論無(wú)伸縮縫橋梁構造細節及設計的影響因素

摘要：公路橋梁的伸縮鍵是當今橋梁施工和維護中的難題之一。橋梁的伸縮維長(cháng)期暴露在大氣中，使用環(huán)境比較惡劣，是橋梁結構中最易遭到破壞而又較難以修補的部位。橋梁伸縮鍵在設計、施工上稍有缺陷或不足，就會(huì )引起其早期破壞；而橋梁伸縮縫的破壞，又可能引起很大的車(chē)輛沖擊荷載，惡化行車(chē)狀況，急劇降低橋梁使用壽命。為此，本文結合實(shí)際工作經(jīng)驗對無(wú)伸縮縫橋梁的一些影響因素進(jìn)行分析，并提出了具體的支持結論。
關(guān)鍵詞：無(wú)伸縮縫 橋梁 影響  
        0 引言
        公路橋梁的伸縮縫已成為橋梁施工和維護的難題之一。研究、設計和制造使用更好的伸縮裝置固然十分重要，但從另一方面講，如能采用無(wú)伸縮裝置的橋梁結構，則是從根本上解決橋梁由于伸縮裝置遭受毀壞的現象。因此，世界各國的學(xué)者都在努力尋求最好的伸縮縫結構，得到的結論是“最好的伸縮縫是無(wú)伸縮縫”。因此，無(wú)伸縮縫橋梁應運而生。
        1 無(wú)伸縮縫橋梁的構造細節
        混凝土梁和鋼梁采用無(wú)伸縮縫整體式橋臺的細部構造。這些細部構造的圖示僅僅是一個(gè)基本骨架，還不能反映出其他設計方面的重要細節。細部構造只是為了給初次接觸無(wú)伸縮縫橋梁的人們以一個(gè)基本的概念和印象，不可能在本文中進(jìn)行更為詳細具體的描述和形容，對此，我們將在以后的討論中進(jìn)一步加以闡述。但是初步了解這些細部構造對于全面認識無(wú)伸縮縫橋梁的性能、整體性和耐久性會(huì )有很大的幫助。 
        2 無(wú)伸縮縫橋架設計中的影響因素
        由于無(wú)伸縮縫橋梁的縱梁埋入混凝土橋臺，上部結構受到部分的約束，因此設計時(shí)要考慮次要荷載的影響。下文歸納了次要荷載的影響。
        2.1 徐變的影響 徐變引起的應變大小如徑、鋼-混凝土組合梁的無(wú)伸縮橋梁的影響。結果表明徐變的存在可以減小橋臺處和墩頂處截面上緣的拉應力，但同時(shí)也會(huì )增加鋼縱梁下緣的壓應力(小于恒載引起的應力的10%，不會(huì )對結構的受力產(chǎn)生有害影響)。因此，在設計中小跨徑、鋼-混凝土組合梁的無(wú)伸縮縫橋梁時(shí)可以不考慮徐變的影響。
        2.2 收縮的影響 混凝土橋面板和鋼縱梁收縮的不一致會(huì )在結構內部引起自應力。此外，無(wú)伸縮縫橋梁的端部受到部分或完全的約束，導致收縮、徐變會(huì )在結構內部引起應力。一些學(xué)者認為收縮和徐變的作用相反，兩者可相互抵消。但本文分析表明，收縮和徐變的作用不能完全抵消，會(huì )有余應力存在，可能導致混凝土裂縫的逐漸開(kāi)展，而混凝土裂縫的開(kāi)展又會(huì )使得收縮應力得到部分的減小。因此在對無(wú)伸縮縫橋梁進(jìn)行分析和設計時(shí)應當考慮收縮對上部結構的影響。         2.3 溫度對無(wú)伸縮縫橋梁的影響 溫度的影響無(wú)疑是無(wú)伸縮縫橋梁設計中的一個(gè)非常重要的因素，但事實(shí)上正如前文所指出的那樣，對許多橋梁的應力測試表明，由于溫度作用而測得的應力值要比預計的要小，分析其原因可能有兩點(diǎn)：
        其一是混凝土由于溫度的膨脹或收縮，會(huì )產(chǎn)生徐變。徐變將使得應力不能達到設計時(shí)所預計的程度。因此為了使理論更好地反映實(shí)際的情況，有的部門(mén)設計時(shí)考慮把混凝土的溫度彈性模量減小到動(dòng)力荷載彈性模量的1/3。
        其二是由于大多數混凝土結構體積相對較大，使得它們對周?chē)�的溫度變化比較不敏感。AASHTO（美國各州公路和運輸工作者協(xié)會(huì )）在溫度變化時(shí)對此進(jìn)行了規定："必須考慮到大體積混凝土構件或結構內部溫度對大氣溫度的相對滯后。"混凝土橋溫度周期的最大值要比鋼橋的小。由于混凝土較大的體積要吸收熱量，因此它的溫度不會(huì )與理論預計的一樣？這就可以從某一方面解釋?zhuān)瑸槭裁催@兩種材料的熱膨脹系數α幾乎相同（混凝土α＝0.00001，鋼a＝0.000012），而鋼橋對溫度的變化要比混凝土敏感得多。至于溫度對無(wú)伸縮縫橋梁的影響在定量上的分析還有待于進(jìn)一步的討論研究。
        2.4 沉降的影響 下部結構的沉降會(huì )在無(wú)伸縮縫橋梁的上部結構引起相當大的應力，其影響

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