桥梁伸缩装置应用概述

李珍

国家工程橡胶产品质量监督检验中心河北省衡水市053000

摘要：随着我国交通运输行业规模的扩大，城市交通系统越来越复杂。通过对我国公路桥梁现状的分析，提出了桥梁建筑设计存在的意义和问题，尤其对桥梁伸缩装置的工艺和性能进行分析，进一步完善我国道路，尤其是公路桥梁系统的安全性和耐久性。

关键词：交通运输；伸缩装置；桥梁

随着我国经济迅猛发展，以高速公路为标志的新时代交通运输网络如同雨后春笋一般迅猛发展，交通运输量大量增加，公路上行驶的车辆数量和速度都产生了巨大的变化，迫使桥梁设计、施工、道路养护等诸多过程中，都必须包括对桥梁伸缩装置的问题的设计与研究。

1伸缩装置的基本情况

1.1伸缩装置定义

伸缩装置指为防止建筑物构件由于气候温度变化，使结构产生裂缝或破坏而沿该物件长度方向的适当部位竖向设置的一条构造缝。伸缩装置是将基础以上的建筑构件如墙体、楼板等分成两个独立部分，使建筑物沿长方向可做水平伸缩。

1.2伸缩装置的应用领域

伸缩装置广泛应用于建筑外墙结构，桥梁结构、公路铁路结构等。

1.3常用伸缩装置的应用原理

伸缩装置是为了适应材料缩胀而在桥梁上部结构中设置的间隙。由固定部分和活动部分。固定部分埋在桥梁断开缝两侧，活动部分由橡胶部分或者梳齿、活动钢板适应桥梁应力变化而产生位移变化。

1.3.1公路桥梁伸缩装置在桥梁结构中处于直接承受车轮载荷和车轮高速冲击和摩擦的结构，长期暴露于空气中，使用条件比较恶劣，是桥梁结构中最易破坏且难以修复的一环，因此其安全性和稳定系直接影响桥梁通行者的舒适程度和安全感，甚至桥梁整体结构性能。

1.4伸缩装置常用术语及常见结构

伸缩装置为使车辆平稳通过桥梁同时满足桥梁变形要求，在桥梁断面出设置各种装置的总称。

伸缩量已伸缩装置初始设计为基准，桥梁因升温造成膨胀，引起伸长量，或因降温及混凝土收缩徐变引起的桥梁收缩而产生收缩量。将这拉伸、压缩的总和，负号表示拉伸，正号表示压缩的合计值定义为伸缩量。

横向错位伸缩装置发生的与桥梁中线垂直或接近垂直方向的水平错位。

竖向错位伸缩装置发生的沿桥梁中线或接近中线方向的水平错位。

2桥梁伸缩装置的分类

2.1按照型式分类

（1）模数式伸缩装置采用整体成型的异形钢材制成，由边梁、中梁、横梁、位移控制系统、密封橡胶带等构件组成。其特点是整体性好、抗弯抗压强度高，车辆经过时平稳，噪声低。适用于各种弯、坡、斜、宽桥梁。适用于伸缩量小于60mm的公路桥梁。

（2）梳齿板式伸缩装置伸缩体由中梁钢和80mm的单元橡胶密封带组合而成，适应于160mm~2000mm的公路桥梁工程

（3）橡胶式伸缩装置伸缩体由钢制梳齿板组合而成，一般适用于伸缩量不大于300mm的公路桥梁工程。然而橡胶式伸缩装置不宜用于高速公路、一级公路上的桥梁工程。

2.2按通用规则分类

桥梁伸缩缝一般有对接式、钢制支承式、组合剪切式（板式）、模数支承式以及弹性装置。

（1）对接式

对接式伸缩缝装置，根据其构造形式和受力特点的不同，可分为填塞对接型和嵌固对接型两种。填塞对接型伸缩装置是以沥青、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。该类伸缩装置一般用于伸缩量在40mm以下的常规桥梁工程上，但已不多见。嵌固式对接伸缩缝装置利用不同形态的钢构件将不同形状的橡胶条（带）嵌牢固定，并以橡胶条（带）的拉压变形来吸收梁体的变形，其伸缩体可以处于受压状态。也可以处于受拉状态。

（2）钢制支承式

板式橡胶制品这一类伸缩装置，很难满足大位移量的要求；钢制型的伸缩装置，很难做到密封不透水，而且容易造成对车辆的冲击，影响车辆的行驶性。因此，出现了利用吸震缓冲性能好又容易做到密封的橡胶材料，与强度高性能好的异型钢材组合的，在大位移量情况下能承受车辆荷载的各类型模数支承式（模数式）桥梁伸缩装置系列。

（3）组合剪切式（板式）

该装置是利用各种不同断面形状的橡胶带作为填嵌材料的伸缩装置。由于橡胶富有弹性，易于粘贴，又能满足变形要求且具备防水功能。在国内、外桥梁工程中已获得广泛应用。

（4）模数支承式

当桥梁的伸缩变形量超过50mm时，常采用钢质伸缩装置。该伸缩装置当车辆驶过时往往由于梁端转动或挠曲变形而产生拍击作用，噪声大，而且容易使结构损坏。因此，需采用设有螺栓弹簧的装置来固定滑动钢板，以减少拍击和噪声，该伸缩缝的构造相对复杂。

（5）弹性体

弹性体伸缩装置分为锌铁皮伸缩缝和TST碎石弹性伸缩缝，弹性体伸缩装置是一种简易的伸缩缝装置，对于中小跨径的桥梁，当伸缩量在20mm-40mm以内时可以采用TST碎石弹性伸缩缝装置，是将特制的弹塑性材料TST加热熔化后，灌入经过清洗加热的碎石中，即形成了TST碎石弹性伸缩缝，碎石用以支持车辆荷载。

2.3桥梁伸缩装置的要求

2.3.1设计要求

结构设计应易于更换，方便排水，便于施工，其结构设计应按照公路桥梁的设计相关规定进行计算和验算以保证产品的实用性。

3桥梁伸缩装置作用

桥梁伸缩缝的作用：在于调节由车辆荷载和桥梁建筑材料所引起的上部结构之间的位移和联结，可以有效减少温度变化产生应力对建筑结构的影响。

4桥梁伸缩装置与新时代建设

近日港珠澳大桥正式全线通车，世界第一跨海大桥惊艳全球，珠海、香港、澳门三地从此天堑变通途。

港珠澳大桥全长55公里，历时14年，投资超千亿元，集桥、岛、隧于一体，刷新了世界桥梁之最，被国外媒体誉为“不可能完成的工程”。

大桥开通，标志着中国再次将人类桥道技术推向新的高度。其中全桥97%的桥梁伸缩装置采用我国自主研发的RB单元式多向变位伸缩装置。桥梁伸缩装置安装于两梁端或者桥台与梁端之间，能根据桥面的变形情况，自由伸缩，并保证桥面牢固可靠，使车辆通过时平顺，避免“桥头跳车”，并降低噪音。

港珠澳大桥桥梁主体工程大部分采用了钢箱梁柔性结构系列，加之受强台风等复杂气象水文条件影响，大桥连接处会产生更大幅度的伸缩变形。为此科研人员为大桥提供的多向变位伸缩装置能够实现其三维变位。

RB伸缩装置有如下特点：当梁体在风力等作用下出现大幅摆动，梁端产生水平转角和扭转变位时，伸缩装置通过转盘构造的转动满足桥梁横向及多向变位的要求。装置顺桥宽方向每米一组自成模块，克服模数式伸缩装置因“扇形”变位产生的中梁变形、支座脱裂等现象。

5结语

本文通过分析我国现有桥梁支座的分类和现状，得到如下结论：

随着一带一路建设，我国技术建设事业蒸蒸日上，工程橡胶行业必将大张宏图，尤其是我国自主研发的新型桥梁伸缩装置经实践应用验证，能满足我国特殊的车辆高荷载及恶劣气候等道路通行要求，具有巨大的市场前景、经济和社会价值。

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