降噪减震伸缩装置的应用研究

李俊兰

上海浦东发展（集团）有限公司 上海 200127

一般情况下，在动静态荷载、温度变化、线路纵坡等因素的共同作用下，桥面会发生沿平行和垂直于桥梁轴线方向的变形，因此为了适应变形，须在2跨（或2联）梁端、梁端与桥台之间设置伸缩装置。然而，随着城市交通流量与密度的快速增长，伸缩装置的性能与寿命被迫加速衰减，不但严重影响了行车的舒适性和安全性，而且还容易损坏连接部位结构[1]，从而增加养护和维修的成本。本文在讨论目前主要的4种形式（异形钢单缝式、模数式、梳齿板式、无缝式）的伸缩装置的基础上，以上海市重大建设项目——济阳路（卢浦大桥—闵行区界）快速化改建工程1标段高架为研究载体，简要分析了这4种伸缩装置的施工及应用效果，以期为城市高架桥面伸缩装置应用提供参考。

1 伸缩装置特点分析

按结构分类，伸缩装置主要包括异形钢单缝式、模数式、梳齿板式和无缝式这4种，且各自存在设计、施工、性能、经济和推广应用等方面的不足。

1.1 异形钢单缝式伸缩装置

异形钢单缝式伸缩装置（图1）由单缝钢和橡胶密封带组成，伸缩量不超过80 mm，主要应用于中小桥桥面，虽然使用量大、成本低、易施工，但存在车辆通过时轮胎冲击型钢的噪声大、抗疲劳性较差、耐候性差等缺点[2]，且缝隙处易堆积各种杂物。

图1 异形钢单缝式伸缩装置

1.2 模数式伸缩装置

模数式伸缩装置（图2）是一种伸缩量可高达160 mm以上的伸缩体，其应用较为广泛，使用量较大，但相比异形钢单缝式伸缩装置，应用成本偏高，而且伸缩装置锚固区容易发生混凝土开裂破损、松散等情况[3]，以及存在车辆通过时轮胎冲击型钢的噪声大等问题。

1.3 梳齿板式伸缩装置

梳齿板式伸缩装置主要由一对相互咬合梳形齿板（悬臂、固定或活动）、导水装置和不锈钢板组成（图3）。该类伸缩体伸缩量不小于60 mm，最大伸缩量可以超过1 000 mm，一般应用于伸缩量不超过300 mm的桥梁工程。

图3 梳齿板式伸缩装置

该类伸缩装置造价比较低、防滑、维修方便，但容易发生梳齿钢板螺帽过早松动、损坏更换后连接强度降幅较大、安装高差平整度不易控制导致跳车、两侧混凝土带开裂、轮胎对钢板的冲击噪声较大等问题[4]。此外，各类杂物易汇集于梳齿间的缝隙处。

图2 模数式伸缩装置

1.4 无缝式伸缩装置

无缝式伸缩装置又称橡胶式伸缩装置（图4），由弹性伸缩体和隔离膜组成，伸缩范围在20～100 mm之间，具有易维修、防水防尘效果好、噪声低等优点，但该类伸缩装置不仅工程造价成本相对较高、应用量偏少，而且受到温度变化影响大。橡胶板受到拉伸和压缩后会导致与路面的平整度下降，受车轮冲击后易出现损坏、螺栓松动、可靠性下降等问题。

图4 无缝式伸缩装置

2 新型降噪减震伸缩装置与工程概况

综上所述，目前几种常规类型的伸缩装置均存在一定的不足。因此，在济阳路快速化改建工程1标段项目中，设计单位联合几家单位合作开发并研制出了一种新型降噪减震伸缩装置，并在济阳路快速化改建工程1标段总承包课题组的支持下，进一步开展了其工程应用研究。

2.1 新型降噪减震伸缩装置特点

该新型降噪减震伸缩装置（图5）综合吸收了目前几种常规伸缩装置各自的优点：

图5 新型降噪减震伸缩装置

1）橡胶伸缩体与边钢梁热硫化形成本体，省去伸缩体与钢构件的固定螺栓，避免伸缩装置松动、脱落，保障行车安全。

2）采用波形伸缩槽与高耐磨橡胶曲线轮胎型花纹，使汽车轮胎着地面与波形伸缩槽沿口呈斜交接触，不但能充分减弱轮胎冲击伸缩槽时产生的噪声，而且在伸缩量最大时，伸缩槽也能变位均匀以及保持伸缩装置平整。

3）设置高阻尼橡胶支座。设置于伸缩体支承钢板下的高阻尼减震橡胶支座，可以增加结构阻尼和吸能效果，有效吸收车辆轮胎的冲击动能，同时又减小了震动和噪声。

4）节段拼接处采用自硫性橡胶胶黏剂固定，节段长1.2 m，两节段卡槽连接固定，中间加注自硫性橡胶胶黏剂固定，防水性能良好。

2.2 工程概况

作为上海市骨干道路网“一横三环＋十字九射”快速路系统中的重要组成部分，济阳路（卢浦大桥—闵行区界）快速化改建工程与南北高架、延安路高架共同构成了上海市中心城区“十字”交通骨架。济阳路（卢浦大桥—闵行区界）快速化改建工程1标段（图6），北起卢浦大桥引桥，南至中环线（图6中红色框范围），全长3 885.193 m。道路断面形式为“主线高架＋地面辅路”，主线统一采用双向6车道，地面辅道主干路路段采用双向6快2慢。

图6 济阳路快速化改建工程1标段平面示意

2.3 新型降噪减震伸缩装置应用区域

由于新型降噪减震伸缩装置具有优异的整体性和减震等性能，课题组选择本项目中特殊的桥面衔接区域开展该伸缩装置的应用研究。

主线高架墩柱47#和50#处位置特殊（图7），是连续钢-混组合板梁与连续钢结构箱梁的衔接位置，其中47#～50#连续钢结构箱梁（66.5 m＋80 m＋66.5 m）跨越川杨河。课题组选择这2个位置区域应用4组新型降噪减震伸缩装置（东幅与西幅高架各应用2组）。

图7 主线高架立面布置示意

3 应用及效果

3.1 JJZ-200降噪减震伸缩装置技术参数

试验的4组降噪减震伸缩装置型号为JJZ-200，其顺桥向的伸长量和压缩量分别为110 mm和90 mm，且相比常规伸缩装置，噪声降低量超过8 dB，规格参数如表1所示。

表1 JJZ-200规格参数

3.2 安装应用过程

JJZ-200伸缩装置的施工工艺流程为：桥面板铺装（济阳路主线高架采用OGFC-13铺筑）→切缝→缝槽表面清理→构件安装→固定构件位置及标高→高强度耐磨波形橡胶伸缩体节段拼接→安装过渡板等。

3.3 应用效果

在完成伸缩装置安装后，自济阳路快速化改建工程主线高架通车至今已超过3个月，课题组一方面多次驾车体验通过该伸缩装置的感受，驾驶不同车型汽车（小轿车、SUV、MPV）均未感受到明显的震动；另一方面多次对比监测该工程桥面的沥青路面、异形钢单缝式伸缩装置、梳齿板式伸缩装置和JJZ-200伸缩装置的噪声值（东、西幅各测5次，取平均值）。试验数据显示，相比梳齿板式伸缩装置，车辆通过该类伸缩装置的噪声值降低量超过10 dB，且不同行车速度条件下的噪声值均接近济阳路主线高架排水性沥青路面噪声值（排水性沥青路面OGFC-13比常规沥青路面行车噪声低）。

4 结语

新型降噪减震伸缩装置在济阳路快速化改建工程应用研究的结果表明，相比其他形式的伸缩装置，该装置降噪减震效果好，因而就性能与应用效果而言，该类伸缩装置的推广与应用技术优势突出。

然而，可能与该类产品尚处于初期推广应用阶段有关，应用成本仍比较高，后续需要通过大规模应用与技术产品优化，降低成本，提高市场竞争力。