公路桥梁伸缩缝的设计与施工应用研究

钱俊

摘  要：随着技术的进步，工程建筑业迅速发展，对公路桥梁的设计与施工提出了质量和安全的双重要求，因此研究公路桥梁伸缩缝的设计与施工应用具有重大意义。此次设计利用有限元数学模型，分析桥梁伸缩缝的动力响应;根据屈服强度和抗拉强度，计算材料屈强比;结合汽车基本参数，明确桥梁伸缩缝的伸缩弹性，以此实现系统化的公路桥梁伸缩缝的设计。此次研究通过完善公路桥梁伸缩缝的设计方法，强化了伸缩缝的施工水平，提高我国桥梁施工的有效性，为工程建筑行业，提供技术创新思路。

关键词：公路桥梁;伸缩缝;设计;施工应用

中图分类号：U441          文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）35-0068-02

Abstract： With the progress of technology and the rapid development of engineering construction industry， the double requirements of quality and safety are put forward for the design and construction of highway bridge， so the design and construction application of expansion joint of highway bridge are studied. In this design， the finite element mathematical model is used to analyze the dynamic response of the bridge expansion joint， and the yield strength ratio is calculated according to the yield strength and tensile strength. Combined with the basic parameters of automobile， the telescopic elasticity of bridge expansion joint is defined， so as to realize the systematic design of highway bridge expansion joint. By perfecting the design method of highway bridge expansion joint， this study strengthens the construction level of expansion joint， improves the effectiveness of bridge construction in our country， and provides technical innovation for the engineering construction industry.

Keywords： highway and bridge; expansion joint; design; construction application

引言

伸縮缝是公路桥梁的主要构造，防止因热胀冷缩、车辆冲击所导致的梁体和背墙碰撞，对提高公路桥梁的安全性、稳定性、使用年限具有重要作用。所以提出一个实用性的公路桥梁伸缩缝设计研究，以此满足公路桥梁伸缩缝的施工质量要求。此次设计的提出，从内部影响因素和外部影响因素两方面入手，得到了更加精准的设计数据，实现精准、高效、安全的公路桥梁建设，对其他类型桥梁的施工提供设计思路[1]。

1 公路桥梁伸缩缝的设计

1.1 分析车辆荷载冲击下的动力响应

设计公路桥梁，需要考虑车辆荷载冲击下，公路桥梁伸缩缝振动的响应特性，计算车辆荷载冲击导致振动时，伸缩缝根据位移大小以及变化规律所产生的动力响应。利用有限元数学模型，分析伸缩缝的动力响应，所建立的模型为：

的有限元数学模型。上述模型由能量关系式推演得出，令{F}={K}=0，此时上式变成模态分析有限元方程。不同车型作用在公路桥梁上的荷载冲击均不同，伸缩缝顶面所承受的载荷，主要以竖向疲劳载荷为主，而汽车制动力的大小，是作用在桥梁伸缩缝上的水平载荷[2]。统计当前公路桥梁中，不同工况的公路桥梁所能承受的载荷情况，如表1所示。

2 施工应用

将上述设计方案，应用到实际公路桥梁施工建设中，该施工步骤大致分为4个阶段：开槽、安装、混凝土浇筑以及桥梁的后期养护。该施工实况如图2所示。

公路桥梁伸缩缝施工时，应根据施工图纸的设计要求开槽，利用激光准确放样，确定伸缩缝的开槽宽度后切割开槽。需要注意在切割过程中，要对割线以外的路面做好防护，防止路面出现开裂和粉尘污染等情况。在安装伸缩缝的实际过程中，还要考虑外界实际车流量与设计的车流量之间，是否存在较大差异，在伸缩缝安装前，要根据车流量的实际大小、车辆型号的普遍程度，调节组装定位的空隙数值。安装宽度大于基本数值的伸缩装置时，应该在设计结果的基础上，参照城市街道走向调整伸缩装置的确切安装位置，同时还要使用角钢和吊架现场定位，以槽两侧的桥面为标准，严格控制伸缩缝的标准高度。在浇筑混凝土固定时，坍落度应该控制在合理范围内，并且两边的混凝土要同时振捣，直至水泥浆不再出现气泡。捣实混凝土，令水泥浆高度与伸缩装置的顶面高度一致，实现所设计的公路桥梁伸缩缝，在桥梁施工中的应用。

3 结束语

设计公路桥梁伸缩缝，可以确保桥梁施工建设工程质量，这对于提升公路桥梁的总体使用寿命，具有极为重要的现实意义。此次研究从分析车辆荷载的冲击作用，分析建设材料的屈服强度、抗拉强度，分析伸缩缝弹性，解决传统设计中，影响因素考虑不充分这一问题，以此提升了设计与施工的精准性，从而提升桥梁的使用安全。此次研究是在标准环境下提出的，并没有考虑海拔3000米以上地区温度对公路桥梁伸缩缝的影响程度，这一点在今后还需注意。

参考文献：

[1]陈竣，罗凡.基于不同角度分析公路钢结构桥梁抗疲劳设计[J].公路工程，2017，42（05）：183-186+201.

[2]丁勇，俞丹波，邹毓颖，等.车辆-模数式伸缩缝耦合振动与冲击荷载分析[J].中国公路学报，2018，31（07）：167-178.

[3]张学志，张炳涛，于志东，等.柔性伸缩缝在桥梁维修工程中的应用[J].公路，2017，62（08）：131-133.