桥梁伸缩缝的计算

影响伸缩装置伸缩量的基本因素
1.温度变化
温度变化是影响桥梁伸缩量的主要因素，它分为线性温度变化和非线性温度变化，其中线性温度变化对桥梁伸缩量影响占据主导地位。桥梁结构在外界特定温度环境，梁体内部温度分布不均匀，梁体端部在材料热性能的变化下产生角变位。对跨径小的桥梁（L≤8m），线膨胀系数很小，可不予考虑；对大跨径桥梁，设计时必须引起足够重视。一般设计时线膨胀系数可按下表数据参考选用：

温度变化范围及线膨胀系数
桥梁种类 温度变化范围 线膨胀系数
一般地区 寒冷地区
钢筋混凝土桥 5℃~+35℃ -15℃~+35℃ 10×10-6
钢桥 -10℃~+40℃ -20℃~+40℃ 12×10-6
组合钢桥 -10℃~+50℃ -20℃~+40℃ 12×10-6
2.混凝土的收缩和徐变
混凝土的收缩、徐变是混凝土构件本身所固有的属性，也是一种随机现象。混凝土的配合比、水灰比、塌落度、水泥品种、温度、相对湿度、混凝土的加载龄期、持荷时间和强度等对混凝土收缩、徐变影响很大。钢筋混凝土桥和预应力混凝土桥均需考虑其收缩和徐变。徐变量按梁在预应力作用下弹性变形乘以徐变系数ф=2求得；收缩量以温度下降20℃来换算。在安装伸缩逢时，收缩和徐变已经发展到一定程度，计算时应以安装时刻为基准，对混凝土收缩和徐变量加以折减。其折减系数β可参考下表选取：

收缩、徐变折减系数
龄期（月） 0.25 0.5 1 3 6 12 24
收缩、徐变折减系数β 0.8 0.7 0.6 0.4 0.3 0.2 0.1
3.桥梁纵向坡度
纵坡桥梁中活动支座通常作成水平的，当支座位移时，伸缩缝不仅发生水平变位，而且发生垂直错位（Δd），其值等于水平位移值乘以纵坡tgθ。
4.斜桥、弯桥的变位
斜桥、弯桥在发生支承位移方向的变位（ΔL）时，沿桥端线和垂直于桥端线方向也发生变位，即：
Δd=ΔL·SINα ΔS=ΔL·COSα
式中，α ----倾斜角，ΔL ----伸缩量
5.各种荷载引起的桥梁饶度
桥梁在活载、恒载的作用下，端部发生角变位，使伸缩装置产生垂直、水平及角变位，如果梁体比较高，还会发生震动。
6.地震
地震对伸缩装置变位的影响较为复杂，目前还难以把握，设计时一般不予考虑，但有可靠的资料，能计算出地震对桥梁墩台的下沉、回转、水平移动及倾斜量时，设计时应给予考虑。

桥梁伸缩量的计算
1.温度变化引起的伸缩量
计算公式：ΔLt=（Tmax-Tmin）·α·L
ΔLt+=(Tmax-Tset)·α·L
ΔLt-=(Tset-Tmin)·α·L
式中：ΔLt-----温度变化的伸缩量；
ΔLt+ ---

--温度变化的伸长量；
ΔLt- -----温度变化的缩短量；
Tmax ------设计最高温度；
Tmin ------设计最低温度；
Tset ------安装温度；
α --------线膨胀系数；
L --------伸缩梁长度。
2.混凝土徐变及收缩引起的伸缩量
徐变引起的伸缩量公式：ΔLc=(бp/Ec) ·Ф·β·L
收缩引起的伸缩量公式：ΔLs=20×10-5 ·L·β
式中：ΔLc -----混凝土徐变的伸缩量；
ΔLs -----混凝土收缩引起的伸缩量；
σp -----预应力混凝土的平均轴应力；
Ec -----混凝土的弹性模量；
φ -----混凝土的徐变系数；
β -----混凝土收缩、徐变折减系数。

简例
某预应力混凝土梁桥，梁长40m；温度变化范围-4。C ~
+42。C；线膨胀系数α=10×10-6；收缩应变ε=20×10-5；徐变系数φ=2.0；收缩、徐变折减系数β=0.6；预应力混凝土的平均轴向应力σp=80kg/cm2；混凝土弹性模量Ec=3.4×105kg/cm2安装温度20οC。

伸缩量计算：
1、温度变化：
ΔLt=（Tmax-Tmin）·α·L
=46×(10×10-6)×40000
=18.4mm
ΔLt+=(Tmax-Tset)·α·L
=22×(10×10-6)×40000
=8.8mm
ΔLt-=(Tset-Tmin)·α·L
=24×(10×10-6)×40000
=9.6mm
2、徐变：
ΔLc=(бp/Ec) ·Ф·β·L
=(80/340000) ×2×0.6×40000
=11.3mm
3、收缩：
ΔLs=20×10-5 ·L·β
=20×10-5×40000×0.6
=4.8mm
故 伸缩量ΔL=18.4+11.3+4.8=34.5mm
梁伸长量=8.8mm
梁的缩短量=9.6+4.8+11.3=25.7mm，可视为初始压缩量为25.4mm。
值得注意的是，在选用伸缩装置时，对伸缩量一般须考虑一定的安全储备（30%左右），保证伸缩装置使用效果和耐久性，此例初始压缩量可取34mm。