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摘要：桥梁在温度变化的影响下，将在沿纵桥向产生膨胀或收缩的变形；车辆荷载也将引起梁端的转动和纵桥向位移。为了使这些变形不被约束，必须在相邻两跨的梁端之间、梁端与桥台之间、挂梁两端、桥梁的铰接处等位置预留必要的间隙，这就是“伸缩缝”。为了使车辆能平稳通过伸缩缝，同时使伸缩缝能保持正常的适应变形的能力，就需要在桥面伸缩缝处设置一定的装置，这种装置就称为桥面伸缩缝装置。伸缩缝是公路桥梁的薄弱环节，经常遭受到损坏而需要维修更换。
关键词：桥梁；伸缩缝；变形
引言
显然，为了始终能够满足变形需要并使车辆能平稳通过桥面，桥面伸缩缝应满足以下要求：①能保证上部结构的自由伸缩。②能承受各种车辆荷载的作用。③具有良好的平整度④具有良好的防水性能⑤具有良好的防尘性能⑥便于养护、修理更换、经久耐用。施工安装方便、经济廉价则是一种好的伸缩缝应该具备的品质。本文就针对不同类型的伸缩装置进行比较各种伸缩装置的特点。
1伸缩缝的类型
伸缩缝的类型繁多。一些在20世纪七八十年代还很常用的伸缩缝，由于其能适应的变形量较小和构造上的缺陷，加上交通发展对伸缩缝提出了更高的要求，有的目前仅在低等级公路的中小桥梁上使用（如U形锌铁皮伸缩缝、跨搭钢板伸缩缝等）；有的则经过不断改进，在构造上与以往有很大的不同。
目前我国桥梁工程上比较常用的伸缩缝可以分为五大类：对接式伸缩缝、钢制支承式伸缩缝、橡胶组合剪切式伸缩缝、无缝式伸缩缝和模数支承式伸缩缝。
(1)根据构造形式和受力特点的不同，对接式伸缩缝装置可分为填塞对接型和嵌固对接型两种。
填塞对接型伸缩缝装置以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填塞缝隙、伸缩体在任何情况下都处于受压状态。该类装置一般用于伸缩量在40mm以下的常规桥梁工程上，目前已不多见。
嵌固对接型伸缩缝装置利用不同形状的钢构件将不同形状的橡胶条嵌固固定，并以橡胶条的拉压变形来吸收梁体变形，其伸缩体可处于受压或受拉状态。该类装置被广泛用于伸缩量不超过80mm的桥梁上。
(2)钢制支承式伸缩缝用钢材装配制成的，能直接承受车轮荷载，其形状、尺寸、种类繁多。其中面层板成齿形，从左右伸出桥面板间隙处相互齿合的悬臂式构造，或面层板成悬架的支承式构造，统称为钢梳齿形板伸缩缝装置。国内常见的有梳齿形板型和折板型。而单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置伸缩量为80mm~3000mm。基本构造如图1。
图1
利用每个活动梳齿板底部的2个鼓形多向变位原件—聚氨酯高分子弹性体。该聚氨酯弹性原件比橡胶具有更优异的动力学性能、疲劳性能和耐候性能，是一种类似人工关节的万向转动构件，当桥梁端发生任意方向的转角变位时，可通过2个聚氨酯高分子弹性元件在任意方向产生微小的压缩和拉伸变形，即可消除该变位对伸缩装置的附加作用力，从而有效的保护伸缩装置。同时在防水胶条基础上增加了排水导管，既有利于顺畅排水，同时也相应了环保要求。具有施工便捷、非齿形部分受力等优势。除了这些优势外KKFC系列伸缩缝还具有以下优点①锚固方面：采用L螺栓和横穿钢筋的锚固方式。便于齿板的更换和锚固，只需拧紧或拧下螺母即可安装或拆换齿板，既方便又快捷。②防水方面：位移量240以下的防水橡胶带为卡槽结构，在现场施工安装时方便快捷，防水橡胶带的端部30~40mm与现浇混凝土接触，密封性能更优良。位移量240以上的防水橡胶带为螺栓和钢板压紧式，可达到良好的防水性能，托水量大。还针对用户需求，可增加排水装置，将防水装置内的“U”形槽处的积水彻底排尽，消除了积水渗漏的隐患，特别适用于城市立交桥。齿板受力方面：位移量1000以下齿板在梁缝处受力为实心钢板部份，显然钢板部份的刚度和强度优于齿形部份，齿形部份受竖向力后，传递给其下部的C50以上的混凝土，整个梳齿板受力处均变形小，其使用寿命长。位移量1000以上齿板按标准要求。④位移量方面：位移量大，可达2000mm，基本能满足用户的需求，梳齿板采用数控加工。⑤多向变位方面：多向变形能力强，在每组活动梳齿板的底部设置了一个多向变位装置，当桥梁梁端发生任意方向的转角变位时，可通过多向变位装置变形，消除该梁端变位对伸缩装置的附加作用力，从而有效的保护梳齿板装置。安装槽深比模数式要浅。行车平稳、舒适性好。
2组合剪切式橡胶伸缩装置
是利用橡胶材料的剪切模量较低的特点设计制造而成的。剪切型橡胶伸缩体设有上、下凹槽，橡胶体内埋设承重钢板和锚固钢板，并设有预留螺栓孔，通过螺栓与梁端连成整体。它依靠上、下凹槽间的橡胶体剪切变形来满足梁体结构的相对位移。橡胶伸缩体内预埋钢板，用以跨越梁端间隙、承受车辆荷载。另外，在橡胶伸缩体内两侧预埋两块锚固钢板，通过螺栓与梁端连接。
此类伸缩缝装置承受荷载之后，有一定的竖向刚度，具有较大的跨缝能力（即伸缩量大）国外此类产品的最大伸缩量可达330mm，行车平稳，国内外均广泛采用。但它的伸缩摩阻力一般比较大，容易产生早期破坏现象，对制造和施工安装的要求很高。
3无缝式（暗缝型）伸缩装置
无缝式伸缩装置在伸缩间隙中填入弹性材料并铺上防水材料，桥面铺装层采用弹性复合材料，使接缝处的桥面铺装与其他铺装部分形成连续体，以接缝处材料的变形满足伸缩需要。其主要优点为：能适应甚多变形和小量转动变形；使桥面铺装形成连续体，行车舒适性较好；防水性较好；机械化除雪不致破坏接缝；施工简单，易维修更换。施工时，待路面铺装完成后再用切割器切开槽口，然后再倒入嵌缝材料，形成构造。
但是此类装置仅适用于接缝较小的部位，使用范围有限。国内常用的无缝式伸缩装置有TST弹塑体，桥面连续构造等。TST弹塑体在温度140度以上时呈熔融状，可以直接浇灌；TST永不固化，低温下的弹性、防水性能都较好；缝较大时，可在TST弹塑体中填加碎石。
4模数式支承式伸缩装置
长大桥梁需要结构合理、大位移量的伸缩装置。板式橡胶伸缩装置很难满足大位移量的要求；钢制的伸缩装置则防水性能差且易影响行车。模数支承式（即模数式，这里的模数源于机械工程，与机械传动密切相关）伸缩装置系列，利用了橡胶材料吸震缓冲性能好、密封性能好的特点，与高强度刚性好的异性钢材组合，在大位移量情况下能承受车辆荷载。
这类装置的共同构造特点是：由V形或其他形状截面的橡胶密封条嵌接于异性边钢梁、中钢梁内，组成可伸缩的密封体，异性钢梁直接承受车辆荷载；根据要求的伸缩量，可随意增加中钢梁和密封橡胶条。其最大位移量可达640mm，有的产品最大位移量可以达到2000mm。
结语
伸缩缝的类型根据不同的需求有着不同的构造形式，最终在满足使用功能和耐久性的前提下，进一步优化，使得我们的行车更加舒适。
参考文献
[1]JT/T723-2008 单元式多向变位梳形板桥梁伸缩装置.
[2]高杰 《桥梁工程》2017.
[3]成都科诺重工-KKCF梳齿缝展示 2019.
论文作者:肖安保,杜晓明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/27
标签：伸缩缝论文; 伸缩论文; 装置论文; 橡胶论文; 位移论文; 梳齿论文; 桥面论文; 《基层建设》2019年第24期论文;