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斜交橋無伸縮縫技術的適用性分析

09-03 13:00:49  瀏覽次數:128次  欄目:交通工程
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  橋梁伸縮縫的作用在于調節由車輛荷載和橋梁建筑材料所引起的上部結構之間的位移和聯結。斜交橋的伸縮裝置一旦被破壞,將嚴重影響行車的速度、舒適性與安全,甚至造成行車安全事故。本文通過對無伸縮縫技術的適用性分析,提出斜交橋采用無伸縮縫裝置,可以大大改善行車狀況,減少車輛的沖擊和延長橋梁使用壽命。

  一、無伸縮縫的特點

  無伸縮縫橋梁與相同跨徑的有伸縮縫橋梁相比,前期投入造價和后期維護費用都很低。無伸縮縫橋梁主要優點如下:(1)無伸縮縫結構。無伸縮縫橋梁是將上部梁體結構與下部結構結合成一整體的單跨或多跨橋梁。無伸縮縫結構是無伸縮縫橋梁的最主要特征。(2)結構設計簡單。無伸縮縫連續梁橋中,單排樁支撐的橋梁墩臺與上部結構固結,或自支撐的墩柱通過滑動支座與上部結構分離。這些橋梁都可以簡化為有一個水平桿和多個豎向桿的剛架,大大方便了橋梁的整體分析和設計。(3)施工建造速度快。整體式橋臺使用單排樁,樁較少,同時可以不用背墻結構。由于取消了支座和伸縮縫,這些附屬設施的安裝、調試的工期和造價都會大大減少;并且與之相關的一些設施諸如支座墊石、蓋梁的設計和施工都會大大簡化。(4)更大的邊中跨比范圍。整體式橋臺可以更好地抵抗負支反力,整體式橋臺可以充當平衡重(配重)(5)增加超靜定性和抵抗災難的能力。伸縮縫是整個橋梁坍塌的潛在原因,由于墩臺和梁固結,無伸縮縫橋梁大大減少了地震中的落梁現象發生的可能性。對于多震區,無伸縮縫橋梁是一種更可取的設計方案。(6)運營費用低。平順的無伸縮縫結構可以改善車輛行駛的舒適性、減小車輛的沖擊應力影響,同時大大降低橋梁的后期維護費用。

  二、無伸縮縫在設計施工中應考慮的問題

  1.設計應考慮的問題

 。1)溫度對無伸縮縫橋梁的影響

  溫度的影響無疑是無伸縮縫橋梁設計中的一個非常重要的因素。但事實上,對許多橋梁的應力測試表明,由于溫度作用而測得的應力值比預計的要小,分析其原因可能有兩點:其一是混凝土由于溫度的膨脹或收縮,會產生徐變。徐變使得應力不能達到設計時所預計的程度。因此,為了使理論更好地反映實際的情況,有的部門設計時考慮把混凝土的溫度彈性模量減小到動力荷載彈性模量的1/3.其二是由于大多數混凝土結構體積相對較大,使得它們對周圍的溫度變化比較不敏感。

 。2)被動土壓力

  由于無伸縮縫橋梁的整體式橋臺是采用樁基礎,為了使回填土引起橋墩中的被動土壓力最小,一些學者認為,設計時可采取如下具體措施:限制橋梁長度,當橋梁斜交時,限制結構斜交角的大;采用選擇過的顆粒級配作為回填土;使用引道板以防止車輛對橋臺填土的擠壓;利用擋土墻來縮短翼墻。

 。3)樁的應力

  考慮到上部結構與整體式橋臺的樁基礎對縱向移動的抵抗作用有直接關系,在進行無伸縮縫橋梁設計時:限制整體式橋梁的基礎形式,最好做成單排的細長垂直樁;限制樁型;調整H型樁弱軸方向,使之與運動方向一致;提供一種鉸接裝置來控制樁的撓曲;限制結構斜交角的大小。

  2.施工應考慮的問題

  使用無伸縮縫橋梁的施工和維修存在以下一些問題:由于回填料是在梁安裝后才回填的,起重機無法靠近橋臺,這就使得預制梁的施工就位成為問題;填料的壓實非常關鍵;有必要對橋梁端部設計進行充分考慮;必須充分考慮到施工時預應力張拉后彈性收縮的影響;翼墻應考慮按較重的荷載進行設計以防止開裂;引道板應專門進行設計;為防止寒冷天氣下的開裂,引道板和橋臺間要有有效的連接機構。

  三、無伸縮縫技術的展望

  雖然無伸縮縫橋梁已經成功應用了多年,但是經驗性的設計指南限制了它的使用,至今還有很多關于該類結構性能的問題尚未明確。筆者認為有待于進一步研究和完善的問題主要有:橋臺——樁——土系統的非線性作用以及簡化計算方法;橋臺樁基礎的朝向(繞弱軸或強軸彎曲)、引道板、橋臺高度、橋臺剛度、樁長、樁周土的類型及混凝土的收縮、徐變等參數對無伸縮縫橋梁受力性能的影響;無伸縮縫橋梁的有效溫度及上部結構的體量對溫度變形的影響;半整體式橋臺橋梁的受力性能研究;無伸縮縫曲線橋梁和斜橋的受力性能研究;各種結構形式無伸縮縫橋梁的結點構造細節、施工工藝極限跨徑等。

  綜上所述,無伸縮縫橋梁橋面平順,行駛感覺非常好,不發生跳車現象,也不再有伸縮縫維護、更換的煩擾,減小了橋梁的維修費用而且提高了行車的質量。無伸縮縫橋梁的構造特點也提高了橋梁抵抗災害的能力。此外,與同跨度有伸縮裝置橋梁相比,無伸縮縫橋梁的造價通常較低。所以,無伸縮縫技術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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