常见桥梁伸缩缝装置优缺点对比

常见桥梁伸缩缝装置优缺点对比
模数式伸缩装置
概述
(1) 单缝（MA）模数式
单缝模数式桥梁伸缩装置，又称异型钢单缝式，是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）多缝（MB）模数式
多缝模数式桥梁伸缩装置，是由纵梁(异型钢)、横梁、位移控制箱、橡胶密封带等构件组成的伸缩装置。

由V型截面或其它截面形状的橡胶密封条（带），嵌接于异型钢边梁和中梁内，组成可伸缩的密封体，由异型钢直接承受车轮荷载，并将荷载传递至横梁，由横梁传递至梁体和桥台；位移控制箱在伸缩装置吸收梁端变形时，保证异型钢间间隙保持均匀；橡胶密封带起防止杂物进入及防水。

多缝模数式伸缩装置可以根据实际伸缩量的需要，增加中梁钢和密封体的个数，可组成满足大位移量的伸缩装置。

适用条件及常用型号
模数式伸缩装置均由型钢、橡胶密封带组成，其技术特点具有相似性。

(1) 单缝（MA）模数式
①国产产品
这是目前在国内公路桥梁建设中使用较为广泛的一种伸缩装置，适用于中小型桥梁，伸缩量为40、60和80mm的桥梁接缝。

该结构各连接处，均采用既能转动又能滑动结构，所以对弯、坡、斜、宽桥梁适应能力强，可满足各种桥梁结构使用要求。

异形钢单缝式GQF-C型（图0-1、图0-2）、GQF-Z型（图0-3）、GQF-F型（图0-4）、GQF-E型（图0-5）和GQF-L型，是采用热轧整体成型的异型钢材设计的桥梁伸缩装置，字母表示异型钢材的形状。

以GQF-C型伸缩装置为例，它是以C字型钢为主要构件，嵌固防水密封橡胶带为伸缩梯，配以锚固系统所组成。

图0-1 GQF-C型伸缩装置构造
图0-2 GQF-C型伸缩装置照片图0-3 GQF-Z型伸缩装置照片
图0-4 GQF-F型伸缩装置照片图0-5 GQF-E型伸缩装置照片
②进口产品
以毛勒单缝式伸缩装置为例，基本是由异型钢嵌固密封橡胶条和锚固系统构成。

根据密封橡胶条形状分两种：箱型（图0-6），适用伸缩量为60mm；鸟型（图0-7），适用伸缩量为80mm。

图0-6毛勒单缝式伸缩装置箱型构造
图0-7毛勒单缝式伸缩装置鸟型构造
（2）多缝（MB）模数式
①国产产品
模数式GQF-MZL型（图0-8、图0-9），是采用热轧整体成型的异型钢材设计的桥梁伸缩装置。

因该伸缩装置结构复杂，维修、更换均需要生产广家专业技术人员，加之造价高，一般只用于等级较高的大中型桥梁，伸缩量120-1200mm 的桥梁接缝，共分15级。

图0-8 GQF-MZL模数式伸缩装置构造
图0-9 GQF-MZL模数式伸缩装置照片
②口产品
以毛勒模数式伸缩装置（图0-10）为例，其受力边梁和中梁钢采用分层（段）轧制后焊接而成的异型钢。

多采用Z字型变量和王字型中梁，与鸟型橡胶带组合构造，以80mm为单元。

图0-10毛勒伸缩装置鸟型构造
优缺点
优点
（1）单缝MA模数式
GQF-C型伸缩装置具有以下优点：
①综合技术性能和技术指标均达到或优于国际同类产品先进水平，结构型式及异型钢轧制均属国内首创，成为交通行业标准推荐产品。

②3个部分组成，构造简单，受力明确，安装方便，造价较低。

③伸缩装置主要构件均由生产厂家加工完成，施工现场安装，与梁端连接一般通过钢筋焊接，具有明显的可靠性，施工质量易于保证。

④采用16Mn异型钢，克服了挤压异型钢直线度和集合尺寸不均匀的特点。

⑤鸟形密封橡胶条形状特殊，它被异型钢嵌固，不易脱落，而易更换。

⑥锚固系统是焊接在异型钢上的钢筋及C50环氧树脂混凝土组成，锚固牢固。

⑦比板式橡胶伸缩装置具有较高的变形灵活性。

⑧接缝端部使用轧制的异型钢，在长期使用中，有良好的耐久性。

⑨建筑高度低，仅50mm，特别适合于旧桥伸缩装置的改造，又可供新桥梁修建选用。

⑩行车舒适性较好。

⑪防排水性能好。

（2）多缝MB模数式
GQF-MZL型伸缩装置具有以下优点：
①突出特点是将伸缩的承重结构和位移控制系统分开，二者受力时互不干扰，分工明确，这样既保证受力时安全，采用连杆链条式的连动机构，又保证了受力时良好的位移均匀性。

②所有中梁在一个位移控制箱内，均支承在同一根垂直横梁上的传统作法，对大位移量伸缩装置非常有利，减少了横梁数量，使位移控制箱体积减小到最小范围，节约了钢材。

③采用刚性连接，传力可靠。

④其弹性支撑体系可以保证消音减震，吸震缓冲性能好。

⑤鸟型橡胶带伸缩自如，与型钢衔接紧密，密封性能好。

⑥结构整体刚度较高，耐久性较好。

⑦可供各类新建桥梁使用，可也供旧桥伸缩装置更换时选用。

⑧多条中钢梁与橡胶带组合，保证伸缩装置与两侧桥面及路面衔接平顺，行驶舒适度好。

⑨机械密封性能较好，防、排水性能强。

缺点
（1）模数式伸缩缝病害大多是橡胶老化引起的，缝内残留物清理不及时，也是橡胶条破坏的原因之一。

（2）伸缩缝施工质量不高导致锚固系统和砼浇筑整体性不好，伸缩缝调节系统不理想。

（3）桥梁铺装端头与桥台留有较大间隙，而且安装后会形成悬臂式传力，正是这种悬臂式传力将导致对桥梁或台背产生旋转式的撬动力，在冲击载荷的作用下，对桥梁伸缩缝部件、桥梁铺装层、甚至对梁板都具有直接的损坏作用。

（4）制作安装工艺，费时费力成本高，暴露的明缝在复杂重载车辆通过会产生严重的冲击震动，导致橡胶密封带易脱落、老化。

（5）钢梁、弹性支承元件极易损坏，使用寿命较短，维修费时费力。

（6）MB模数式伸缩装置由异型钢纵梁、钢横梁、控制传动机构、位移箱、密封橡胶条等多种构件组成，结构较复杂，造价高。

国产和进口产品对比
（1）目前国内出现了许多仿毛勒缝装置，从外型看无大区别，但异型钢与橡胶条的结合，漏水现象普遍存在，密封性与进口组装缝无法可比。

（2）从异型钢来看，经调查研究发现，异型钢均由小厂轧制，与进口异型钢相比，单位密度不相同，存在严重不均匀性；易弯曲变形，应变大；而进口异型钢，弯曲变形可自然复位，密度绝对均匀。

从市场调研看，大型轧钢厂，因异型钢市均需求量少，轧钢模型投资大而未生产。

对于双缝以上的模数式伸缩缝装置，国产中由于密度不均匀，在重载荷的重复作用下，容易断裂。

（3）从橡胶条来看，国产胶条使用寿命较短，约3～5年，进口胶条达到20～25年。

夏天、冬天进口橡胶条柔性变化不大，而国产胶条，橡胶条夏天特软冬天特硬。

虽然国产和进口伸缩缝装置的橡胶条更换很容易，但频繁更换增加费用。

（4）对于双缝以上的伸缩缝装置，进口和国内仿品均有支承箱，国产仿毛勒缝装置的支承箱内的弹性元件由于国产橡胶不过关，容易引起早期老化而失效，从而引起伸缩缝装置不能正常工作，使外露面边梁、中梁的工作失控，造成中梁与边梁顶死，中梁弯曲，水泥砼挤碎等现象，而更换时必须封密交通全部取出伸缩缝装置后，先更换支承箱内部弹性无件，再重新安装。

（5）从价格方面考虑，虽然仿毛勒伸缩装置仅有进口组装伸缩装置价格的一半，然而从整个高速公路，甚至从整座桥梁建设费用相比，伸缩缝装置是很重要的，但占整个工程造价的比例来计达不到1‰～3‰。

因此，对于一条高速公路建设的决策者、建设者来说建议尽量采用进口组装毛勒伸缩缝装置，其价格为原装进口价的2/3。

梳齿板（悬臂SC和简支SS）式伸缩装置
概述
钢制支承式伸缩装置是用钢材装配而成的，能直接承受车轮荷载的构造。

这种伸缩装置以前多用于钢桥，现在混凝土桥梁也有使用。

钢制支承式伸缩装置种类、现状、尺寸繁多，应用比较广泛的主要是钢梳齿型。

钢梳齿型桥梁伸缩装置的构造是由梳型板、连接件及锚固系统组成，有的钢梳齿型桥梁伸缩装置，在梳齿之间填塞有合成橡胶，以起防水作用，亦有采用专门的排水槽来解决排水问题的。

适用条件及常用型号
因该种装置结构本身刚度较大，抗冲击力强，在大中型桥梁中广泛使用，悬臂式（SC）适用于伸缩量为60-240mm的桥梁接缝，为国际通用的伸缩装置；简支式（SSA）适用于伸缩量为80-960mm的桥梁接缝，简支式（SSB）适用于伸缩量为960-1600mm的桥梁接缝，只在国内有应用。

图0-11 SSA梳齿板式伸缩装置构造
图0-12 SC梳齿板式伸缩装置照片图0-13 SSA梳齿板式伸缩装置照片
图0-14 RBQF梳齿板式伸缩装置照片图0-15 RBKF梳齿板式伸缩装置照片
优缺点
优点
梳齿板式伸缩装置具有以下优点：
（1）梳齿形伸缩缝面层、中间层和底层结构型式简单，通过普通的螺栓连接件，形成两梁端间的伸缩与两组梳齿板伸缩同步而不同位的伸缩体系。

因此伸缩量大，浅埋设，安装简单，充分显示出梳齿形伸缩装置的特有的技术优势。

（2）梳齿形桥梁伸缩缝梳型伸缩间隙有自动清渣和防尘功能。

由于梳齿形伸缩装置特殊结构，梁由于钢梳齿板与中间防磨层密贴，凹槽部分为45°斜坡面，梳齿伸缩间隙位于单侧梁的端面上，灰渣和硬物只能留在表面，借助梳型钢板的伸缩过程和车辆行驶的作用，自动将灰渣、硬物排出伸缩间隙，使伸缩缝始终保持能满足梁体水平变位的伸缩缝隙。

（3）梳齿形伸缩缝与路面整体性能好。

梳齿型伸缩缝采用刚柔结合等措施，钢
梳齿板活动端平滑地搁置在固定端的梁板上，钢板平顺地在防磨材料上滑动，在车辆荷载作用下端部不会发生较大位移，当车辆通过伸缩装置时，车轮处于同一刚性的水平面上呈平稳的滚动状态，可以对车轮提供连续的支承，无跳车现象，行车舒适度好。

（4）构件全部采用钢材加工装配，结构强度高。

（5）与梁体连接均采用预埋钢构件，连接可靠。

（6）抗冲击、震动能力强。

（7）可以适应较大的水平变位。

缺点
（1）因构造复杂也费钢材，导致其造价较高，应用范围不是很广泛。

（2）桥梁铺装端头与桥台留有较大间隙，而且安装后会形成悬臂式传力，正是这种悬臂式传力将导致对桥梁或台背产生旋转式的撬动力，在冲击载荷的作用下，对桥梁伸缩缝部件、桥梁铺装层、甚至对梁板都具有直接的损坏作用。

（3）锚固不强，施工中后期浇筑的伸缩装置锚固混凝土与主梁不能有效结合成整体，结合处未进行处理或无预埋钢筋，造成锚固失效。

（4）钢板的性能不足和加工生产时误差变形，影响连接部位的受力，承重钢板刚度小，易折断、翘曲，且不易焊接牢固，重载作用下，振动很大，使本来就比较薄弱的锚固系统雪上加霜。

（5）连接的螺栓或铆钉容易松动折断，形成桥面的薄弱环节，不能及时发现锚固螺栓的松动迹象，并及时有效的处理，导致钢板不能正常的工作，钢板松动后，车辆行驶时发出较大噪声。

（6）钢制支承式伸缩装置缝宽较大，缝隙内容易积累杂物，且杂物不易清除，从而抑制了伸缩装置的伸缩功能等。

（7）螺栓和不锈钢垫板日常养护频率高，存在一定日常养护难度。

（8）由于此类伸缩装置伸缩量较大，防水排水系统复杂，排水机能不完善，容易产生漏水现象，使主梁受冻、受腐，影响桥梁的使用寿命和桥梁美观。

国产和进口产品对比
（1）我国的钢制支承式伸缩装置多数为仿制国外产品，受成本控制，主要受力构件品质难易达到国外的工艺要求。

（2）由于制造工艺落后，个别焊缝不易焊牢，构件加工精度不能达到设计要求，结构整体性差，使用过程中出现整块钢板脱落或变形。

无缝式（TST碎石弹性体、桥面连续和聚氨酯填充）伸缩装置
概况
无缝式伸缩装置，一般是在路面(桥面)施工完成后用切割机切割路面，并在槽口内注入嵌缝材料而成的构造；是接缝构造不伸出桥面时，在桥梁端部的伸缩间隙中填入弹性材料并铺上防水材料，然后在桥面铺装层铺筑粘弹性复合材料，使伸缩接缝处的桥面铺装与其它铺装部分形成一连续体，以接缝处的沥青混凝土、弹塑体等材料的变形来吸收梁体的伸缩，同时提供对车轮的支承的结构。

（但实际使用中最常见的是模数伸缩缝、梳形板式伸缩缝。

）
（1）TST碎石弹性体伸缩装置是一种简易的伸缩缝装置。

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TST碎石弹性伸缩缝，碎石用以支持车辆荷载，TST弹塑性体在-25～60℃条件下能够满足伸缩量的要求。

TST伸缩装置构造见下图0-16，TST伸缩装置照片见下图0-17。

图0-16 TST伸缩装置构造
图0-17 TST伸缩装置照片
（2）桥面连续也可视为无缝式伸缩装置的一种形式。

其实质就是将简支的上部构造在其伸缩缝处施行铰接，使桥面连续。

这样，多孔简支梁在竖直荷载作用下的变形状态属于简支体系，而在纵向水平力作用下则属连续体系。

实际工程中桥面连续构造有多种构造型式，如图0-18、图0-19所示为其中一种构造型式。

图0-18 桥面连续构造
图0-19 桥面连续照片
（3）聚氨酯弹性混凝土是指采用聚氨酯和集料经拌和后形成一定强度的混凝土结构物。

该结构具备良好的变形能力，可吸收桥梁因荷位、温度等作用产生的变形。

同时，混凝土结构物具备优良的耐久性能及抗冲击性能，能够对桥梁的伸缩缝位置起到保护作用。

适用条件及常用型号
无缝式伸缩装置，仅适用于伸缩量较小的中小跨径的桥梁。

TST碎石弹性体伸缩装置
（1）弹塑体埋置式伸缩缝是近几年推广应用的新型伸缩缝，在许多桥梁改造工程中得到广泛应用，效果较好，当伸缩量在20mm-40mm以内时可以采用TST碎石弹性体伸缩装置；
（2）分为两种结构形式：I型适用于纵坡小于2％的桥梁伸缩缝；Ⅱ型适用于纵坡大于2％的桥梁伸缩缝，两者的差别在于后者设置了膨胀栓和钢筋；
（3）TST碎石弹性体可以在各个方向发生变形，因此这种弹性桥梁伸缩缝还可以满足弯桥、坡桥和斜桥在纵、横、竖三个方向的伸缩与变形，亦可用于人行道桥梁伸缩缝。

桥面连续伸缩装置
桥面连续伸缩装置，在我国多用于多跨小跨径（如简支结构）桥梁工程，尤其在高等级公路的桥梁工程上常采用的接缝形式。

聚氨酯填充式伸缩装置
当伸缩量在0-100mm以内时可以采用聚氨酯填充式伸缩装置。

优缺点
优点
无缝式伸缩装置具有以下优点：
①能适应桥梁上部构造的伸缩变形和小量转动变形。

②使桥面铺装形成连续体，行车时不产生冲击、震动，行车舒适性较好。

③伸缩装置本身形成多重防水构造，防水性较好。

④在寒冷地区，易于机械化除雪养护，不至于破坏接缝。

⑤施工简单易行，便于维修、更换。

⑥使用寿命长，严格按照工艺要求安装的无缝伸缩缝粘接料，其寿命是一般改性沥青路面的两倍左右。

⑦由于取消了两端伸缩缝，降低了桥梁造价及养护费用。

⑧使纵、横向的活荷载分布更加均匀。

⑨增加了桥梁的超静定约束和抵抗各种灾难事件的能力，特别对于地震，由于它消除了落梁现象，提高了桥梁的抗震能力。

⑩桥台只需设置垂直桩，可以减少桩的数量，加速施工进度。

⑪桥梁的安装误差也可适当放宽。

TST碎石弹性体伸缩装置具有以下优点：
①桥面TST粘结料通常在-40℃时不会变脆，在夏季高温达80℃时不会流动，在全国范围内都可以正常使用。

②由于TST的高温粘附特性，在施工时可与现有路面牢固粘结变快，常温不粘，冷却后也不会被带走。

③TST是一种特制的高粘弹塑性材料，常温下呈弹塑态，高温熔溶后可热灌人碎石中，成型后如同沥青砼状，能承受车辆荷载，又有弹性，可代替小伸缩缝的功能。

④施工方便快捷，通常施工完成2～3h，铺装冷却后，即可开放交通；当伸缩缝需要进行更换时，可半边施工，对交通繁忙路段不中断交通。

桥面连续伸缩装置具有以下优点：
减少桥面伸缩缝数量，进一步增加行车的平稳性。

缺点
无缝式伸缩装置，是在路面铺装完成后再用切割器切割路面，并在其槽口内注入嵌缝材料而成的构造，故仅适用于较小的接缝部位，适用范围有所限制。

桥面连续伸缩装置，从使用情况来看效果较为理想，但也有一定问题，如桥面出现不规则裂缝，并有漏水现象，建议在加强钢筋范围内两侧与中间部位设置假缝2×1cm。