摘要:对于公路桥梁的伸缩缝的设计,是在当前的桥梁设计施工和维护过程中需要急需解决的一个问题之一。桥梁的伸缩缝在通常情况下会承受大部分的车轮荷载,在压力的不断冲击作用下会出现一定的问题,而且伸缩缝都是暴露在空气中或者使用的环境较为恶劣,这就在一定程度上使得桥梁相关结构更加容易受到损害,甚至难以修复。所以在桥梁伸缩缝的设计方面如果存在一点缺陷或者误差,都会在以后的使用过程中产生不可挽回的损失。
关键字:无伸缩缝 公路 桥梁 设计
前言: 将伸缩缝取消掉,从而保证桥面具有一定的连续性,这种做法在一定程度上提高了相关公路桥梁的使用寿命和内在结构得到改善,而且还符合设计上的美观和创新的要求。从目前的状况来看,上部结构两端设置伸缩缝大量的运用于当前的桥梁设计当中,对于研究和设计出较好的伸缩装置也有着十分重要的作用。从另外一方面来说,这种设计方法也从根本上将伸缩装置所带来的不良影响消除。
1 无伸缩缝桥梁的定义分类及优势
1.1 无伸缩缝桥梁的定义
从字面意思来看,无伸缩缝桥梁就是在桥台和墩台处都不装相关的伸缩装置,这种桥梁和路基紧密的联合在一起,是一个较为光滑而又平整的路面。这种结构的基本原理,主要是将无伸缩缝桥梁中梁的上部结构台面和搭板结合在一起,使得桥面与路基成为整体,对于桥体的变形都是实用桥台台下桩基础以及台后的特殊装置来完成。建桥梁伸缩缝出现损坏,这会在很大程度上使得车辆在行驶过程中存在安全隐患,而且使得桥梁使用的寿命大大缩减。无伸缩缝桥梁是桥梁设计过程中一次革命性的创新,这种设计方法在一定程度上将桥梁的寿命大大的提高,而且同时提高了桥梁的耐久性和耐磨性,其功能优点,被许多国家都被广泛的使用和推广。
1.2 无伸缩缝桥梁的分类
根据上部和下部连接方式的不同,将无伸缩缝桥梁分为以下两种:
1.2.1 整体是无伸缩缝桥梁
整体是无支架的拱桥,梁就是下部与上部在经过相关计算的情况下,以刚性是连接从而成为一座整体的单跨度甚至多跨度的桥梁,这种桥梁的特点就是没有伸缩缝的墙面板和柔性墩台装置,而且桥台和分联处也不设置相关的支撑台,整体式无缝桥梁通过上下部的刚性连接,使得下部结构桩基以柔性的形式将上部的伸缩变形得到平稳的过渡,从而不使用传统的伸缩缝。
整体无伸缩缝,对桥梁的刚度有很高的帮助,而且从整体来看,桥梁的结构和桥墩的图体方面还具有一定的柔软性,这就在一定程度上使得桥梁的墩台受到的支撑力比较均匀,而且能够承担相应的水平载荷和温度变化情况下产生的纵向压力,这种结构也能支撑载荷和温度的变化出现转角位移和横向压力。这个部位也能将这些承受的力通过桥台进行传递给桩基,从而达到受力平衡随着上部结构的不断变形,在桥头搭板和路面的无缝连接处,通过设置相关的支撑大板或者铺设柔性路面接缝来吸收上部结构所承受的压力。
1.2.2 半整体是无伸缩缝桥梁
对于无伸缩缝桥梁,主要是将上部结构和下部结构通过半刚性的连接方式,进行结合的多跨度桥梁。桥梁的结构特点主要包括无伸缩缝桥板面或者刚性墩台在一定程度上可以视为变形支架,桥梁的上部结构以及桥台的洞部结构可以采用铰接的形式来传递上部结构产生的剪切力,而不使弯距增大,这在一定的程度上使得所产生的压力和奇特的一些纵向压力较小,这就使得在水平方向上在和作用和温度的变化而产生的桩基发生位移抵消较大的纵向变形压力使得桥梁的桥长部分可以增长,无伸缩缝桥梁的上部结构和桥台的墩台村部通常都会采用刚性连接,这样才能在一定程度上承受上部结构所产生的剪力和弯矩。
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1.3 无伸缩缝桥梁的优势
无伸缩缝桥梁的优势与有伸缩缝桥梁相比较比较明显。第一点无伸缩缝桥梁,因为取消了在桥头和桥断面设置伸缩装置,从而减少了后期对于桥梁的维修费用,使得在长期使用过程中对于桥面的养护和维修费用降低,并且维修人员也可以更加轻松,因为在一定程度上使得公路桥梁的养护次数不用这么频繁。
2 无伸缩缝桥梁受力性能的影响因素研究
2.1 温度
温度的变化是影响桥梁受力方面变化的一个重要因素,如果在设计的时候对温度之下因素考虑不周全,甚至在以后的使用过程中会出现较为严重的问题。在一定条件下斜坡所需要的横向温度变形量与纵向温度变形量是属于同一等级的,因此在设计的过程中都要给予考虑,通过相关的数据表明,当桥梁的长度小于90米是钢筋混凝土,从整体状况来看,温度在变化的情况下会引起桥梁的二次效应。但是当测量的长度大于90米的时候,如果桥梁处于高温的状态下,就必须将二次效应进行严格的考虑,我们都知道混凝土结构的面积相对较大在温度周期范围之内,混凝土凝固过程中的变化速度比钢桥小。因此,在结构外部的温度变化也会存在差异,这就使得整体的结构中温度变化没有外界温度变化的那么明显。
2.2 沉降
下部结构的沉降会在一定程度上使得无伸缩缝桥梁的上部结构产生较大的应力,产生应力的结果主要存在于桥梁的结构特征和几何特征当中,比如上部和下部结构在高度抬高承受压力情况,跨越度数和跨越镜度数等。国外的一些科学家在1981年对无伸缩缝桥梁的研究过程中,明确的提出沉降对于单跨桥梁影响相对于多跨桥梁较小,对于多跨度桥梁可以使用较为科学的设计方法,让桥台和桥墩所承受的压力达到平衡状态,这样在一定程度上能够解决沉降所带来的一些问题。
2.3 收缩徐变
无伸缩缝桥梁的上部结构在设计过程中,在实际的使用过程中会存在一定的约束作用,这在一定程度上使得收缩徐变的情况下,引起内部结构发生了一定的转变,徐变所引起来的内应力得控制主要取决于上部结构的跨度尾数和精度位数承载压力时的受力状况,以及混凝土的质量问题,还有就是周围的温度变化情况和混凝土构件的尺寸设计。相关的学者认为收缩和徐变的作用其实是相抵消的,应该不做考虑,但是通过研究发现收缩和续编在一定程度上是不能够是做抵消,因为这两种形式存在的情况下会有一定的余力存在,这会出现混凝土结构裂缝,影响后期的正常使用,因此,对于无缝桥梁进行探讨的时候,应当将收缩和徐变考虑在涉及的范围之内。
结语:
从目前的状况来看,无缝隙桥梁在设计过程中已经取消了伸缩装置,从而在一定程度上避免了因为伸缩装置的存在而产生的一系列问题,不仅减少了施工过程中的难度而且还有效的降低了维修费用,从而使得行车体验更加舒适。近几年来,国内外为了解决大型小型桥梁伸缩问题都一致的,采用了无伸缩缝桥梁这种新型的桥梁结构具有非常多的优点,对于社会的经济发展产生了长远的影响,随着公路建设飞速发展的今天,对于无伸缩缝桥梁的改进和创新是一项十分有必要的工作。
参考文献
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论文作者:赵凯
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
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