摘 要：橋梁一直都作為公路建設的重點支撐環節而存在，它在公路的運行中發揮著關鍵性的作用，因此，廣大建筑設計人員一直非常關注對于公路橋梁的設計工作。在以往的橋梁設計中，設計人員為了應對橋梁受重變形而為其設計了伸縮縫，使橋梁在長期的使用中得到了有效的質量支撐。文章闡述了當前橋梁伸縮縫主要形式，分析了橋梁伸縮縫破壞影響因素，基于設計方面，探討了橋梁伸縮縫設計要點。

　　關鍵詞;橋梁,伸縮縫,設計要點

　　一、橋梁伸縮縫概念及構成概述

　　橋梁伸縮縫是指為適應材料脹縮變形需要而在橋梁上部結構中設置的間隙。為使車輛平穩通過橋面，在橋梁伸縮縫處設置的由橡膠和鋼材等構件組成的各種裝置稱為伸縮縫裝置。當前，對于橋梁伸縮縫一般有對接式、鋼制支承式、組合剪切式(板式)、模數支承式以及彈性裝置。①對接式伸縮縫。對接式伸縮縫裝置，更具其構造形式和受力特點的不同，可分為填塞對接型和嵌固對接型兩種。填塞對接型伸縮裝置是以瀝青、木板、麻絮、橡膠等材料填塞縫隙，伸縮體在任何情況下都處于受壓狀態。該類伸縮裝置一般用于伸縮量在40mm以下的常規橋梁工程上，但目前已不多見。嵌固式對接伸縮縫裝置利用不同形態的鋼構件將不同形狀的橡膠條(帶)嵌牢固定，并以橡膠條(帶)的拉壓變形來吸收梁體的變形，其伸縮體可以處于受壓狀態。也可以處于受拉狀態。②鋼制支承式伸縮裝置。當橋梁的伸縮變形量超過50mm時，常采用鋼質伸縮裝置。該伸縮裝置當車輛駛過時往往由于梁端轉動或撓曲變形而產生拍擊作用，噪聲大，而且容易使結構損壞。因此，需采用設有螺栓彈簧的裝置來固定滑動鋼板，以減少拍擊和噪聲，該伸縮縫的構造相對復雜。③組合剪切式(板式)橡膠伸縮裝置。該裝置是利用各種不同斷面形狀的橡膠帶作為填嵌材料的伸縮裝置。由于橡膠富有彈性，易于粘貼，又能滿足變形要求且具備防水功能。因此，目前在國內、外橋梁工程中已獲得廣泛應用。④模數支承式伸縮裝置。板式橡膠制品這一類伸縮裝置，很難滿足大位移量的要求;鋼制型的伸縮裝置，很難做到密封不透水，而且容易造成對車輛的沖擊，影響車輛的行駛性。因此，出現了利用吸震緩沖性能好又容易做到密封的橡膠材料，與強度高性能好的異型鋼材組合的，在大位移量情況下能承受車輛荷載的各類型模數支承式(模數式)橋梁伸縮裝置系列。⑤彈性體伸縮裝置。彈性體伸縮裝置分為鋅鐵皮伸縮縫和TST碎石彈性伸縮縫，彈性體伸縮裝置是一種簡易的伸縮縫裝置，對于中小跨徑的橋梁，當伸縮量在20mm-40mm以內時可以采用TST碎石彈性伸縮縫裝置，是將特制的彈塑性材料TST加熱熔化后，灌入經過清洗加熱的碎石中，即形成了TST碎石彈性伸縮縫，碎石用以支持車輛荷載，TST彈塑性體在一25℃～60℃條件下能夠滿足伸縮量的要求。

　　二、橋梁伸縮縫的作用

　　由于公路橋梁都處于室外,并且根據其使用功能,公路橋梁會受到溫度變化、混凝土變形、動荷載等一系列因素的作用,使得橋體產生變形。如果這種變形量過大,會影響到橋體的使用安全。所以為了調節由車輛荷裁、環境特征和橋梁建筑材料的物理性能所引起的上部結構之間的位移和上部結構之間的聯結,所以必須要設置伸縮縫。橋梁伸縮縫處出現跳車和損壞現象,影響行車的舒適和安全。出現這些問題,除了車輛通行量增多、載重量增大、車速加快等客觀原因對伸縮裝置的損壞外,伸縮縫設計和施工的欠缺不容忽視。

　　三、設計相關數據計算

　　3.1設計數據

　　膨脹系數：10×10-6

　　伸縮梁長：30m

　　干燥收縮度20×10-5

　　徐變系數：φ=2

　　平均軸向應力：σp=60㎏/㎡

　　混凝土的彈性模量：Ec=300000㎏/㎡

　　折減系數(施加預應力后3個月)：β=0.4

　　安裝時的設計溫度：15℃

　　3.2伸縮量計算

　　溫度變化的伸縮量：△Lt=10×10-6×(Tmax-Tmin)×L

　　=10×10-5×40×30000

　　=12mm

　　15℃安裝時的伸長量：△Lt+=10×10-6×(35-15)×L

　　=6mm

　　15℃安裝時的縮短量：△Lt-=10×10-6×[15-(-5)]×30000

　　=6mm

　　干燥收縮：△Ls=20×10-5×L×β

　　=20×10-5×30000×0.4

　　=2.4mm

　　徐變：△Lx=σp•φ•L•β/Ec=60×2×30000×0.4/300000=2.4mm

　　伸縮量：△L=12+2.4+4.8=19.2㎜

　　梁的伸長量=6mm

　　梁的縮短量=6+2.4+4.8=13㎜

　　初壓縮量=13㎜

　　實際采用的伸縮量應考慮一定的安全值。考慮到施工誤差和其他因素影響，設計伸縮量應對基本伸縮量增加10%～30%的富裕量，即△L=(1.1～1.3)△L0

　　四、橋梁伸縮縫問題原因及設計要點分析

　　4.1伸縮裝置破壞過早的設計原因：①設計時梁端部未能慎重考慮，在反復荷載作用下，梁端破損引起伸縮裝置失靈。有些橋梁結構，橋面板端部剛度不足，當橋面板受到汽車荷載作用時，因翼板較薄，橫向聯系較弱，導致橋面板反復變形過大;②伸縮量計算不準確，沒有考慮到伸縮裝置安裝時的實際溫度對伸縮裝置的影響，伸縮裝置本身無法或很難調整初始位移量，選型不當，采用過小的伸縮間距，導致伸縮裝置破損;③一些設計是將伸縮裝置的錨固件置于橋面鋪裝層中，與主梁(板)連接的部分很少，而且力的分布不容易傳遞，微小的變形可能演變成大的位移，最終導致砼粘結力的失效;④使用粘結或橡膠材料等制造的新型伸縮裝置，材料和結構選擇不當，防水、排水設施不完善，造成錨固件受腐蝕，梁端和支座侵蝕嚴重;⑤設計上未嚴格規定伸縮裝置兩側的后澆砼和鋪裝層材料的選擇、配合比、密實度和強度，產生不同程度的破壞，致使伸縮裝置營運質量下降。

　　4.2伸縮縫整體設計。合理選定恰當伸縮量的縫隙極為重要，縫隙越大伸縮裝置越容易遭破壞。采用的縫隙過大或過小，以及沒有考慮安裝時的溫度而調整間隙。特別是針對板式橡膠伸縮裝置，易造成破壞。即使是連續橋面，在面層鋪裝上往往也會出現裂紋。因此。要采取預先切割橋面，設置接縫，或用較軟的鋪裝層來吸收裂縫，或者安設小型的伸縮裝置來解決。在較大縱坡的情況下，如不設置考慮適應豎直變位的構造，也容易產生缺陷，引起破壞。伸縮裝置沿橋面縱向，即使伸縮量小，也存在撓度差大的問題，因此，在伸縮裝置構造上要給予重視。伸縮裝置與梁體結合成等強的整體無疑是提高其使用效能的重要手段。除模數式伸縮裝置之外的其他類型的橋梁伸縮裝置，與橋面板的固定、結合往往不夠充分，效果不甚理想，一般構造尺寸較小、剛度不足，而且對新材料的特征、配合等研究不夠深入，所以在選型時應作充分的比較研究。為防止因雨水而起的漏水現象，雖然在一些鋼制伸縮縫裝置中，對配合部位采取插入密封橡膠或將排水裝置或鋪裝層面層作為容易清掃的型式，或在整個縫隙中灌注填人防水材料的實用型式。對與橋面的雨水，一般應在伸縮裝置附近設集中排水口;對不在日常養護作多次涂漆的構件上，設計上應采用優質耐久的防護材料作有效的處理。

　　總之，隨著高等級公路的迅速發展，橋梁伸縮縫的重要性不言而喻。因此必須加強橋梁伸縮縫的優化設計，從伸縮縫類型、結構以及環境等相關因素進行強化設計，才能確保伸縮縫在今后的使用中，滿足橋梁使用性能。