簡析橋梁伸縮縫的分類及功能

陳彥田

(黑龍江省收費公路管理局牡丹江管理處)

1 橋梁伸縮縫應滿足下列要求

(1)能夠滿足橋梁自由伸縮的要求，保證有足夠的伸縮量。

(2)伸縮裝置牢固可靠，與橋梁結構連為整休，抗沖擊，經久耐用。

(3)橋面平坦，行駛性良好，車輛駛過時應平順，無突跳和噪聲。

(4)具有能夠安全防水和排水的構造，有效防止雨水滲入。

(5)能有效防止垃圾滲入阻塞。對于敞露式的伸縮縫要便于檢查和清除縫下溝槽的污物。

(6)構造簡單，施工、安裝方便，且養護、修理與更換方便。

(7)經濟價廉。

2 伸縮縫類型的選擇

伸縮縫類型的選擇主要依據伸縮縫所需要的變形量的大小來選擇。計算變形量時，主要考慮以安裝伸縮縫時的溫度為基準，將溫度變化引起的伸長量和縮短量，以及混凝土徐變和干燥收縮引起的收縮量作為基本的伸縮量。對于其他因素，如制造與安裝誤差等，一般作為安全富裕量來考慮，其通常可按計算變形量的30％估算。其總的變形量為上述變量之和。

3 伸縮縫的類型

(1)U形鋅鐵皮式伸縮縫:此種伸縮縫是一種簡易的伸縮裝置。一般用于中、小跨徑的橋梁，所能適應的變形量在20～40mm以內。這種仲縮縫以U形鋅鐵皮作為跨縫材料，鋅鐵皮分上、下兩層，上層的彎曲部分開鑿梅花眼，其上設置石棉纖維墊繩，然后用瀝青膠填塞，這樣，當橋面伸縮時，鋅鐵皮可隨之變形;下層鋅鐵皮可以將滲下的雨水沿橋橫向排出橋外。采用相應的措施，該種伸縮縫還可以很好地配合橋面的連續。人行道部分的伸縮縫構造，通常用一層U形鋅鐵皮跨搭，其上再填充瀝青膏即可。

(2)TST碎石彈性伸縮縫:TST碎石彈性伸縮縫適用于伸縮量不超過50mm的中、小跨徑橋梁，在現場將特制的彈塑性復合材料TST加熱熔融后，灌入經過清洗加熱的碎石中，即形成了TST碎石彈性伸縮縫。碎石用以支撐車輛荷載，TST彈塑性體在-25至+60℃條件下能夠滿足伸縮量的要求。TST碎石彈性伸縮縫構造簡單，施工方便快捷，易于維修和更換，通常施工完成后2～3h即可開放交通。由于TST碎石彈塑性體與前后橋面或路面鋪裝形成連續體，因而橋面平整元縫隙，行車時不致產生沖擊、振動等，舒適性較好，其本身的防水性也較好。TST碎石彈性體可以在各個方向發生變形，因此這種彈性伸縮縫還可以滿足彎橋、坡橋和斜橋在縱、橫、豎三個方向的伸縮與變形，也可用于人行道伸縮縫。鑒于以上憂點，TST碎石彈性體伸縮縫具有良好的應用前景。但由于是在路面鋪裝完成后再用切割器切割路面，并在其槽口內注入嵌縫材料而成的構造，故僅適用于較小的接縫部位，適用范圍有所限制。

(3)鋼板式伸縮縫:鋼板式伸縮縫是用鋼材作為跨縫材料，能直接承受車輪荷載的一種構造。過去，這種伸縮裝置多用于鋼橋，現在也用于混凝土橋梁。鋼板式伸縮縫的種類繁多，構造復雜，能夠適應較大范圍的梁端變形。

(4)橡膠伸縮縫:橡膠伸縮縫采用各種斷面形狀的橡膠帶(或板)作為嵌縫材料。由于橡膠(一般為氯丁橡膠)既富有彈性，又易于膠貼，并且能滿足變形要求和具備防水功能，施工及養護維修也很方便。目前，在國內外橋梁工程中得到廣泛的應用。

橡膠伸縮縫根據橡膠帶(或板)傳力和變形機理的不同可分為嵌固對接式和剪切式兩類。

嵌固對接式以橡膠帶的拉壓變形來吸收梁體的變形。橡膠帶的斷面有3節形、2孔條形、3孔條形、M形、W形和倒U形等多種形式。通常將梁架好后，在梁端焊上角鋼，涂上膠后，再將橡膠嵌條強行嵌入，或者用不同形狀的鋼構件將不同形狀的橡膠條嵌牢固定即可。

板式橡膠伸縮縫是利用橡膠伸縮體上下凹槽之間的剪切變形來適應梁體結構的相對位移，因此也稱為剪切式橡膠伸縮縫。板內埋設承重鋼板跨越梁端間隙，承受車輛荷載。橡膠板兩側預埋兩塊錨固鋼板，并設有預留螺栓孔，通過螺栓與梁端連成整體。板式橡膠伸縮縫是一種剛柔結合的裝置，具有一定的豎向剛度，跨越間隙的能力大(變形范圍可達30～300mm)，連接牢固可靠，行車平穩舒適，并具有良好的吸振作用。結合各地的實際情況，我國己經生產出各種形式的板式橡膠伸縮裝置，并投放到國內橋梁工程的應用中。

(5)組合式伸縮裝置:組合伸縮縫(或模數式伸縮縫)是采用橡膠與鋼板或型鋼組合而成的，能夠適應更大的變形量。特大橋和大橋應采用這種伸縮縫。組合伸縮縫有多種形式，構造也較復雜。這類伸縮裝置，其構造的共同點在于均是由V形截面或其他截面形狀的橡膠密封條(帶)，嵌接于異形邊鋼梁和中鋼梁內組成可伸縮的密封條。異形鋼梁直接承受車輛荷載，其高度應根據計算確定，但不應小于70mm，并應具有強力的錨固系統。根據伸縮量的需要，可隨意增加中鋼梁和密封橡膠條的數量，加工組成各種伸縮量的系列產品。

總之，橋梁運營的實踐經驗表明，橋面上的仲縮縫在使用中很容易破壞，因此對于多跨簡支梁橋，為了提高行車的舒適性，減輕橋梁的養護工作和延長橋梁的使用壽命，橋面應盡量連續，使得多孔簡支梁橋在豎直荷載作用下為簡支體系，水平力作用下具有一定連續功能的結構。橋面連續構造的做法較多，如一種剛性橋面鋪裝層相連的做法，它是將兩梁端用Ф22鋼筋搭焊，其上鋪設薄鋼板，借以承托現澆筑的橋面混凝土，在支點區還加設橋面鋼筋網，并在其頂面設一條假縫，內嵌木條。

采用橋面連續構造時，連續部分橋面易于開裂。為改善橋梁結構受力狀態，可以采用簡支-連續構造，使多跨簡支梁在一期恒載作用下處于簡支體系受力，然后將相鄰兩梁端做完全固結處理，在二期恒載和活載作用下處于連續體系受力，避免了簡易橋面連續易開裂的缺點，并使結構很好地呈現出連續梁橋的特性，適合地基良好的場合。在施工時、通車使用時都必須認真履行各部職責，后期的養護工作也應及時，這樣才能夠保證此部位的使用壽命，進而保證整個結構物的使用功能。