橋面簡(jiǎn)易連續(xù)及滑動(dòng)伸縮縫的設(shè)置1概述橋梁在氣溫變化時(shí)，橋面有膨脹或收縮的縱向變形，在車輛荷載作用下，將引起縱向位移。因此，橋面所設(shè)伸縮縫是為了適應(yīng)這些變形并保持橋面平順的一種過渡裝置。為了使行車更平順，目前廣泛采用橋面簡(jiǎn)易多跨連續(xù)；現(xiàn)就聯(lián)長(zhǎng)的確定，伸縮縫如何設(shè)置等問題進(jìn)行粗淺探索。1.1伸縮縫的應(yīng)用與發(fā)展目前伸縮縫的種類很多，根據(jù)橋梁跨徑大小，公路等級(jí)以及地區(qū)溫度差別而選用。現(xiàn)行較常采用的伸縮縫有：(1)鋅鐵皮伸縮縫；(2)鋼伸縮縫；(3)橡膠伸縮縫；(4)TST彈塑體伸縮縫。據(jù)有關(guān)資料介紹，美國(guó)幾乎所有新修建的長(zhǎng)達(dá)幾百米的公路橋梁，均沒有設(shè)計(jì)伸縮縫，甚至在橋臺(tái)處也是如此。如果橋特別長(zhǎng)，也只僅僅在橋臺(tái)處設(shè)計(jì)伸縮縫。無伸縮縫橋梁結(jié)構(gòu)指的是將橋設(shè)計(jì)成整體式，把主梁兩端固定于整體橋臺(tái)上。這就要考慮橋臺(tái)隨著上部結(jié)構(gòu)的溫度變化而產(chǎn)生的位移。也要考慮橋臺(tái)位移對(duì)橋臺(tái)頭引道的影響。對(duì)較大跨徑或位移量大，臺(tái)背土體無法抵抗荷載和氣溫引起位移所產(chǎn)生的推力，將要在橋臺(tái)底部設(shè)置鉸接，以保證橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的完整性。1.2本文所要探討的問題(1)影響伸縮縫的混凝土體變因素；(2)伸縮縫間距計(jì)算；(3)伸縮縫的設(shè)置。2影響伸縮縫的混凝土體變因素影響混凝土體變有以下幾種：(1)混凝土自縮變形；(2)混凝土溫度變形；含烈日照射下的橋面升溫超過外界氣溫；(3)混凝土干縮濕脹變形；(4)混凝土塑性變形；(5)水化熱引起體脹變形?，F(xiàn)就影響混凝土體變的幾個(gè)主要因素?cái)⑹鋈缦拢?.1混凝土化學(xué)收縮和干濕變形干濕變形主要表現(xiàn)為濕脹干縮，混凝土收縮值較膨脹值為大，在相對(duì)濕度為70％的空氣中收縮值約為水中膨脹值的6倍?；炷恋臉O限收縮值為50～55×lO-5mm/m，當(dāng)混凝土產(chǎn)生干燥收縮后，即使長(zhǎng)期再放在水中，仍有殘留變形，殘余收縮約為收縮量的30～60%。在工程設(shè)計(jì)中，通常采用混凝土的線收縮為0.00015～0.0002。2.2混凝土溫度變形混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)。它的溫度線性膨脹系數(shù)約為0.00001。溫度變形對(duì)混凝土極為不利。在混凝土硬化初期，水泥水化放出較多的熱量，混凝土又是熱的不良導(dǎo)體，散熱慢，這將使混凝土產(chǎn)生體積膨脹。在橋面混凝土受到烈日照射，熱量不斷聚集在混凝土內(nèi)部，可使橋面混凝土溫度逐漸升高并膨脹。因此混凝土受熱膨脹是設(shè)計(jì)橋面脹縫的主要依據(jù)。2.3混凝土徐變混凝土受荷載作用下，不僅會(huì)產(chǎn)生彈塑性變形而且還會(huì)產(chǎn)生隨荷載作用時(shí)間而增長(zhǎng)的非彈性變形，即徐變。在受載初期，徐變變形增長(zhǎng)較快，以后逐漸變慢，且逐漸穩(wěn)定下來。混凝土的徐變變形一般可達(dá)3～15×10-4，即0.3～1.5mm/m?；炷敛徽撌鞘軌?、受拉或受彎時(shí)，均有徐變現(xiàn)象。對(duì)于大體積混凝土能消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。如果不考慮徐變?cè)O(shè)置伸縮縫，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)偏于安全。3橋面連續(xù)時(shí)伸縮縫間距計(jì)算3.1伸縮縫寬度的擬定對(duì)于最佳的縫寬為多少，一般講脹縫寬度過小，會(huì)影響熱脹的壓縮距離，過寬伸縮裝置費(fèi)用較高和安裝處理不好會(huì)導(dǎo)致行車跳動(dòng)，行駛質(zhì)量差。因此建議縫寬度以25mm為宜，用熱脹時(shí)橋面伸長(zhǎng)而壓縮縫的數(shù)值建議以15mm為控制值計(jì)算橋面連續(xù)長(zhǎng)度，因此縫寬還有10mm的余地作為安全值。3.2兩伸縮縫之間長(zhǎng)度計(jì)算用熱脹與自縮作控制指標(biāo)計(jì)算橋面連續(xù)一聯(lián)的長(zhǎng)度。由線脹系數(shù)公式α1=△L／△TLα1=1×10-5平均線脹系數(shù)；△L=脹縫寬度有效值(建議采用0.015m)；△T=溫度變化范圍(℃)L=起始溫度下長(zhǎng)度(m)；設(shè)極限溫度為T1，混凝土施工養(yǎng)護(hù)28天平均溫度為T2α2=混凝土自縮系數(shù)(采用0.00015m)；故：(T1-T2)α1-α2為脹或縮數(shù)值。由此推導(dǎo)伸縮縫間距長(zhǎng)度公式：L=△L/(T1-T2)α1-α2查光山縣統(tǒng)計(jì)資料2003年極端最高氣溫38℃和各月平均最高氣溫，由上公式計(jì)算出豫南地區(qū)各月施工時(shí)的伸縮縫間距長(zhǎng)度如下表：月份123456789101112氣溫2.56.26.916.921.424.227.526.321.514.810.15縫距738993246937∞∞∞93818311683伸縮縫間距長(zhǎng)度的選定，是隨施工溫度，溫差及自縮系數(shù)而定，當(dāng)T2愈大，即施工溫度愈高，與極限最大溫度差愈小，因此混凝土熱脹值愈小，當(dāng)公式中分母計(jì)算等于O或小于O時(shí)，伸縮縫間距可取很長(zhǎng)。4伸縮縫的設(shè)置伸縮裝置種類繁多，諸如鋅鐵皮、鋼板式、橡膠式等裝置都需要安裝寬度，因此，增加了伸縮縫的寬度而達(dá)不到理想的行車效果。高彈性填縫料，傳統(tǒng)的填料式也就是在橋梁的端部安裝鋅鐵皮，再在鋅鐵皮上填瀝青等彈性材料，橋梁端部受垂直荷載和車輛制動(dòng)沖擊水平力，以及鋅鐵皮受大氣浸蝕氧化容易損壞。按橋面簡(jiǎn)易連續(xù)原理，把橋梁端部的伸縮縫移至臺(tái)背或距梁端60cm處，將原在橋梁端部即薄弱處設(shè)置伸縮縫的位置移到橋梁上即較牢固的位置上。伸縮縫移位設(shè)置后，位于橋梁端部60cm處的橋面部分既具有適應(yīng)車輛荷載作用所需的柔性，又具有在豎直荷載作用下的變形能力，而在縱向水平力和溫度變化情況下可以滑動(dòng)伸縮。因此稱之為“橋面滑動(dòng)伸縮縫”。在橋臺(tái)處，具體做法是讓橋臺(tái)背墻上部留一定高度與橋面鋪裝共22cm(鋪裝8cm，空心板企口縫高14cm)，寬度與橋面相同，澆筑橋面時(shí)，在臺(tái)背預(yù)留高度后的平面上鋪兩層塑料薄?；騼蓪佑兔珰郑蛊錁蛎嬲w化下沿與臺(tái)背頂面能夠自由滑動(dòng)。橋墩上伸縮縫設(shè)置與橋臺(tái)上基本相同，只是滑動(dòng)部分只有鋪裝層厚8cm。伸縮縫附近墩臺(tái)頂部橋面負(fù)彎矩鋼筋與橋面頂簡(jiǎn)易連續(xù)所設(shè)Ф10和Ф8所組成的10cm方格網(wǎng)筋相同。橋臺(tái)處空心板企口縫Ф24連接鋼筋與橋面連續(xù)空心板企口縫連接鋼筋方法相同，長(zhǎng)度120cm。伸縮縫附近橋墩處空心板企口縫用Ф25的圓鋼連接，一端固定到企口縫內(nèi)，另一端除銹刷漆兩遍后，涂瀝青再埋入企口縫內(nèi)，以利伸縮滑動(dòng)，共長(zhǎng)120cm，每個(gè)企口縫安一根，以負(fù)彎矩網(wǎng)筋和企口連接粗鋼筋共同抵抗由垂直荷載所引起的支座反力。橋面滑動(dòng)伸縮縫如圖所示。5結(jié)語5.1伸縮縫設(shè)置的實(shí)踐情況我們?cè)诙?jí)公路312線竹桿大橋施工中，采用上述方法設(shè)置了橋面連續(xù)和“橋面滑動(dòng)伸縮縫”。橋面為三聯(lián)7孔+8孔+7孔，共設(shè)4道伸縮縫，兩聯(lián)各117.6米和一聯(lián)134.4米，此次試做脹縫較窄，實(shí)際做滑動(dòng)伸縮縫縫寬5mm，橋面施工為9月份，按本文推導(dǎo)的伸縮縫間距公式計(jì)算縫寬為2.5mm，還留有2.5mm伸脹余地。經(jīng)過今年夏季最高氣溫時(shí)觀察和多年的行車驗(yàn)證，橋墩處伸縮縫平順整齊，無異常現(xiàn)象。5.2橋面連續(xù)長(zhǎng)度和縫寬對(duì)于橋面連續(xù)的聯(lián)長(zhǎng)確定要以施工氣溫為主要依據(jù)，并以本文建議的公式計(jì)算確定，不應(yīng)力求過多減少伸縮縫而導(dǎo)致設(shè)置大位移量的伸縮裝置，要設(shè)計(jì)以行車順適和構(gòu)造牢固為前提的伸縮裝置。建議伸縮縫縫寬25mm左右，以此和各地區(qū)的最大溫差為依據(jù)計(jì)算出伸縮縫間橋面連續(xù)長(zhǎng)度。各