公路桥梁伸缩缝装置设计指南

JTQX 中国交通企业管理协会技术文件

JTQX-2011-12-1

公路桥梁伸缩装置

设计指南

2011-01-26公布 2011-01-26实施

中国交通企业管理协会公布

公路桥梁伸缩装置设计指南

为使公路桥梁伸缩装置的设计符合技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理的要求，为弥补公路桥梁伸缩装置无设计规范，中国交通企业管理协会路桥配套产品工作委员会专家委员会组织本行业的技术人员制订了本指南。

本指南适用于公路桥梁一般伸缩装置的设计，不适用于弹塑体伸缩装置、聚合物混凝土伸缩装置、减震伸缩装置的减震设计，也不适用于橡胶伸缩装置的设计。

1 伸缩装置的寿命

符合现行公路桥涵设计规范车辆荷载的伸缩装置，其钢构件的寿命为四十年，橡胶及高分子材料件的寿命为十五年。

2 设计采用的荷载

2.1静力荷载

2.1.1竖向力静力荷载

竖向力静力荷载为JTG D60-2004 《公路桥涵设计通用规范》4.3.所规定的车辆荷载后轴重力标准值140KN和（1+μ）的乘积值，其中冲击系数μ=0.45。

2.1.2双向力静力荷载

竖向力静力荷载为JTG D60-2004 4.3.所规定的车辆荷载后轴重力标准值140KN,水平力静力荷载为车辆荷载后轴重力产生的制动力42KN，制动力的着力点在伸缩装置顶面上。

2.2 疲劳荷载

2.2.1竖向力疲劳荷载

竖向力疲劳荷载为JTG D60-2004 4.3所规定的车辆荷载后轴重力标准值140KN和(1+μ)的乘积值。其中冲击系数μ=0.45。

2.2.2双向力疲劳荷载

双向力疲劳荷载为JTG D60-2004 4.3所规定的车辆荷载后轴重力标准值及冲击力140KN×1.45=203KN，以1/3的斜率作用在伸缩装置上，所产生的竖向力疲劳荷载为140KN ×1.45×cos(arctg1/3)=192.58KN, 所产生的水平力疲劳荷载为140KN×1.45×sin(arctg1/3)=64.19KN

2.3 荷载布置

2.3.1 伸缩装置上纵桥向荷载布置为车辆荷载的单后轴或双后轴，见JTG D60-2004图4.3.1-2；横桥向荷载布置为一辆或二辆车辆荷载后轴的二个轮重，见JTG D60-2004图4.3.1-3；荷载在横桥向及纵桥向均应布设在对所考虑的细部产生最大应力或挠度的位置上。

2.3.2静力荷载施加在伸缩装置伸缩量最大时的状态。对于模数式伸缩装置，车辆荷载后轴的轮重施加在一根中梁上。对于其他伸缩装置，车辆荷载后轴的轮重施加在二根边梁（或梳齿板、波形板）上。

2.3.3 疲劳荷载施加在伸缩装置伸缩量中值时的状态，按轮重着地长度所作用在异型钢的梁顶宽度进行荷载分配。

3 设计容许应力

3.1 钢材容许应力按JTJ 025-86《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》表1.2.5采用。但要根据构件的厚度选择相应钢材厚度的屈服强度进行调整，并取5的倍整数。

3.2 普通钢筋的抗拉容许应力：一级钢筋[σ]=140 Mpa,二级钢筋[σ]=200 Mpa。

3.3 承受拉力焊缝的容许应力与基本钢材的容许应力相同。承受剪力焊缝的容许应力与基本钢材的容许剪应力相同。二种不同强度钢材的焊接，取强度低的为基本钢材。

3.4 承受斜弯曲的构件，其容许应力增大系数C＝1+0.3(σ

w1／σ

w2

)≤1.15。

式中σ

w1,σ

w2

--为验算截面上由于作用在两相互垂直平面的弯矩所产生的较小和较大的应力。

3.5各种钢构件或连接的疲劳容许应力按JTJ 025-86表1.2.17-2和表1.2.17-4规定计算。

3.6承压支承的容许压应力[σ]≤15.0Mpa；在承压应力计算中，只考虑支承中加劲钢板的有效支承面积。

3.7压缩控制弹簧静力荷载的容许压应力[σ]≤3.0Mpa，容许应变[ε]=60%。

3.8剪切控制弹簧静力荷载的容许剪应力[τ]≤1.5Mpa，容许应变[ε]=80%。

3.9 压紧支承静力荷载的容许压应力[σ]≤3.0Mpa，容许应变[ε]=15%；疲劳荷载的容许压应力[σ]≤1.0Mpa，容许应变[ε]=5%。

4 设计容许挠度

4.1 中梁、边梁、波形板跨中最大挠度不得大于（1/600）×L（L-计算跨径）。

4.2 横梁跨中最大挠度不得大于（1/600）×L（L-计算跨径）。

4.3 梳齿板端的最大挠度不得大于（1/300）×L

1（L

1

-悬臂长度）。

注：挠度计算中钢材的弹性模量E＝2.1×105Mpa。

5 设计方法

5.1 按JTJ 025-86的规定采用容许应力设计，并验算伸缩装置及其构件的疲劳强度。

5.2 模数式伸缩装置中关键零部件如：位移控制弹簧、压紧弹簧等的设计除通过结构计算外，尚须进行静动载试验验证。

5.3 伸缩装置承重结构疲劳试验的加载频率不应大于5Hz，疲劳次数不应小于2×106次。

6 伸缩装置在桥梁中的布置

6.1 伸缩装置的布置应根据桥梁的总体布置和几何构造：纵坡、横坡、平面曲率、支座布置、三向位移的方向和量值确定。

6.2 桥梁伸缩缝处的纵向水平位移小于5mm，垂直位移小于0.5mm时，无需安装伸缩装置，可在接缝中设置弹性的和防水的密封材料。

6.3 弯桥伸缩装置应设置在曲率半径上，其沿桥梁轴线两侧不同点处的伸缩量应考虑平面曲率半径所引起的增大或减小量。对于模数式伸缩装置，在行车道外缘处的两中梁或中、边梁之间的最大宽度不得大于80mm。

6.4 桥梁凹形竖曲线的低点处，不应设置伸缩装置。

7 材料

7.1 位于TJG D60-2004附录B中的温热和寒冷地区伸缩装置，累年日最低气温平均值在Ts≥-18℃，承重结构的钢材和异型钢材应符合GB/T 700《碳素结构钢》和GB/T 1591《低合金高强度结构钢》中Q235 B 和Q345 B级质量要求。位于严寒地区的伸缩装置，其承重结构的钢材和异型钢材按照所在地区累年日最低气温平均值Ts，为-19℃≤Ts≤-34℃或-35℃≤Ts≤-51℃时,选用GB/T 700和GB/T 1591中Q235和Q345的相应C或D质量等