無伸縮縫技術(shù)在橋梁中的應(yīng)用和發(fā)展研究

1、無伸縮縫技術(shù)在橋梁中的應(yīng)用和開展研究 無伸縮縫技術(shù)在橋梁中的應(yīng)用和開展研究 摘 要：橋梁工程在交通建設(shè)工程總造價(jià)中約占有15%，是交通工程重要樞紐，也往往是保證交通線路全線通車的關(guān)鍵，橋梁是一種功能性的結(jié)構(gòu)物，具有極其重要的作用。本文主要分析無伸縮橋梁的開展及其技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：無伸縮技術(shù) 橋梁 應(yīng)用 開展 中圖分類號(hào)：U448.33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-908201-0076-02 一、前言 目前，全球存在的橋梁工程中，主要以混凝土橋梁為主，混凝土橋梁因其良好的耐久性和經(jīng)濟(jì)性而被廣泛使用，大局部混凝土橋梁為了滿足氣溫環(huán)境變化、活載等作用的變形都設(shè)有伸縮性，然而

2、混凝土橋梁的伸縮性能在橋梁的使用中很容易受到損壞，影響整體橋梁的使用性能。無伸縮性橋梁便是在學(xué)者、專家意識(shí)到傳統(tǒng)橋梁存在缺點(diǎn)的情況下而被創(chuàng)造，且已被使用了幾十年，每一座橋梁都根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)思路不同，樣式也各不相同，但在它在受力、使用上都具有了良好的效果。 二、無伸縮性橋梁的優(yōu)勢(shì) 采用無伸縮縫形式修建橋梁相比于傳統(tǒng)伸縮縫橋梁具有很多優(yōu)勢(shì)，具體歸納為以下幾點(diǎn)：無伸縮性橋梁摒棄橋梁安裝伸縮性裝置的方式，節(jié)省了橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)、保養(yǎng)和維修等費(fèi)用；有關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)說明，無伸縮性橋梁可以將橋臺(tái)形式設(shè)計(jì)更輕巧，橋梁工程總造價(jià)從而得到降低。因?yàn)闊o伸縮性橋梁橋面比擬平順，因此車輛在橋面上行駛的舒適度便得到

3、增加，從而降低了車輛行駛時(shí)對(duì)橋面的沖擊力，利于橋梁整體使用壽命的延長(zhǎng)。橋梁的連續(xù)性和整體性得到增強(qiáng)，并增強(qiáng)了橋梁抗震能力，增加了橋梁的超靜定次數(shù)。 三、淺析無伸縮性橋梁的使用情況 1.無伸縮性橋梁在國外的開展?fàn)顩r 最先采用無伸縮縫橋梁的國家是美國【1】。第二次世界大戰(zhàn)以后，美國南達(dá)科他州等開始對(duì)無伸縮縫橋梁進(jìn)行研究，直至20世紀(jì)60年代，加利福尼亞開始使用無伸縮縫橋梁，隨之田納西州等幾個(gè)州也相繼使用無伸縮縫橋梁，并將田納西州的無伸縮縫橋梁作為其結(jié)構(gòu)建造的標(biāo)準(zhǔn)，從此美國進(jìn)入了無伸縮性橋梁建設(shè)的興旺期。有關(guān)部門曾經(jīng)就美國對(duì)無伸縮縫橋梁的使用情況做過調(diào)查，調(diào)查顯示，直至2004年美國將近30個(gè)州以上

4、建成包括彎橋、斜橋等在內(nèi)的無伸縮縫橋梁有13000余座，占全部橋梁的22%。統(tǒng)計(jì)還說明，美國80%以上的公路機(jī)構(gòu)都已建立了無伸縮縫橋梁建造的標(biāo)準(zhǔn)，但是各州的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)并不相同，由此可知，美國在無伸縮縫技術(shù)上的研究也并不完備。二次世界大戰(zhàn)以后，日本學(xué)者也提出橋梁無伸縮縫技術(shù)處理掉的方案，隨后澳大利亞、英國等國家也對(duì)無伸縮縫橋梁進(jìn)行了研究，并建造了無數(shù)實(shí)體橋梁，從此無伸縮縫技術(shù)在世界各國都得到了大力應(yīng)用和推廣。 2.無伸縮性橋梁在我國的開展?fàn)顩r 20世紀(jì)末，無伸縮縫橋梁在我國屬于剛起步的階段，無伸縮性橋梁只能在一些范圍開展起來，只建成了少數(shù)實(shí)橋。我國較具有代表性無伸縮縫橋梁概述如下，1998年

5、，我國對(duì)無伸縮縫橋梁的研究開始了，湖南省交通科學(xué)研究所的張亮和寧夏元等人借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例對(duì)常德至益陽段高速公路上將一座上跨天橋設(shè)計(jì)為設(shè)置小邊跨的無縫連續(xù)梁橋，并對(duì)其進(jìn)行研究分析，他們?cè)跇蛄旱臉蚺_(tái)與橋臺(tái)根底、橋臺(tái)與兩端處使用科學(xué)合理的連接方式，并在橋梁構(gòu)造上進(jìn)行了有效處理。張亮等人采用“m法來計(jì)算橋梁橋臺(tái)后填土將產(chǎn)生的抗力，用此種算法作為處理樁土相互作用時(shí)常用的方法。1998年，第一座整體式橋臺(tái)無伸縮縫橋梁廣東清遠(yuǎn)市四九中橋在我國建成，全長(zhǎng)75.48m，路面寬為8.50m，采用四跨鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)的方式，橋梁跨徑布置為 gm+l6m+16m+gm，這座橋是在湖南大學(xué)土木學(xué)院的邵旭東教授、清

6、遠(yuǎn)市公路局以及馬競(jìng)等人合作下修建完成的【2】。汝州至魯山段的國道207公路中的石龍河橋，是一座半整體式橋臺(tái)的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板無伸縮縫橋梁，是由大連理工大學(xué)張新旺等人設(shè)計(jì)的，全橋長(zhǎng)度為84m，橋面連續(xù)，橋梁斜交角為15度。無伸縮縫橋梁中還有一座具有代表性的橋梁是福建省永春縣上坂大橋，它是無伸縮縫橋梁中長(zhǎng)度最長(zhǎng)的一座，全長(zhǎng)137m，其橋面寬為0.5m+7.5m十0.5m，其修建時(shí)采用的是雙柱式橋墩，剛性整體式橋臺(tái)，于2004年1月建成通車。 四、無伸縮縫技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)用中注意的問題 1.無伸縮縫橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)注意溫度問題 溫度變化引起的熱脹冷縮會(huì)使橋梁結(jié)構(gòu)遭受破壞，因此溫度是無伸縮橋梁設(shè)計(jì)中首要

7、考慮的問題。 1.1當(dāng)溫度變化作用于混凝土?xí)r，混凝土?xí)S著溫度的改變而膨脹或者收縮，從而產(chǎn)生徐變?；炷恋男熳儠?huì)使得其應(yīng)力達(dá)不到其設(shè)計(jì)時(shí)所預(yù)計(jì)的程度效果，為了使理論很好的表現(xiàn)實(shí)際情況，相關(guān)部門在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮降低混凝土的溫度彈性模量至動(dòng)力荷載彈性模量的1/3。 1.2由于大局部混凝土的結(jié)構(gòu)體積相對(duì)較大，這就使得其對(duì)于周圍的溫度環(huán)境不敏感。美國各州公路和運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)在對(duì)溫度變化進(jìn)行計(jì)算研究時(shí)明確提出：無伸縮縫橋梁在建造時(shí)應(yīng)充分考慮到大體積混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)部溫度對(duì)大氣溫度的相對(duì)滯后。因此，設(shè)計(jì)者還需進(jìn)一步研究溫度對(duì)無伸縮橋梁的影響，且其在定量上的分析還有待深入探討研究【3】。 2.無伸縮縫橋梁設(shè)

8、計(jì)中應(yīng)注意被動(dòng)土壓力問題 無伸縮橋梁的整體橋臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)采用的是樁根底，為了最大程度減小回填土的壓力，相關(guān)專家、學(xué)者認(rèn)為，橋臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用以下幾種具體措施：合理控制橋梁的整體長(zhǎng)度，如果橋梁存在斜交現(xiàn)象時(shí)，合理控制橋梁斜交角的大??；回填土材料采用選擇過的顆粒級(jí)配作；為預(yù)防車輛對(duì)橋臺(tái)填土的擠壓，采用橋頭搭板；通過采用擋土墻的方式來縮短翼墻。 3.無伸縮縫橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)注意樁應(yīng)力 無伸縮縫橋梁上部結(jié)構(gòu)和整體式橋臺(tái)的樁根底與縱向移動(dòng)的抵抗作用有著直接的聯(lián)系，因此無伸縮縫橋梁在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：合理控制整體式橋梁的根底形式，適宜做成單排的垂直細(xì)長(zhǎng)樁；合理控制好橋梁的樁型；適當(dāng)調(diào)整H型樁弱軸方向，使其和運(yùn)動(dòng)方向一致；采用一種鉸接裝置用以控制制樁的撓曲；合理控制橋梁結(jié)構(gòu)斜交角的大小 五、結(jié)束語 無伸縮縫橋梁在使用上雖然具有橋面平順等優(yōu)勢(shì)，但至今為止還沒有一個(gè)較為標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)理論，其施工工程很多都還在依賴于對(duì)經(jīng)驗(yàn)的借鑒和實(shí)際情況的考察，因此，無伸縮縫橋梁由于其技術(shù)的不完備，其在建設(shè)等方面還有待進(jìn)一步研究，但無伸縮縫橋梁又因其具有實(shí)用性以及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前乃至將類都將會(huì)被廣