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[摘 要]隨着我国高速公路建设的迅猛发展,桥梁伸缩缝从生产到安装都在逐渐成熟和完善,减轻了桥头跳车的现象。文章结合笔者自身工作实践,简单介绍了桥梁伸缩缝的重要作用,论述了桥梁伸缩缝设计方法,探讨了桥梁伸缩缝质量的控制要点。
[关键词]桥梁;伸缩缝;设计;质量控制
中图分类号:U445.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)12-0251-01
引言
由于经济的发展,人民生活水平的不断提高,导致现在的社会对桥梁的要求越来越高,桥梁的质量等级也在一步步攀升。桥梁等级的提高就要求桥梁的伸缩缝质量随之升高,伸缩缝的质量直接关系着桥梁的使用状况,因此提高桥梁伸缩缝的设计标准,加强和完善桥梁伸缩缝的设计与质量势在必行。
一、桥梁伸缩缝重要作用
桥梁伸缩处跳车问题目前在国内道路病害中比较常见,这个问题会随着我国公路桥梁的发展而越显突出。如果桥梁伸缩处出现破坏会引起接缝处下沉,路面遭到损坏,高低不同的错台也即台阶就会因此形成。车辆通过这些台阶时会引起跳动和冲击,对桥梁和路面造成附加的冲击荷载,情况好些的只会是驾驶员感到不适,严重时甚至会发生事故,影响到正常的营运。为了消除路面台阶,保持良好的路面状况,相关部门以及施工单位针对桥梁伸缩处跳车的问题,采取了许多行之有效的方法。其中,桥梁伸缩缝的安装质量会直接影响到车辆的平稳性、舒适性、桥梁的服务质量和使用年限等,它是桥梁建设中一项极重要的施工项目。
二、桥梁伸缩缝设计
由于桥梁建成后会受到荷载压力的影响,桥身就会出现缝隙,并且缝隙大了就会损坏到伸缩装置,所以,合理、恰当的伸缩量对于缝隙的控制和预防相当重要。
1、合理选择伸缩装置的型号
对桥梁的伸缩装置进行合理选型,是保证伸缩缝和桥梁结构使用寿命的重要手段。
(1)满足耐久性
在对伸缩缝进行设计时,要根据桥梁及公路的属性对其使用的年限加以判断,根据需要对其耐久性进行充分考虑。在桥梁的重型车辆通行量大时,要选择具有良好耐久性的伸缩缝,可以利用钢制的形式或者将伸缩缝整体设置成异型钢材组合的模式。
(2)密封和防水性能好
为了确保实现桥梁结构中伸缩缝功能,要合理规划其防水性和排水性,不仅要展开合理的初始压缩,同时还要对两侧的混凝土加以充分捣实。另外,可以用粘质材料加强条式橡胶密封带和钢材间的紧密连接,使其防水能力显著提高。
(3)平整性好
伸缩缝的平整性和耐久性是紧密相连的,在施工过程中要对组装精度进行严格控制,保证固定结构的牢固性,先展开桥面的整体施工,然后将桥面体进行合理切割,最后将伸缩装置嵌入安装,以保证伸缩缝的平整性。
2、伸缩缝设计过程中注意事项
(1)桥梁伸缩缝在桥梁运行时所承受的力是相当复杂的,所以与之密切相连的锚固结构一定要确保科学设计,以便伸缩缝发挥本有的使用功能。(2)设计时一定要认真考虑梁端部,使其即便是在反复荷载作用下梁端发生破损,伸缩装置仍然能正常工作。一些桥梁结构因为桥面板端部刚度不足,在受到汽车荷载力时,就会因翼板较薄,横向联系较弱,引起桥面板反复变形过大。(3)一定要确保伸缩量计算的准确,将伸缩装置安装时的实际温度考虑在内。一定要根据实际情况选择适合的伸缩装置型号,伸缩间距过小会引起伸缩装置破损。(4)设计伸缩缝应当预先对准切割桥面,然后再设置接缝,或者用软的铺装层来吸收裂缝。(5)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入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。
3、伸缩装置的设计方法
(1)中小型桥梁用W形伸缩装置
在中小型桥梁中,一般使用W形伸缩装置。因为这种型号的伸缩装置具有以下优势:
a.针对温度变化导致的伸缩变形,可以以橡胶弹性材料的弹性性能相弥补。在外荷压力的影响下可充分利用拱形结构的优势;
b.构件尺寸小,操作起来方便,能节约用材,造价低廉;
c.因为橡胶本身密封性能就相当好,所以铁件与伸缩体联结可不用胶水防水。
(2)20m以内的小跨径中小桥不需设置伸缩缝
采用固定式橡胶支座,让台后的土抗力和墩台的弹性变形来抵抗温度应力(当变形长度不大于11m,通常伸缩量不大于6mm)。也可以在完成桥面及路面的铺装后,再沿原缝开一条深4cm一6cm宽3cm的假缝,内填以其他可塑性材料或沥青麻絮以防桥面龟裂。
(3)板式伸缩装置的运用;
目前已经施工的伸缩装置,板式伸缩装置具有较好的平整度,因为胶体内有了足够数量的铆钉使桥梁变形体同伸缩体的联结比较牢固,而且又加入了足够数量的钢板使得变形体的刚度增强,这比原来的空心板橡胶伸缩缝更加牢固。其效果良好,但缺点是变形不够灵活。
(4)确保伸缩装置整体结构设计合理
实际的经验和相关权威材料说明,桥梁中的伸缩缝装置可以使用空心板型,也可以使用V形和W形的橡胶体等。并非一样要用到某一种胶体,只要确保整个伸缩装置结构设计合理就行。目前在桥梁设计中常用到的是TST伸缩装置和西德毛勒公司的伸缩装置,它们的设计都比较合理,在外界温度发生变化时可以自由灵活变形,运行时又具有较高的刚度,确保了行车的舒适和安全。
三、桥梁伸缩缝质量的控制要点
1、平整度的控制
在先铺设桥面沥青面层后,再采用切缝清除伸缩缝的预留槽内沥青砼块等杂物,来保证伸缩缝的平整度;在安装伸缩缝和浇灌砼时,随时用3m;直尺校正伸缩缝和砼的标高与两侧沥青面层一致,保证行车的平稳舒适。
2、原材料的质量控制
在进场的伸缩缝时,橡胶条和异型钢材等配件应该与设计相符。此外,异型钢材在存放和运输过程中,不能造成损坏或变形,并经送检合格后方能使用。
3、按照设计精心施工
对目前的桥梁结构来说,伸缩装置的锚固系统很难准确地预埋在梁中,且桥梁施工队伍往往忽视预埋位置的施工准备,大部分锚固在铺装层混凝土中,由于混凝土体积太小和厚度太薄,再加上预埋件的位置干扰,施工难度大,混凝土的锚固作用实际上大打折扣,预埋件的锚固质量也大受影响。桥面采用沥青混凝土铺装,往往伸缩装置安装在先,桥面铺装在后,过渡段混凝土和沥青面层之间很难铺平,加上刚柔相接,容易产生台阶。在反复的车辆瞬间荷载作用下,伸缩装置锚固混凝土不能保持弹性而破坏,锚固装置在反复动载震动下产生变形并与混凝土剥离,最终全部破坏。因此要求施工队伍按照设计精心施工是至关重要的。
4、伸缩装置的堆放与运输
伸缩装置在工地堆放时应用枕木垫高离开地面30cm;层层堆放平稳,并用雨布覆盖,避免雨淋雨浸、阳光直接爆晒等,防止变形,同时伸缩装置在运输中应该轻装轻放。
结束语
总之,桥梁伸缩缝是桥梁中非常重要的一个部件,它如果受到损坏会严重影响桥梁通车和使用性能,所以必须优化桥梁伸缩缝的设计。优化设计伸缩缝时要结合环境、结构以及类型等相关因素,确保在今后的使用中伸缩缝能够充分满足桥梁的使用性能。
参考文献
[1] 乔国威.高速公路桥梁伸缩缝设置的问题及对策研究[J].科技创新与应用,2013(24).
[2] 黄叶明.浅析公路桥梁伸缩缝施工及质量控制[J].民营科技,2011(03).
[3] 黄宇鲜.浅谈现代桥梁伸缩缝的设计与施工[J].工程建设,2012(01).
[关键词]桥梁;伸缩缝;设计;质量控制
中图分类号:U445.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)12-0251-01
引言
由于经济的发展,人民生活水平的不断提高,导致现在的社会对桥梁的要求越来越高,桥梁的质量等级也在一步步攀升。桥梁等级的提高就要求桥梁的伸缩缝质量随之升高,伸缩缝的质量直接关系着桥梁的使用状况,因此提高桥梁伸缩缝的设计标准,加强和完善桥梁伸缩缝的设计与质量势在必行。
一、桥梁伸缩缝重要作用
桥梁伸缩处跳车问题目前在国内道路病害中比较常见,这个问题会随着我国公路桥梁的发展而越显突出。如果桥梁伸缩处出现破坏会引起接缝处下沉,路面遭到损坏,高低不同的错台也即台阶就会因此形成。车辆通过这些台阶时会引起跳动和冲击,对桥梁和路面造成附加的冲击荷载,情况好些的只会是驾驶员感到不适,严重时甚至会发生事故,影响到正常的营运。为了消除路面台阶,保持良好的路面状况,相关部门以及施工单位针对桥梁伸缩处跳车的问题,采取了许多行之有效的方法。其中,桥梁伸缩缝的安装质量会直接影响到车辆的平稳性、舒适性、桥梁的服务质量和使用年限等,它是桥梁建设中一项极重要的施工项目。
二、桥梁伸缩缝设计
由于桥梁建成后会受到荷载压力的影响,桥身就会出现缝隙,并且缝隙大了就会损坏到伸缩装置,所以,合理、恰当的伸缩量对于缝隙的控制和预防相当重要。
1、合理选择伸缩装置的型号
对桥梁的伸缩装置进行合理选型,是保证伸缩缝和桥梁结构使用寿命的重要手段。
(1)满足耐久性
在对伸缩缝进行设计时,要根据桥梁及公路的属性对其使用的年限加以判断,根据需要对其耐久性进行充分考虑。在桥梁的重型车辆通行量大时,要选择具有良好耐久性的伸缩缝,可以利用钢制的形式或者将伸缩缝整体设置成异型钢材组合的模式。
(2)密封和防水性能好
为了确保实现桥梁结构中伸缩缝功能,要合理规划其防水性和排水性,不仅要展开合理的初始压缩,同时还要对两侧的混凝土加以充分捣实。另外,可以用粘质材料加强条式橡胶密封带和钢材间的紧密连接,使其防水能力显著提高。
(3)平整性好
伸缩缝的平整性和耐久性是紧密相连的,在施工过程中要对组装精度进行严格控制,保证固定结构的牢固性,先展开桥面的整体施工,然后将桥面体进行合理切割,最后将伸缩装置嵌入安装,以保证伸缩缝的平整性。
2、伸缩缝设计过程中注意事项
(1)桥梁伸缩缝在桥梁运行时所承受的力是相当复杂的,所以与之密切相连的锚固结构一定要确保科学设计,以便伸缩缝发挥本有的使用功能。(2)设计时一定要认真考虑梁端部,使其即便是在反复荷载作用下梁端发生破损,伸缩装置仍然能正常工作。一些桥梁结构因为桥面板端部刚度不足,在受到汽车荷载力时,就会因翼板较薄,横向联系较弱,引起桥面板反复变形过大。(3)一定要确保伸缩量计算的准确,将伸缩装置安装时的实际温度考虑在内。一定要根据实际情况选择适合的伸缩装置型号,伸缩间距过小会引起伸缩装置破损。(4)设计伸缩缝应当预先对准切割桥面,然后再设置接缝,或者用软的铺装层来吸收裂缝。(5)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入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。
3、伸缩装置的设计方法
(1)中小型桥梁用W形伸缩装置
在中小型桥梁中,一般使用W形伸缩装置。因为这种型号的伸缩装置具有以下优势:
a.针对温度变化导致的伸缩变形,可以以橡胶弹性材料的弹性性能相弥补。在外荷压力的影响下可充分利用拱形结构的优势;
b.构件尺寸小,操作起来方便,能节约用材,造价低廉;
c.因为橡胶本身密封性能就相当好,所以铁件与伸缩体联结可不用胶水防水。
(2)20m以内的小跨径中小桥不需设置伸缩缝
采用固定式橡胶支座,让台后的土抗力和墩台的弹性变形来抵抗温度应力(当变形长度不大于11m,通常伸缩量不大于6mm)。也可以在完成桥面及路面的铺装后,再沿原缝开一条深4cm一6cm宽3cm的假缝,内填以其他可塑性材料或沥青麻絮以防桥面龟裂。
(3)板式伸缩装置的运用;
目前已经施工的伸缩装置,板式伸缩装置具有较好的平整度,因为胶体内有了足够数量的铆钉使桥梁变形体同伸缩体的联结比较牢固,而且又加入了足够数量的钢板使得变形体的刚度增强,这比原来的空心板橡胶伸缩缝更加牢固。其效果良好,但缺点是变形不够灵活。
(4)确保伸缩装置整体结构设计合理
实际的经验和相关权威材料说明,桥梁中的伸缩缝装置可以使用空心板型,也可以使用V形和W形的橡胶体等。并非一样要用到某一种胶体,只要确保整个伸缩装置结构设计合理就行。目前在桥梁设计中常用到的是TST伸缩装置和西德毛勒公司的伸缩装置,它们的设计都比较合理,在外界温度发生变化时可以自由灵活变形,运行时又具有较高的刚度,确保了行车的舒适和安全。
三、桥梁伸缩缝质量的控制要点
1、平整度的控制
在先铺设桥面沥青面层后,再采用切缝清除伸缩缝的预留槽内沥青砼块等杂物,来保证伸缩缝的平整度;在安装伸缩缝和浇灌砼时,随时用3m;直尺校正伸缩缝和砼的标高与两侧沥青面层一致,保证行车的平稳舒适。
2、原材料的质量控制
在进场的伸缩缝时,橡胶条和异型钢材等配件应该与设计相符。此外,异型钢材在存放和运输过程中,不能造成损坏或变形,并经送检合格后方能使用。
3、按照设计精心施工
对目前的桥梁结构来说,伸缩装置的锚固系统很难准确地预埋在梁中,且桥梁施工队伍往往忽视预埋位置的施工准备,大部分锚固在铺装层混凝土中,由于混凝土体积太小和厚度太薄,再加上预埋件的位置干扰,施工难度大,混凝土的锚固作用实际上大打折扣,预埋件的锚固质量也大受影响。桥面采用沥青混凝土铺装,往往伸缩装置安装在先,桥面铺装在后,过渡段混凝土和沥青面层之间很难铺平,加上刚柔相接,容易产生台阶。在反复的车辆瞬间荷载作用下,伸缩装置锚固混凝土不能保持弹性而破坏,锚固装置在反复动载震动下产生变形并与混凝土剥离,最终全部破坏。因此要求施工队伍按照设计精心施工是至关重要的。
4、伸缩装置的堆放与运输
伸缩装置在工地堆放时应用枕木垫高离开地面30cm;层层堆放平稳,并用雨布覆盖,避免雨淋雨浸、阳光直接爆晒等,防止变形,同时伸缩装置在运输中应该轻装轻放。
结束语
总之,桥梁伸缩缝是桥梁中非常重要的一个部件,它如果受到损坏会严重影响桥梁通车和使用性能,所以必须优化桥梁伸缩缝的设计。优化设计伸缩缝时要结合环境、结构以及类型等相关因素,确保在今后的使用中伸缩缝能够充分满足桥梁的使用性能。
参考文献
[1] 乔国威.高速公路桥梁伸缩缝设置的问题及对策研究[J].科技创新与应用,2013(24).
[2] 黄叶明.浅析公路桥梁伸缩缝施工及质量控制[J].民营科技,2011(03).
[3] 黄宇鲜.浅谈现代桥梁伸缩缝的设计与施工[J].工程建设,2012(01).