无伸缩缝桥梁的发展综述

《无伸缩缝桥梁的发展综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、无伸缩缝桥梁的发展综述摘要：我国桥梁由于伸缩缝装置的破坏而遭受不同程度毁坏的现象十分严重，各国学者寻求最好伸缩缝结构的结论是"最好的伸缩缝结构是无伸缩缝"。本文简要综述了无伸缩缝桥梁在美国的发展情况及使用过程中的主要问题，并对无伸缩维桥梁设计中的一些问题进行了初步讨论。期待在我国开展对无伸缩缝桥梁的研究和实践。关键词：无伸缩缝桥梁发展综述一、概述公路桥梁的伸缩键是当今桥梁施工和维护中的难题之一。桥梁的伸缩维长期暴露在大气中，使用环境比较恶劣，是桥梁结构中最易遭到破坏而又较难以修补的部位。桥梁伸缩键在设计、施工上稍有缺陷或不足，就会引起其早期破坏；而桥梁伸

2、缩缝的破坏，又可能引起很大的车辆冲击荷载，恶化行车状况，急剧降低桥梁使用寿命。世界各国的学者都在努力寻求最好的伸缩缝结构，得到的结论是"最好的伸缩缝结构是无伸缩缝"[1]。无伸缩缝桥梁的建造在美国已有较长的历史。它的设计除了整体式桥台以及引道板与路面连接处的构造不同外，与一般桥梁设计原理基本相同。在完成主梁施工后，采用一些特殊措施将主梁、桩基础、桥台做成整体式，形成无伸缩缝桥梁。目前这种桥型在美国发展很快，遍及90％的州，仅在田纳西一个州就有1000多座无伸缩缝桥梁，桥型涉及钢桥、混凝土桥、直桥和曲线桥。钢桥最大长度做到127m，混凝土桥最大长度已达到3

3、58m[1,2]。无伸缩缝桥梁不但大大改善了行车状况，减少车辆的冲击和提高桥梁使用寿命，还具有如下优点：①由于取消了两端伸缩缝，降低了桥梁造价及养护费用；②使纵、横向的活荷载分布更加均匀；③增加了桥梁的超静定约束和抵抗各种灾难事件的能力；特别对于地震，由于它消除了落梁现象，提高了桥梁的抗震能力[3]；④桥台只需设置垂直桩，可以减少桩的数量，加速施工进度心桥梁的安装误差也可适当放宽；等等。尽管此类桥梁在美国已经成功地使用了很长时间（欧洲、日本在一些桥梁中也已开始使用），但至今还没有一个比较科学的设计理理论[4]。目前的设计方法基本上依赖于经验与观察，一些学

4、者认为，无伸缩缝桥梁的发展完全是建立在失败与成功的教训上[3]。随着我国经济建设的迅猛发展，公路交通量急剧增大，公路上行驶车辆的行驶速度和车辆的轴重不断增加，我国桥梁由于伸缩缝的破坏而遭受不同程度毁坏的现象也十分严重。根据1990年的调查资别到，北京市公路管理处、天津市桥梁管理所等13个城市的桥梁管理部门所管理的桥梁总数为2490座，调查了556座，占桥梁总数的22.3％，其中伸缩装置已被破坏的桥梁数为271座，占被调查桥梁总数的48.7％。除北京之外的上述仁座城市建设管理部门，曾在1989年底到1990年初对所管辖的242座桥梁的伸缩装置的现状进行了调

5、查，桥梁伸缩装置完好的为62座，仅占调查数的26％。上述资料表明，我国桥梁伸缩装置的破坏率很高，情况相当严重。三、无伸缩缝桥梁的构造细节混凝土梁和钢梁采用无伸缩缝整体式桥台的细部构造。这些细部构造的图示仅仅是一个基本骨架，还不能反映出其他设计方面的重要细节。细部构造只是为了给初次接触无伸缩缝桥梁的人们以一个基本的概念和印象，不可能在本文中进行更为详细具体的描述和形容，对此，我们将在以后的讨论中进一步加以阐述。但是初步了解这些细部构造对于全面认识无伸缩缝桥梁的性能、整体性和耐久性会有很大的帮助。四、无伸缩缝桥架设计中的几个问题讨论1．温度对无伸缩缝桥梁的影

6、响温度的影响无疑是无伸缩缝桥梁设计中的一个非常重要的因素，但事实上正如前文所指出的那样，对许多桥梁的应力测试表明，由于温度作用而测得的应力值要比预计的要小，分析其原因可能有两点：其一是混凝土由于温度的膨胀或收缩，会产生徐变。徐变将使得应力不能达到设计时所预计的程度。因此为了使理论更好地反映实际的情况，有的部门[7]设计时考虑把混凝土的温度弹性模量减小到动力荷载弹性模量的1/3。其二是由于大多数混凝土结构体积相对较大，使得它们对周围的温度变化比较不敏感。AASHTO（美国各州公路和运输工作者协会）在计算温度变化时对此进行了规定："必须考虑到大体积混凝土构件

7、或结构内部温度对大气温度的相对滞后。""混凝土桥温度周期的最大值要比钢桥的小。由于混凝土较大的体积要吸收热量，因此它的温度不会与理论预计的一样?quot;这就可以从某一方面解释，为什么这两种材料的热膨胀系数α几乎相同（混凝土α＝0.00001，钢a＝0.000012），而钢桥对温度的变化要比混凝土敏感得多。至于温度对无伸缩缝桥梁的影响在定量上的分析还有待于进一步的讨论研究。为了把温度影响看成是等效荷载的作用，衣阿华州的交通部门是以55％的屈服应力加30％的超限应力作为容许弯曲应力进行设计的。2．被动土压力由于无伸缩缝桥梁的整体式桥台是采用桩基础，为了使回

8、填土引起桥墩中的被动土压力最小，一些学者认为，设计时可采取如下具体措施：(1)限