浅谈桥梁伸缩缝的病害问题及防治措施(2)
4.2计算桥梁伸缩缝的诸因素
桥梁伸缩缝计算,首先要进行伸缩缝类型的选型,然后进行计算。计算时要考虑的因素有:第一要考虑温度的取值;第二混凝土的徐变;第三混凝土的收缩系数;第四桥端部转角与选用的伸缩缝结合参数的关系;第五材料线膨胀系数;第六桥面积温因素;第七混凝土的弹性模量。
4.3对目前伸缩装置设计的几点浅见
(1)小跨径的中小桥(如20m以内的)宜不设伸缩缝。支座采用固定式橡胶支座,让墩台的弹性变形和台后的土抗力来抵抗温度应力(因变形长度在10m以内伸缩量一般在5mm以内)。也可以在路面及桥面铺装摊铺完了,再沿原缝开一条宽2cm深3~5cm的假缝,内填以沥青麻絮或其他可塑性材料以防面龟裂。
(2)中、小桥宜采用W型伸缩装置,它具有以下一些优点:
1)伸缩体与铁件联接可不用胶水,而利用橡胶本身的预压密缝防水;
2)构件尺寸小,相应材料用量省,施工方便,造价低;
3)温度伸缩变形发挥橡胶弹性材料性能。在外荷作用下则充分利用拱形结构的优势。
(3)从实践和有关资料来看,不论W型、V型、空心板型的橡胶体都可使用。毛病不在胶体本身,而是在整个伸缩装置结构的设计是否合理。西德毛勒公司的伸缩装置、近几年应用较多的TST伸缩装置设计比较合理,在行车时它具有较高的刚度,在温度变化时又变形灵活。
(4)从目前已经施工的伸缩装置来看,板式伸缩装置的平整度较好,其原因是胶体内不仅加入了足够数量的钢板以增加变形体的刚度,而且又有足够数量的铆钉使伸缩体同桥梁变形体的联结比较牢固,不至于象原来空心板橡胶伸缩缝那样易于脱出。而且改善了施工工艺,注意到施工时的安装温度,其定位值A易于控制。经实桥施工2年来的考验效果良好。其缺点是变形似欠灵活。据有关方面介绍每延米须施加2.5t的压力方能达到其设计缩短值,而且价格比较贵。
4.4伸缩装置的安装
4.4.1伸缩装置的锚固宽度需要规范伸缩缝预埋钢筋在梁(板)端部和桥台的锚固宽度。考虑到与施工工艺的协调,伸缩装置的锚固宽度按50cm进行设置为适宜,桥台上宜采用背墙的宽度进行设置,这既方便了桥面板、现浇混凝土铺装层的施工,又使伸缩装置的稳定性得到了保障。
4.4.2伸缩装置的锚固钢筋
在预制梁(板)的端部和背墙内预埋伸缩装置锚固钢筋是在两种不同情况下进行的。一般设计给定的都是对称于桥宽中心、在梁(板)的端部设置预埋钢筋,则钢筋在每片梁(板)的预埋位置都会不一样,给施工增加了难度,因此,锚固钢筋应以对称于每片梁(板)的中心进行设置。但实际由于伸缩缝大多是向生产厂家批量购买的,是无法实现所有锚固钢筋都对称于每片梁(板)的中心设置的。
施工中要保证锚固钢筋的作用,仅在浇筑8~10cm的桥面板混凝土时进行设置是不可取的,这实际上没有让伸缩装置的定位角钢牢固地与梁(板)和背墙混凝土联结成整体,形成不稳定隐患,需要在施工中认真对待。
4.4.3伸缩装置的定位角钢
伸缩装置一定要依据安装时测定出的气温,计算伸缩缝的伸缩量来调整两块定位角钢之间的距离,并按桥面高度将定位角钢焊接到预埋钢筋上,这样严格控制了缝距。对于伸缩缝的间距,多持有宁小勿大的倾向,是万万要不得的。定位角钢附近的混凝土,在施工中振捣比较困难,死角和钢筋密集的部位,应加强人工插捣。
4.4.4锚固区混凝土的浇筑
桥面行车道混凝土铺装应该同伸缩装置锚固区的混凝土同时进行浇筑,不允许在该部位及整个桥面上留有施工缝。
4.4.5加强伸缩缝的养护
伸缩装置在营运过程中必须加强养护,为伸缩装置创造良好的工作环境,使其正常工作。
4.4.6完善连续缝的设置
目前,连续缝的设置不够完善,需从设计上进行改进。
(1)增设镀锌铁皮。连续缝处通常采用两层沥青,于中间铺设一层毛毡(简称二油一毡)或涂两层乳化沥青,于中间铺设一层土工布(简称二油一布)。这样施工中就存在一些需要解决的问题:在铺设桥面混凝土时,缝顶部位的油毛毡、土工布容易下挠,甚至胀裂;混凝土在插捣中,油毛毡容易被戳破;混凝土会存在振捣不密实的问题。为解决上述问题,需在二油一毡或二油一布底部增加设置一块宽度为50cm的镀锌铁皮。
(2)调整上部结构部分钢筋的设置。对预应力T 梁封锚顶面部分钢筋需要调整,以不伸出顶面为原则。否则,伸露出的钢筋会妨碍连续缝上二油一毡或二油一布和镀锌铁皮的设置。
(3)二油一毡或二油一布的设置宽度。二油一毡或二油一布的设置宽度在设计中需用文字说明交待清楚,宽度宜控制在50cm左右。
(4)轻质包装材料不宜使用。连续缝内填塞轻质包装材料,主要为了衬托油毛毡或土工布不下挠和不被胀裂(实际上难以达到预期的效果)。该材料种类繁多,且无桥梁专用的产品,施工中使用的很混乱,掩盖了梁(板)缝内的杂物,甚至是坚硬块件,由于接缝中增设了镀锌铁皮,优化了二油一毡或二油一布的使用效果,轻质包装材料可以不用。
4.5伸缩缝安装时伸缩预留量的调整
受各种因素的影响,伴随着桥梁结构的变位,伸缩缝也将要产生相应的伸缩变位以顺应结构的变位,首先在安装时要精确对伸缩量进行计算,并考虑一定的富余量,以保证在今后运营中始终处于良好的工作状态。
桥梁伸缩缝装置是承受最大动力载荷的附件,桥面很小的不平整就会使它承受很大的冲击力,极易造成伸缩缝损坏,因此,对于开始局部损坏的伸缩缝应及时进行修复,做到经常性、不间断的维修,确保伸缩缝装置处于正常工作状态。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范.JTG D60-2004.北京:人民交通出版社,2004.05.
[2] 交通部.公路工程沥青及沥青混合料试验规程.JTJ052-2000.
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