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暗缝式桥梁伸缩缝的特点及应用

作者: 发布时间:2020-01-22 10:20:35 阅读: 44 次

摘要:由于气温的变化,混凝土的收缩徐变以及荷载作用等,桥跨结构会发生一定的变形。为了满足桥面变形的要求,通常会在两梁端之间,梁端与桥台之间的铰接位置上设置伸缩缝。文中简要介绍了一种新型伸缩缝即暗缝式伸缩缝的构造,优缺点以及在桥梁工程上的应用等方面内容,供桥梁设计及养护工程师参考,在中小跨径的桥梁上使用。

      关键词:暗缝式  伸缩缝  构造  特点

 

1.引言:

      桥梁伸缩缝在桥梁结构中承受着车辆、人群荷载的反复冲击作用,且长期直接暴露在大气中,是桥梁结构中最易损坏而又难以修缮的部位。到目前为止,在我国桥梁工程上已经使用了很多种类型的伸缩装置。而暗缝式伸缩缝就成为近些年来应用得越来越多的一种桥梁伸缩缝,在中小跨径桥梁中得到推广及应用。

      传统伸缩缝在使用过程中总会出现一些问题:如易于老化,破损,引起跳车等不良现象。当荷载作用在跨中时,梁的端部会在支点力的作用下往上翘曲,就会引起端部的变形,导致在伸缩缝处桥面的平整度不够。而且传统伸缩缝在施工过程中多少会有一些缝隙,在运营过程中就不可避免的会有一些泥沙渗入伸缩缝中,如对接式伸缩缝及模数式伸缩缝都会设置橡胶阻水带,做成凹槽状,那么灰泥,车辆的细沙等都有可能渗入,影响橡胶带的使用寿命,也会影响梁体的伸缩,而暗缝式伸缩缝则因其构造具有很多独特地优势。

 

2. 暗缝式伸缩缝构造:

     

暗缝式伸缩缝是用改性沥青等弹性材料填入梁体端处,利用接缝处材料的弹性来满足梁体的伸缩,经常在沥青混凝土顶面上做出深为50~120mm的锯缝以防止沥青混凝土桥面同梁板伸缩产生不规则的裂缝。在锯缝内灌入柔软的,不使沥青路面发生化学变化的粘结料 ,如复合改性沥青,TST弹塑性材料等。

钢板的构造及作用:一般会采用厚度为10~14mm,宽度为300~500mm的钢板防止伸缩缝处的改性沥青等弹性材料从接缝上掉落,同时也承担了改性沥青等弹性材料所传递的竖向荷载,以免产生伸缩缝的凹陷,破损。同时为了防止钢板在水平力的作用下所产生的位移,可以在每块钢板中间及端部焊入12mm×60mm×120mm的小块钢板。

编织布在这里主要起了防水的作用,同时在一定程度上抑制了变形开裂。而且在梁端的缝隙内填充一些泡沫块,在顶面刷一层水泥砂浆,以防止浇筑混凝土时漏浆。

 

3.暗缝式伸缩缝的特征分析:

     ①改善桥面的平整性。由于伸缩缝处的较大差异的沉降或者伸缩缝的破坏而使路面纵坡出现小坎引起跳车现象。而引起跳车的根本原因还是刚度相差太大。而采用暗缝式伸缩缝,由于沥青混凝土的路面连续,从而没有刚度的突变。而TST碎石弹塑性体可承受一定荷载,且改性沥青有反复变形能力且与沥青混凝土路面具有粘结作用,所以能有效地缓解跳车现象。

②耐久,防水性能好。暗缝式伸缩缝的密封性较好,耐腐蚀能力强。这种伸缩装置应用的弹塑性材料本身就具有防水功能,且具有很好的粘合性,与桥面铺装层粘合后无裂口,密封性很好,加上编织布等防水层的存在,可以达到很好的防水效果。使得伸缩缝的使用寿命得到增加,一般暗缝式伸缩缝的使用寿命可达5~10年。

③安装迅速,施工简便。暗缝式伸缩缝无须预埋钢筋,且全年可以施工,安装速度快,安装完伸缩缝以后1~2h就可以开放通车。而且一道伸缩缝的更换只要2~3天,大大缩短了维修时间,另外也方便了冬季必要的更换或修缮。而且暗缝式伸缩缝的结构设置也具有优势,很大程度免除了锚固和部件的移动所带来的不便,不仅方便了施工,也降低了伸缩缝的施工成本。

④工程造价低。用料较少。一般暗缝式伸缩缝的综合造价要低于目前常用的毛勒伸缩装置,经济效益良好。

⑤暗缝式伸缩缝的桥面十分平整,利于桥面的清理与维护工作,减少了劳动量,节约了后期成本。

 

4. 暗缝式伸缩缝的应用:

     暗缝式伸缩缝不仅可以应用于新建的桥梁上,同时也能够适用于50mm以下伸缩量的中小桥梁伸缩缝破损维修。而且这种桥梁伸缩缝的更换和修缮可在同一车道上随时安排施工,那么有效地解决了桥梁维护中边施工边通车的难题。

     由于暗缝式伸缩缝中改性沥青弹塑性材料可以再各个方向发生变形,所以暗缝式伸缩缝不仅可以应用于直线桥,同时也可以满足弯桥,坡桥和斜桥在纵,横,竖三个方向的伸缩与变形,也可应用于人行道伸缩缝。

     暗缝式伸缩缝也存在着应用缺陷,这种伸缩装置的桥面铺装为整体形,但是由于它的伸缩量只能小于50mm,一般只应用于中小跨径的桥梁。同时,为了与桥面铺装的粘合性更好,所以只能用于桥面是沥青混凝土的情况。而且由于改性沥青的低温特性,改性沥青在温度较低的情况下,其塑性的变形量将大为减少,而伸缩缝在受拉后就可能形成较大的裂缝,在行车作用下被破坏。因此,暗缝式伸缩缝在高寒地区及多年冻土地区使用较少。暗缝式伸缩缝尽管具有安装快速,简便的特点,是因为其安装工序并不复杂,但是对于施工工艺的操作,及施工坏境的要求相对其他伸缩缝装置更为严格,如果处理不好,就有可能造成伸缩缝病害。因而没有经过严格培训并有一定经验的施工队伍不可轻易承担暗缝式伸缩缝的安装工作。因此,这种伸缩缝在我国推广应用需要施工的配合,尚需一定的时间。

 

5. 结语:

综合暗缝式伸缩缝的特点分析,目前我国在中小桥梁上使用暗缝式伸缩缝。行车舒适性较高,有着较为良好的发展前景。同时,应当针对暗缝式伸缩缝的适用局限,在我国内做更多的实验改良,使其成为一种适用性更加广泛,使用性能更加优良的伸缩缝。随着时间推移,越来越多的新建桥梁与改造桥梁都将应用用暗缝式伸缩缝。

 

参考文献:

(1)李扬海,程潮洋,等 公路桥梁伸缩装置 [M], 北京:人民交通出版社. 1999

(2)刘夏平,于天来,等 桥梁工程[M], 北京:科学出版社 . 2007