2015年二級(jí)建造師輔導(dǎo)：斜交橋的伸縮裝置

　　橋梁伸縮縫的作用在于調(diào)節(jié)由車輛荷載和橋梁建筑材料所引起的上部結(jié)構(gòu)之間的位移和聯(lián)結(jié)。斜交橋的伸縮裝置一旦被破壞，將嚴(yán)重影響行車的速度、舒適性與安全，甚至造成行車安全事故。本文通過(guò)對(duì)無(wú)伸縮縫技術(shù)的適用性分析，提出斜交橋采用無(wú)伸縮縫裝置，可以大大改善行車狀況，減少車輛的沖擊和延長(zhǎng)橋梁使用壽命。

　　一、無(wú)伸縮縫的特點(diǎn)

　　無(wú)伸縮縫橋梁與相同跨徑的有伸縮縫橋梁相比，前期投入造價(jià)和后期維護(hù)費(fèi)用都很低。無(wú)伸縮縫橋梁主要優(yōu)點(diǎn)如下：

　　（1）無(wú)伸縮縫結(jié)構(gòu)。無(wú)伸縮縫橋梁是將上部梁體結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)結(jié)合成一整體的單跨或多跨橋梁。無(wú)伸縮縫結(jié)構(gòu)是無(wú)伸縮縫橋梁的最主要特征。

　?。?）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。無(wú)伸縮縫連續(xù)梁橋中，單排樁支撐的橋梁墩臺(tái)與上部結(jié)構(gòu)固結(jié)，或自支撐的墩柱通過(guò)滑動(dòng)支座與上部結(jié)構(gòu)分離。這些橋梁都可以簡(jiǎn)化為有一個(gè)水平桿和多個(gè)豎向桿的剛架，大大方便了橋梁的整體分析和設(shè)計(jì)。

　?。?）施工建造速度快。整體式橋臺(tái)使用單排樁，樁較少，同時(shí)可以不用背墻結(jié)構(gòu)。由于取消了支座和伸縮縫，這些附屬設(shè)施的安裝、調(diào)試的工期和造價(jià)都會(huì)大大減少；并且與之相關(guān)的一些設(shè)施諸如支座墊石、蓋梁的設(shè)計(jì)和施工都會(huì)大大簡(jiǎn)化。

　?。?）更大的邊中跨比范圍。整體式橋臺(tái)可以更好地抵抗負(fù)支反力，整體式橋臺(tái)可以充當(dāng)平衡重（配重）

　?。?）增加超靜定性和抵抗災(zāi)難的能力。伸縮縫是整個(gè)橋梁坍塌的潛在原因，由于墩臺(tái)和梁固結(jié)，無(wú)伸縮縫橋梁大大減少了地震中的落梁現(xiàn)象發(fā)生的可能性。對(duì)于多震區(qū)，無(wú)伸縮縫橋梁是一種更可取的設(shè)計(jì)方案。

　?。?）運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低。平順的無(wú)伸縮縫結(jié)構(gòu)可以改善車輛行駛的舒適性、減小車輛的沖擊應(yīng)力影響，同時(shí)大大降低橋梁的后期維護(hù)費(fèi)用。

　　二、無(wú)伸縮縫在設(shè)計(jì)施工中應(yīng)考慮的問(wèn)題

　　1．設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題

　　（1）溫度對(duì)無(wú)伸縮縫橋梁的影響

　　溫度的影響無(wú)疑是無(wú)伸縮縫橋梁設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的因素。但事實(shí)上，對(duì)許多橋梁的應(yīng)力測(cè)試表明，由于溫度作用而測(cè)得的應(yīng)力值比預(yù)計(jì)的要小，分析其原因可能有兩點(diǎn)：其一是混凝土由于溫度的膨脹或收縮，會(huì)產(chǎn)生徐變。徐變使得應(yīng)力不能達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)所預(yù)計(jì)的程度。因此，為了使理論更好地反映實(shí)際的情況，有的部門設(shè)計(jì)時(shí)考慮把混凝土的溫度彈性模量減小到動(dòng)力荷載彈性模量的1/3．其二是由于大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)體積相對(duì)較大，使得它們對(duì)周圍的溫度變化比較不敏感。

　　（2）被動(dòng)土壓力

　　由于無(wú)伸縮縫橋梁的整體式橋臺(tái)是采用樁基礎(chǔ)，為了使回填土引起橋墩中的被動(dòng)土壓力最小，一些學(xué)者認(rèn)為，設(shè)計(jì)時(shí)可采取如下具體措施：限制橋梁長(zhǎng)度，當(dāng)橋梁斜交時(shí)，限制結(jié)構(gòu)斜交角的大??；采用選擇過(guò)的顆粒級(jí)配作為回填土；使用引道板以防止車輛對(duì)橋臺(tái)填土的擠壓；利用擋土墻來(lái)縮短翼墻。

　?。?）樁的應(yīng)力

　　考慮到上部結(jié)構(gòu)與整體式橋臺(tái)的樁基礎(chǔ)對(duì)縱向移動(dòng)的抵抗作用有直接關(guān)系，在進(jìn)行無(wú)伸縮縫橋梁設(shè)計(jì)時(shí)：限制整體式橋梁的基礎(chǔ)形式，最好做成單排的細(xì)長(zhǎng)垂直樁；限制樁型；調(diào)整H型樁弱軸方向，使之與運(yùn)動(dòng)方向一致；提供一種鉸接裝置來(lái)控制樁的撓曲；限制結(jié)構(gòu)斜交角的大小。

　　2．施工應(yīng)考慮的問(wèn)題

　　使用無(wú)伸縮縫橋梁的施工和維修存在以下一些問(wèn)題：由于回填料是在梁安裝后才回填的，起重機(jī)無(wú)法靠近橋臺(tái)，這就使得預(yù)制梁的施工就位成為問(wèn)題；填料的壓實(shí)非常關(guān)鍵；有必要對(duì)橋梁端部設(shè)計(jì)進(jìn)行充分考慮；必須充分考慮到施工時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉后彈性收縮的影響；翼墻應(yīng)考慮按較重的荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)以防止開(kāi)裂；引道板應(yīng)專門進(jìn)行設(shè)計(jì)；為防止寒冷天氣下的開(kāi)裂，引道板和橋臺(tái)間要有有效的連接機(jī)構(gòu)。

　　三、無(wú)伸縮縫技術(shù)的展望

　　雖然無(wú)伸縮縫橋梁已經(jīng)成功應(yīng)用了多年，但是經(jīng)驗(yàn)性的設(shè)計(jì)指南限制了它的使用，至今還有很多關(guān)于該類結(jié)構(gòu)性能的問(wèn)題尚未明確。筆者認(rèn)為有待于進(jìn)一步研究和完善的問(wèn)題主要有：橋臺(tái)——樁——土系統(tǒng)的非線性作用以及簡(jiǎn)化計(jì)算方法；橋臺(tái)樁基礎(chǔ)的朝向（繞弱軸或強(qiáng)軸彎曲）、引道板、橋臺(tái)高度、橋臺(tái)剛度、樁長(zhǎng)、樁周土的類型及混凝土的收縮、徐變等參數(shù)對(duì)無(wú)伸縮縫橋梁受力性能的影響；無(wú)伸縮縫橋梁的有效溫度及上部結(jié)構(gòu)的體量對(duì)溫度變形的影響；半整體式橋臺(tái)橋梁的受力性能研究；無(wú)伸縮縫曲線橋梁和斜橋的受力性能研究；各種結(jié)構(gòu)形式無(wú)伸縮縫橋梁的結(jié)點(diǎn)構(gòu)造細(xì)節(jié)、施工工藝極限跨徑等。

　　綜上所述，無(wú)伸縮縫橋梁橋面平順，行駛感覺(jué)非常好，不發(fā)生跳車現(xiàn)象，也不再有伸縮縫維護(hù)、更換的煩擾，減小了橋梁的維修費(fèi)用而且提高了行車的質(zhì)量。無(wú)伸縮縫橋梁的構(gòu)造特點(diǎn)也提高了橋梁抵抗災(zāi)害的能力。此外，與同跨度有伸縮裝置橋梁相比，無(wú)伸縮縫橋梁的造價(jià)通常較低。所以，無(wú)伸縮縫技術(shù)更適用于伸縮裝置易受破壞、跳車頻次高的斜交橋。

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