市政桥梁伸缩缝安装宽度影响分析及应用

市政桥梁伸缩缝安装宽度影响分析及应用

摘要：本文主要介绍了市政桥梁伸缩缝安装宽度的影响因素及计算方法，阐述

了伸缩缝的施工方法及控制要点以确保伸缩缝的施工质量。并以太原市尖草坪立

交桥改建工程为依托，针对伸缩缝安装宽度予以分析计算，对公司其他市政项目

或类似的工程起到指导、借鉴的作用。

关键词：市政桥梁伸缩缝；安装宽度

概述：为了满足桥梁变形的要求，桥梁伸缩缝成为了梁体之间不可缺少的重

要组成结构，它能够吸收梁体的伸缩、位移等。伸缩缝的选用安装需要根据桥梁

的结构形式、长度、环境等几方面来决定，能够合理的消除温度、混凝土收缩徐变、动载带来的位移量。如果伸缩缝的安装宽度没有在合理的范围之内，过大或

过小都会对伸缩缝本身造成破坏，不仅会影响到桥梁的外观形象更会影响到行车

的安全与舒适性，甚至造成安全事故。所以伸缩缝安装时应考虑不同的季节、不

同的温度以及安装时间对安装宽度的影响。

1影响伸缩缝安装宽度的原因

1.1温度变化引起的伸缩量

对于一般的物体都会发生热胀冷缩的现象，这一现象对于梁体同样也是成立的。温度较高时混凝土梁体发生膨胀也就是伸长，这种状态下安装伸缩缝就要考

虑预留足够的闭口量以抵消温度降低时给混凝土梁体带来的缩短量。同样在温度

较低时安装伸缩缝也要考虑预留足够的开口量抵消温度升高时梁体发生的伸长量。因此，温度成为了伸缩缝安装宽度主要的影响因素。

温度上升引起的梁体伸长量Δl＋t＝α×l×(Tmax－Tset,l)；

温度下降引起的梁体缩短量Δl－t＝α×l×(Tset,u－Tmin)；

式中Tmax、Tmin ——当地高、低有效气温值，按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60)用；

Tset,u、Tset,l ——预设的安装温度范围的上限值和下限值；

l ——计算一个伸缩装置伸缩量所采用的梁体长度，视桥梁长度分段及支座布

置情况而定；

α——梁体材料线膨胀系数，混凝土梁采用α＝10×10-6，钢梁采用α＝12×10-6。

1.2 由混凝土收缩引起的梁体缩短量

混凝土梁体的收缩是由混凝土本身的原因造成的，它受水泥的品种、水灰比、骨料、外加剂、养护条件等因素影响。一般情况下，28天以后混凝土收缩量随着

时间而急剧下降。但在混凝土梁体收缩计算中，梁体的张拉是收缩的主要影响因素。因此，混凝土梁体的收缩受时间和张拉两方面的共同制约。由于市政工期短，桥梁张拉往往在混凝土浇筑7天后基本完成，所以由于混凝土收缩发生的缩短量

也是不可忽视的。

混凝土梁体收缩计算：Δl－s ＝εcs(tu，t0)×l

式中εcs(tu，t0)——伸缩装置安装完成时梁体混凝土龄期 t0至收缩终了时混

凝土龄期 tu之间的混凝土收缩应变，可参考附表1。

1.3 由混凝土徐变引起的梁体缩短量

对于一般建筑物，徐变在一个月后完成50%左右，2年左右基本完成徐变。

在计算混凝土徐变的公式中加载齡期是主要影响因素，因此，混凝土梁体的收缩受时间和加载齡期两方面的共同制约。同样由于市政工期短一般在混凝土浇筑28天后梁体开始加载，所以混凝土的徐变同样是缩短量中很大的一部分。

混凝土梁体徐变计算：

式中σpc ——由预应力(扣除相应阶段预应力损失)引起的截面重心处的法向压应力，当计算的梁为简支梁时，可取跨中截面与 1/4 跨径截面的平均值；当梁体为连续梁或连续刚构时，可取若干有代表性截面的平均值；

Ec——梁体混凝土弹性模量；

(tu,t0)——伸缩装置安装完成时梁体混凝土龄期 t0至徐变终了时混凝土龄期tu之间的混凝土徐变系数。

1.4由制动力引起的橡胶支座变形而导致的伸缩量

开口量Δl－b或闭口量Δl＋b，其值可按Δl－b或Δl＋b＝Fkte/GeAg计算，式中Fk——分配给支座的汽车制动力标准值；

te——支座橡胶层总厚度；

Ge——支座橡胶剪变模量；

Ag——支座平面毛面积。

1. 5 按照梁体的伸缩量计算伸缩缝的开口量和闭口量

1) 伸缩装置在安装后的闭口量 C＋

C＋＝β(Δl＋t＋Δl＋b)

2) 伸缩装置在安装后的开口量 C－

C－＝β(Δl－t＋Δl－s＋Δl－c＋Δl－b)

2.应用计算

以尖草坪立交桥改建工程涧河路高架桥第一联为依托，预应力混凝土现浇箱梁，三跨共计90米。主要计算伸缩缝的安装开口量与闭口量。

2.1温度变化引起的伸缩量

温度上升引起的梁体伸长量Δl＋t ＝α×l×(Tmax－Tset,l)；

温度下降引起的梁体缩短量Δl－t ＝α×l×(Tset,u－Tmin)；

其中，α＝10×10-6；l=90m；根据《JTG D60-2015 公路桥涵设计通用规范》4.3.12可知Tmax=34℃，Tmin=-10℃；Tset,l=10℃，Tset,u=22℃。Δl＋t=10×10-

6*90*（34-10）=0.0216m；Δl－t=10×10-6*90*（22+10）=28.8mm。

2.2由混凝土收缩引起的梁体缩短量

Δl－s ＝εcs(tu，t0) ×l

其中，εcs(tu，t0)取值：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2012）6.2.7，理论厚度369mm，40% ≤ RH < 70%取55%，传力锚固齡期7天，εcs(tu，t0)=0.35×10-3；l=90m。Δl－s =0.35×10-3*90=32mm。

2.3由混凝土徐变引起的梁体缩短量

其中，σpc取6.17MPa；根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）4.1.3得知Ec=3.45 ×104；φ(tu，t0)取值：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2012）6.2.7，理论厚度369mm，40% ≤ RH < 70%取55%，加载齡期28天，φ(tu，t0)=2.0；l=90m。Δl－c=6.17/（3.45 ×104）

*2.0*90=52mm。

2.4由制动力引起的板式橡胶支座剪切变形而导致的伸缩量

Δl－b或Δl＋b＝Fkte/GeAg