试析公路桥梁无伸缩缝桥梁的设计

潘海峰

潘海峰

佛山市交通规划勘察设计院有限公司528000

摘要：建设单位为公路桥梁设置伸缩缝，是为了充分地应对桥梁承重变形的问题，它的存在确实为桥梁的建设与应用发挥了显著作用，而且，在目前也一直是桥梁设计的主流趋势。但是，伸缩缝也存在着固有的施工困难以及质量缺陷，不利于桥梁应用全寿命周期有效设计的实现，因此，在目前以无伸缩缝的桥梁设计代替原有伸缩缝桥梁逐步成为桥梁设计的重点。本文通过分析无伸缩缝桥梁相关理论问题，着重探讨了设计人员对公路的无伸缩缝桥梁进行设计的几个环节。

关键词：公路桥梁；无伸缩缝；相关理论；设计环节

Analysisofhighwaybridgedesignofjointlessbridge

PanHaifeng

FoshanCityTransportationPlanningSurveyandDesignInstituteLimited528000

Abstract:theconstructionunitforhighwaybridgeexpansionjointisarranged,inordertoadequatelyrespondtobridgebearingdeformationproblem,itsexistenceisforthebridgeconstructionandapplicationplayedasignificantrole,but,atpresentalsohasbeenthemaintrendofbridgedesign.However,thejointshaveinherentdifficultiesinconstructionandqualitydefects,doesnotfavorthebridgelifecycledesignapplicationofeffectiveimplementation,therefore,inthepresentwithnoexpansionjointexpansionjointofbridgedesigninsteadoftheoriginalbridgehasgraduallybecomeabridgedesignfocus.Inthispaper,throughtheanalysisofjointlessbridgestherelatedtheoreticalissues,focusesonthedesignofhighwayofJointlessBridgesDesignlinks.

Keywords:highwaybridge;jointless;theory;designlink

桥梁一直都作为公路建设的重点支撑环节而存在，它在公路的运行中发挥着关键性的作用，因此，广大建筑设计人员一直非常关注对于公路桥梁的设计工作。在以往的桥梁设计中，设计人员为了应对桥梁受重变形而为其设计了伸缩缝，使桥梁在长期的使用中得到了有效的质量支撑，但是，随着目前桥梁建设的各方面要求的大力上涨，伸缩缝的存在出现了诸多的应用缺陷，设计人员便开始研发无伸缩缝的桥梁，并逐渐地将无伸缩缝的桥梁设计方案应用在公路桥梁建设中，为桥梁在新时期的有效应用提供了有效保障。

一、公路桥梁设计的无伸缩缝桥梁相关理论

无伸缩缝桥梁作为完善桥梁设计中伸缩缝桥梁存在的缺陷，从而推动桥梁在新时期的有效建设的一种创新的桥梁设计理念，具有非常高的应用优势，既便于施工人员开展施工及养护工作，又能够达到对于桥梁的全寿命周期的管理理念的有效贯彻，受到了当前的桥梁设计者的极大的青睐，并逐渐地在我国的桥梁设计与建设中实现了应用与推广。本文下面具体介绍一下无伸缩缝的桥梁的相关理论问题：

首先，就无伸缩缝的桥梁的理论含义来讲，顾名思义，它是对原有桥梁设计中的伸缩缝的取缔，即在公路桥梁设计的桥台以及分联等以往设置伸缩缝的环节皆取消设置，转变成对桥梁的桥台、上部结构以及搭板进行紧密衔接的设计，以推动桥梁与路基之间整体的有机的结合，进而将桥梁在应用中产生的受力变形的问题，由以往的伸缩缝的承担及应对，变成现代的利用桥台以及台下的桩基础和后台的特有路基进行削减的新型处理方式。无伸缩缝的桥梁呈现为完整、连续、光滑的表面，全方位地完善了以往的伸缩缝桥梁存在的桥梁续接以及伸缩缝破坏等各种应用中的问题。

其次，就无伸缩缝的桥梁所具有的优势作用来讲，一方面，它通过取缔桥梁伸缩缝，从而使桥梁获得了整体层面更为高端的连续刚度，避免了刚度换接造成的桥头跳车等问题的出现，便于车辆更加平稳、舒适、安全的行驶。而且，桥梁在无伸缩缝存在的建设状态下，其纵向及横向的荷载处于较为均匀的分布状态，桥梁应用在超静定约束以及抵抗灾害等方面的能力皆实现了大幅度的提升。另一方面，伸缩缝的取缔避免了后期养护工作造成的桥梁通行障碍，并节省了大量的材料、资金、人员等的投入，同时，其对于桥台的桩基结构的单排竖直桩的设计，也减少了建设中桩基础的数量应用，极大地提升了桥梁的施工进度。

二、公路桥梁设计的无伸缩缝桥梁设计环节

设计人员在进行无伸缩缝的桥梁设计工作时，为了推动桥梁荷载力在纵向及横向两个方向分布的均匀性，必须要把桥梁的纵梁深埋到整个混凝土的桥台中，但是，与此同时，桥梁的上部结构就会承载不同程度的约束，设计人员要保证其无伸缩缝的桥梁设计产品能够全面的满足应用的需求，就必须在进行设计的过程中，努力做到对于次要的荷载力的应对及处理。本文下面就从桩基与上部结构的应力、沉降、收缩、温度、徐变、土压力这几个影响次要荷载力的关键因素，探讨一下具体的设计工作应注意的环节：

1、桩基及上部结构应力的设计

无伸缩缝的桥梁设计人员进行设计时，主要是以桩基础以及桥梁上部结构对桥梁纵方向产生的移动作用或力量进行承担的，设计人员应当努力地从以下几个方面的设计出发对桥梁设计进行优化：一方面，桥梁设计人员最好采用单排细长的垂直桩作为其桥梁的整体桩基打造形式，并且采用必要的限制措施对桩型进行限定，避免打桩过程中或者是投入应用之后，其桩基础发生移动问题。另一方面，设计人员还应该通过为上部结构架设的斜交角的角度设定合理数值（不高于30度）、将H型桩的弱轴的用力方向调整为和桥梁运动的方向相同、利用铰接装置对桩的挠曲进行控制等方法，来提高桩基础以及上部结构对于应力的有效承载。

2、桥梁沉降环节的设计

无伸缩缝的桥梁在应用中，其上部结构还会由于遭遇下部结构沉降的影响，而产生非常大的应力作用，而这种应力作用的大小又与桥梁的几何特点以及整体结构特征密切相关，设计人员必须通过优化各部分的设计，来降低应力的产生。但是，桥梁沉降问题造成的应力主要影响的是单跨桥梁，设计人员在对这种桥梁进行设计时，要通过调整台高、跨径、上下结构刚度、支撑状况等，对沉降应力实施处理。而鉴于多跨的桥梁的桥墩与桥台会产生相抵的反力，从而免遭沉降的影响，所以，设计多跨的桥梁时，可不用太过关注其沉降的问题。

3、温度变化影响的设计

无伸缩缝的桥梁对于混凝土具有较高的依赖性，温度变化造成变形问题，便成为设计人员必须着力考虑的设计因素。设计人员一定要注意考虑斜桥对纵向温度以及横向温度变形量的数量级相一致的要求，同时对钢筋混凝土的整体式公路桥梁设计，要将高温环境中的不小于91米长度桥梁的二次效应影响考虑在内。而设计人员对小于91米长度的桥梁进行设计工作时，则可以适当地忽略混凝土桥结构的内部温度变化（二次效应）造成的变形，因为其温度变化受到混凝土的体积较大的影响，其变化的周期相较于钢桥而言较缓，所以并不会造成过于明显的温度变化，不需要太过关注。

4、徐变与收缩影响的设计

无伸缩缝的桥梁设计对于混凝土的质量等级、构件形状、荷载的龄期与持续时长以及桥梁周围温度的选择，还有桥梁上部结构中跨径的大小等，都会影响到桥梁的徐变，但是，此种徐变可以将桥台及桥墩顶部受到的拉力降低，不会产生过大的危害结构的力量，设计人员可以适当放宽对于此部分因素的考虑。同时，混凝土的桥梁受到温度变化造成的收缩，会与徐变作用产生某种力的抵消，但是，其剩余的应力则可能影响到上部结构的稳定性，设计人员要适当地考虑到这部分因素的影响。

5、土压力影响的设计

无伸缩缝的桥梁的上部结构一旦受热过度产生膨胀，便会造成桥台对于台后填土的挤压作用，从而产生程度不等的土压力，影响这种土压力大小的因素具有不确定性，大致可以通过控制桥梁的斜交角度与桩长度（大于或等于6米）或者是填土的性质等，应对其对于桥梁的影响。就填土料的性质来讲，可以利用具有较好的透水性的松散填土，以与桥台填充同步分层实施的填充方式，进行桥梁的台后回填及夯实工作。

三、结语：

新时期，无伸缩缝桥梁的设计工作已经成为公路桥梁设计建造中的应用成效最为显著的一种设计理念，充分地应对无伸缩缝的桥梁设计中各项影响因素，以推动其设计的全方位有效实现，是当前的公路桥梁设计人员应当努力推动达成的一项工作。

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[5]李芸芸.浅谈无伸缩缝桥梁构造设计的影响因素[J].科技资讯,2011(10)

作者简介格式：潘海峰（1986.8.15生），性别男，籍贯广东省佛山市顺德区、2009年毕业于广东佛山科学技术学院土木工程专业，现供职在佛山市交通规划勘察设计院有限公司，路桥助理工程师，本科学历，路桥设计方向，528000