縮縫其關(guān)鍵技術(shù)在于傳力支承體系和位移控制體系設(shè)計(jì)。
主要介紹模數(shù)式伸縮縫和梳形板式伸縮縫,主要因?yàn)檫@是目前最常用的橋梁伸縮縫。
(一)模數(shù)式伸縮縫模數(shù)式伸縮裝置由中鋼梁鋼、邊鋼梁鋼及橫梁、橡膠帶等結(jié)構(gòu)組成,其結(jié)構(gòu)布置詳見下圖。模數(shù)式橋梁伸縮縫是采用剛性連接,傳力可靠;機(jī)械密封,防水性能強(qiáng);其彈性支撐體系可以保證消音減震;多條中鋼梁與橡膠帶組合,保證伸縮裝置與兩側(cè)橋面及路面銜接平順,行駛舒適度好;鳥型橡膠帶伸縮自如,與型鋼銜接緊密。橋梁伸縮縫的分類與現(xiàn)狀_2橋梁伸縮縫的分類與現(xiàn)狀_31、錨固筋 2、邊鋼梁 3、中鋼梁 4、橫梁 5、橡膠密封帶 6、位移箱 7、承壓支座 8、壓緊支座 9、吊架
模數(shù)式根據(jù)型鋼截面形式不同,可分為F型、C型、E型等不同形式,下圖為F型立面異型鋼伸縮縫結(jié)構(gòu)布置圖。
1、F型鋼2、錨板 3、錨筋4、水平 5、預(yù)埋筋
模數(shù)式伸縮裝置均由型鋼、橡膠密封帶組成,其技術(shù)特點(diǎn)具有相似性。
模數(shù)式伸縮裝置主要缺點(diǎn):橋梁鋪裝端頭與橋臺(tái)留有較大間隙,而且安裝后會(huì)形成懸臂式傳力,正是這種懸臂式傳力將導(dǎo)致對(duì)橋梁或臺(tái)背產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)式的撬動(dòng)力,在沖擊載荷的作用下,對(duì)橋梁伸縮縫部件、橋梁鋪裝層、甚至對(duì)梁板都具有直接的損壞作用制作安裝工藝,費(fèi)時(shí)費(fèi)力成本高,暴露的明縫在復(fù)雜重載車輛通過會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊震動(dòng) ,導(dǎo)致橡膠密封帶易脫落、老化,模數(shù)式伸縮裝置中鋼梁、彈性支承元件極易損壞,使用壽命較短,維修費(fèi)時(shí)費(fèi)力,無安全排水和防水。
(二)梳形板式伸縮縫伸縮裝置由活動(dòng)梳齒板、固定梳齒板、轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)、多向變位結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)、導(dǎo)水裝置及不銹鋼板組成的伸縮裝置。這類伸縮縫裝置結(jié)構(gòu)本身剛度較大,抗沖擊力較強(qiáng)。
梳形板式伸縮裝置的主要缺點(diǎn):(1)存在一定安全隱患:梳齒易折斷、翹曲;錨固螺栓易松動(dòng),易造成齒板松脫等;
(2)橋梁鋪裝端頭與橋臺(tái)留有較大間隙,而且安裝后會(huì)形成懸臂式傳力,正是這種懸臂式傳力將導(dǎo)致對(duì)橋梁或臺(tái)背產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)式的撬動(dòng)力,在沖擊載荷的作用下,對(duì)橋梁伸縮縫部件、橋梁鋪裝層、甚至對(duì)梁板都具有直接的損壞作用;
(3)養(yǎng)護(hù)難度大:梳齒間易囤積雜物,日常清潔難度大;螺栓和不銹鋼墊板日常養(yǎng)護(hù)頻率高,存在一定日常養(yǎng)護(hù)難度;
(4)存在齒形縫隙,在復(fù)雜重載車輛通過也會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的沖擊震動(dòng),對(duì)梳形板式伸縮裝置的各部件造成嚴(yán)重?fù)p壞;
(5)無安全排水和防水。