梁桥上伸缩缝设置的一些思考

彭明娟

(新疆林业规划设计院)

1 设置伸缩缝的必要性

桥跨结构在气温变化，荷载以及混凝土的收缩，徐变等因素的作用下，桥梁的端部会产生一些变化，为了保证桥梁的整体稳定，需要在两梁端之间，以及梁端与背墙之间设置伸缩缝。由于伸缩缝的存在，在桥面上必然影响行车的舒适性，虽然各国科技工作者进行了大量的实验研究，但在改变行车的舒适性方面无多大的进展。伸缩缝在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，均能自由伸缩，牢固可靠，车辆行驶过时应平顺、无突跳与噪声;要能防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞;安装、检查、养护、消除污物都要简易方便。在设置伸缩缝处，栏杆与桥面铺装都要断开。

2 设置伸缩缝应考虑的因素

2.1 温度变化引起的伸缩量(△lt)

桥梁具有热胀冷缩的物理性质，温度升高或降低桥梁的长度必然发生变化，在总的伸缩量中，由于温度引起的伸缩量约占总伸缩量的80%，新疆地区昼夜温差大，冬季寒冷，夏季酷热，桥梁施工均在夏季进行。施工桥梁时的气温一般在5 ～30 ℃之间。伸缩缝安装时的温度一般为10 ～25 ℃比较多。

温度升高时的伸缩量计算式为

温度降低时的收缩量计算式为

式中:△l+t为温度升高时的伸缩量;△l－t为温度降低时的伸缩量;Tmax为使用地区的最高环境温度;Tmix为使用地区的最低高环境温度;Tset为安装伸缩缝时的环境温度;α 为混凝土的温度膨胀系数(α=10－5);L 为桥梁跨径。

2.2 混凝土的干燥收缩变化引起的伸缩量(△ls)

混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。影响收缩的因素，有混凝土的水灰比，骨料的级配，养护的条件，使用环境的湿度，构件的体表比等。混凝土的收缩是一种随时间而增长的变形，结硬初期发展很快，一个月内可完成50%左右，三个月后增长缓慢，两年后基本趋向稳定。

混凝土干燥收缩引起的梁的收缩量计算式为

式中:△ls为干燥收缩引起的梁的收缩量;L 为桥梁跨径;β为混凝土的干燥收缩递减系数(见表1)。

表1 徐变、干燥收缩的递减系数

2.3 混凝土的徐变引起的伸缩量(△l e)

在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。影响徐变的因素主要有混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小，加荷时混凝土的期龄，混凝土组成的成分和配合比，养护和及使用条件下的温度与湿度及构件的体表比。混凝土的徐变引起的伸缩量仅在预应力混凝土桥中考虑。

混凝土徐变引起的梁的收缩量计算式为

式中:λ 为混凝土的徐变系数(一般λ=2.0);△le为徐变引起的梁的收缩量;σp为由于预应力等引起的平均轴向应力;Ec为混凝土的弹性模量;L 为桥梁跨径;β 为混凝土的徐变递减系数(见表1)。

2.4 荷载作用下引起梁端转角产生的伸缩量(△l 1)

(1)恒载引起的伸缩量(△llh)

(2)活载引起的伸缩量(△llm)

2.5 梁体上下部温差引起梁端转角产生的伸缩量(△l w)。

梁的制造与安装误差产生的伸缩量(△lm)。

由于计算过程很复杂，一般梁桥可在主要因素计算结果上再增加20%作为次要因素产生的伸缩量。因此伸缩量的计算简式为

普通钢筋混凝土板为

预应力钢筋混凝土板为

3 算 例

现以呼图壁县－雀尔沟镇－S101 线公路改建工程为例。

该地区极端最高气温为41. 3 ℃，极端最低气温为－36.4 ℃，伸缩缝安装时的温度为15 ℃。以普通钢筋混凝土板为例，计算结果见表2。

表2 普通钢筋混凝土板计算结果

预应力钢筋混凝土板为例，计算结果见表3。

表3 预应力钢筋计算结果

预应力钢筋混凝土梁为例，计算结果见表4。

表4 预应力钢筋混凝土梁计算结果

4 结束语

建议:普通钢筋混凝土板桥桥单孔跨径跨径 一般≤13.0 m，通过计算伸缩量＞10 mm(跨径≥10 m)时，应设伸缩缝。连跨或单跨＜10 m 可不设伸缩缝。

预应力钢筋混凝土板桥，若采用40 型伸缩缝，连孔长度应＜70 m 孔，预应力钢筋混凝土梁桥，若采用60 型伸缩缝，连孔长度应＜90 m。

［1］公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62 －2004)［S］.

［2］范立础. 桥梁工程［M］. 人民交通出版社，2003.