探讨无伸缩缝桥梁的设计与应用(2)

(1)无伸缩缝结构

无伸缩缝桥梁是将上部梁体结构与下部结构结合成一整体的单跨或多跨桥梁。无伸缩缝结构是无伸缩缝桥梁的最主要特征。

(2)结构设计简单

无伸缩缝连续梁桥中,单排桩支撑的桥梁墩台与上部结构固结,或自支撑的墩柱通过滑动支座与上部结构分离。这些桥梁都可以简化为有一个水平杆和多个竖向杆的刚架,大大方便了桥梁的整体分析和设计。

(3)施工建造速度快

整体式桥台使用单排桩,桩较少,同时可以不用背墙结构。由于取消了支座和伸缩缝,不仅这些附属设施的安装、调试的工期和造价都会大大减少;而且与之相关的一些设施诸如支座垫石、盖梁的设计和施工都会大大简化。

(4)更大的边中跨比范围

整体式桥台可以更好地抵抗负支反力,整体式桥台可以充当平衡重(配重)。因此,对于连续梁桥,可以采用更小的边中跨比却不用设置昂贵的拉力支座。

(5)增加超静定性和抵抗灾难的能力

无伸缩缝桥梁增加了桥梁超静定约束和抵抗各种灾难事件的能力。伸缩缝是整个桥梁坍塌的潜在原因,由于墩台和梁固结,无伸缩缝桥梁大大减少了地震中的落梁现象发生的可能性,而落梁恰恰是地震中桥梁损坏的主要原因。对于多震区,无伸缩缝桥梁是一种更可取的设计方案。

(6)运营费用低

平顺的无伸缩缝结构可以改善车辆行驶的舒适性、减小车辆的冲击应力水平。同时大大降低桥梁的后期维护费用。

4、无伸缩缝桥梁的设计特点和难点

无伸缩缝桥梁由于取消支座、伸缩缝,将上部梁体结构与下部结构固结在一起,所以温度的影响和桥梁伸缩变形的处理是无伸缩缝桥梁设计主要的难点。经过美国各州公路和运输工作者协会多年的观察,温度对无伸缩装置桥梁的影响可能没有计算值那么大,但是温度对钢桥的影响要比混凝土桥梁大的多,其对无伸缩缝桥梁的影响在定量上分析还有待于进一步研究。

无伸缩缝桥梁伸缩变形的处理,主要通过其桥台、桥墩的柔性变形来适应。特别是整体式桥台,这是我们关注的重点。在无伸缩缝桥梁设计时应注意以下方面：

①首先为减小温度变形的影响,应限制桥梁的长度,其斜交角不应大于30°。

②整体式桥台适应于路堤,桩接盖梁式桥台,使用单排柔性桩,为提供柔性,桩长不应小于6m,对于地质好的山区,要给桩留下足够的变形空间。对于钢桩应调整H型弱轴方向,使之与运动方向一致。

③桥台尽量少的深入路堤,在满足内力的要求下,尽可能降低桥台高度,利用挡土墙来缩短翼墙的长度,在台后设置搭板,以减少车辆对台后填土的积压,降低被动土压力。

④为了减小台后填料的沉降同时适应膨胀和收缩,台后填料应采用透水性较好、松散的回填料,与桥台同步分层填充并且夯实。

⑤整体桥梁宜采用对称结构以减小作用于桩柱上的潜在纵向力,并且平衡桥台上的压力。

5、结论

回顾了国内外无伸缩装置桥梁的发展情况,介绍了无伸缩装置桥梁的结构特点,并对无伸缩装置桥梁的设计情况做了一些简单的探讨。

参考文献

1、《无伸缩缝桥梁的研究与实践》彭大文林志平《公路》2006年第8期

2、《无伸缩缝桥梁的发展综述》彭大文洪锦祥陈晓

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