简析桥梁伸缩缝的分类及功能

陈彦田

(黑龙江省收费公路管理局牡丹江管理处)

1 桥梁伸缩缝应满足下列要求

(1)能够满足桥梁自由伸缩的要求，保证有足够的伸缩量。

(2)伸缩装置牢固可靠，与桥梁结构连为整休，抗冲击，经久耐用。

(3)桥面平坦，行驶性良好，车辆驶过时应平顺，无突跳和噪声。

(4)具有能够安全防水和排水的构造，有效防止雨水渗入。

(5)能有效防止垃圾渗入阻塞。对于敞露式的伸缩缝要便于检查和清除缝下沟槽的污物。

(6)构造简单，施工、安装方便，且养护、修理与更换方便。

(7)经济价廉。

2 伸缩缝类型的选择

伸缩缝类型的选择主要依据伸缩缝所需要的变形量的大小来选择。计算变形量时，主要考虑以安装伸缩缝时的温度为基准，将温度变化引起的伸长量和缩短量，以及混凝土徐变和干燥收缩引起的收缩量作为基本的伸缩量。对于其他因素，如制造与安装误差等，一般作为安全富裕量来考虑，其通常可按计算变形量的30％估算。其总的变形量为上述变量之和。

3 伸缩缝的类型

(1)U形锌铁皮式伸缩缝:此种伸缩缝是一种简易的伸缩装置。一般用于中、小跨径的桥梁，所能适应的变形量在20～40mm以内。这种仲缩缝以U形锌铁皮作为跨缝材料，锌铁皮分上、下两层，上层的弯曲部分开凿梅花眼，其上设置石棉纤维垫绳，然后用沥青胶填塞，这样，当桥面伸缩时，锌铁皮可随之变形;下层锌铁皮可以将渗下的雨水沿桥横向排出桥外。采用相应的措施，该种伸缩缝还可以很好地配合桥面的连续。人行道部分的伸缩缝构造，通常用一层U形锌铁皮跨搭，其上再填充沥青膏即可。

(2)TST碎石弹性伸缩缝:TST碎石弹性伸缩缝适用于伸缩量不超过50mm的中、小跨径桥梁，在现场将特制的弹塑性复合材料TST加热熔融后，灌入经过清洗加热的碎石中，即形成了TST碎石弹性伸缩缝。碎石用以支撑车辆荷载，TST弹塑性体在-25至+60℃条件下能够满足伸缩量的要求。TST碎石弹性伸缩缝构造简单，施工方便快捷，易于维修和更换，通常施工完成后2～3h即可开放交通。由于TST碎石弹塑性体与前后桥面或路面铺装形成连续体，因而桥面平整元缝隙，行车时不致产生冲击、振动等，舒适性较好，其本身的防水性也较好。TST碎石弹性体可以在各个方向发生变形，因此这种弹性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，也可用于人行道伸缩缝。鉴于以上忧点，TST碎石弹性体伸缩缝具有良好的应用前景。但由于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。

(3)钢板式伸缩缝:钢板式伸缩缝是用钢材作为跨缝材料，能直接承受车轮荷载的一种构造。过去，这种伸缩装置多用于钢桥，现在也用于混凝土桥梁。钢板式伸缩缝的种类繁多，构造复杂，能够适应较大范围的梁端变形。

(4)橡胶伸缩缝:橡胶伸缩缝采用各种断面形状的橡胶带(或板)作为嵌缝材料。由于橡胶(一般为氯丁橡胶)既富有弹性，又易于胶贴，并且能满足变形要求和具备防水功能，施工及养护维修也很方便。目前，在国内外桥梁工程中得到广泛的应用。

橡胶伸缩缝根据橡胶带(或板)传力和变形机理的不同可分为嵌固对接式和剪切式两类。

嵌固对接式以橡胶带的拉压变形来吸收梁体的变形。橡胶带的断面有3节形、2孔条形、3孔条形、M形、W形和倒U形等多种形式。通常将梁架好后，在梁端焊上角钢，涂上胶后，再将橡胶嵌条强行嵌入，或者用不同形状的钢构件将不同形状的橡胶条嵌牢固定即可。

板式橡胶伸缩缝是利用橡胶伸缩体上下凹槽之间的剪切变形来适应梁体结构的相对位移，因此也称为剪切式橡胶伸缩缝。板内埋设承重钢板跨越梁端间隙，承受车辆荷载。橡胶板两侧预埋两块锚固钢板，并设有预留螺栓孔，通过螺栓与梁端连成整体。板式橡胶伸缩缝是一种刚柔结合的装置，具有一定的竖向刚度，跨越间隙的能力大(变形范围可达30～300mm)，连接牢固可靠，行车平稳舒适，并具有良好的吸振作用。结合各地的实际情况，我国己经生产出各种形式的板式橡胶伸缩装置，并投放到国内桥梁工程的应用中。

(5)组合式伸缩装置:组合伸缩缝(或模数式伸缩缝)是采用橡胶与钢板或型钢组合而成的，能够适应更大的变形量。特大桥和大桥应采用这种伸缩缝。组合伸缩缝有多种形式，构造也较复杂。这类伸缩装置，其构造的共同点在于均是由V形截面或其他截面形状的橡胶密封条(带)，嵌接于异形边钢梁和中钢梁内组成可伸缩的密封条。异形钢梁直接承受车辆荷载，其高度应根据计算确定，但不应小于70mm，并应具有强力的锚固系统。根据伸缩量的需要，可随意增加中钢梁和密封橡胶条的数量，加工组成各种伸缩量的系列产品。

总之，桥梁运营的实践经验表明，桥面上的仲缩缝在使用中很容易破坏，因此对于多跨简支梁桥，为了提高行车的舒适性，减轻桥梁的养护工作和延长桥梁的使用寿命，桥面应尽量连续，使得多孔简支梁桥在竖直荷载作用下为简支体系，水平力作用下具有一定连续功能的结构。桥面连续构造的做法较多，如一种刚性桥面铺装层相连的做法，它是将两梁端用Ф22钢筋搭焊，其上铺设薄钢板，借以承托现浇筑的桥面混凝土，在支点区还加设桥面钢筋网，并在其顶面设一条假缝，内嵌木条。

采用桥面连续构造时，连续部分桥面易于开裂。为改善桥梁结构受力状态，可以采用简支-连续构造，使多跨简支梁在一期恒载作用下处于简支体系受力，然后将相邻两梁端做完全固结处理，在二期恒载和活载作用下处于连续体系受力，避免了简易桥面连续易开裂的缺点，并使结构很好地呈现出连续梁桥的特性，适合地基良好的场合。在施工时、通车使用时都必须认真履行各部职责，后期的养护工作也应及时，这样才能够保证此部位的使用寿命，进而保证整个结构物的使用功能。