橋梁伸縮裝置設(shè)計指南伸縮裝置的壽命

符合現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計規(guī)范車輛荷載的伸縮裝置，其鋼構(gòu)件的壽命為四十年，橡膠及高分子材料件的壽命為十五年。

為使公路橋梁伸縮裝置的設(shè)計符合技術(shù)先進、安全可靠、耐久適用、經(jīng)濟合理的要求，為彌補公路橋梁伸縮裝置無設(shè)計規(guī)范，中國交通企業(yè)管理協(xié)會路橋配套產(chǎn)品工作委員會專家委員會組織本行業(yè)的技術(shù)人員制訂了本指南。

5.1 按JTJ 025-86的規(guī)定采用容許應力設(shè)計，并驗算伸縮裝置及其構(gòu)件的疲勞強度。

5.2 模數(shù)式伸縮裝置中關(guān)鍵零部件如：位移控制彈簧、壓緊彈簧等的設(shè)計除通過結(jié)構(gòu)計算外，尚須進行靜動載試驗驗證。

5.3 伸縮裝置承重結(jié)構(gòu)疲勞試驗的加載頻率不應大于5Hz，疲勞次數(shù)不應小于2×10次。

4.1 中梁、邊梁、波形板跨中最大撓度不得大于（1/600）×L（L-計算跨徑）。

4.2 橫梁跨中最大撓度不得大于（1/600）×L（L-計算跨徑）。

4.3 梳齒板端的最大撓度不得大于（1/300）×L1（L1-懸臂長度）。

注：撓度計算中鋼材的彈性模量E=2.1×10Mpa。

3.1 鋼材容許應力按JTJ 025-86《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》表1.2.5采用。但要根據(jù)構(gòu)件的厚度選擇相應鋼材厚度的屈服強度進行調(diào)整，并取5的倍整數(shù)。

3.2 普通鋼筋的抗拉容許應力：一級鋼筋[σ]=140 Mpa,二級鋼筋[σ]=200 Mpa。

3.3 承受拉力焊縫的容許應力與基本鋼材的容許應力相同。承受剪力焊縫的容許應力與基本鋼材的容許剪應力相同。二種不同強度鋼材的焊接，取強度低的為基本鋼材。

3.4 承受斜彎曲的構(gòu)件，其容許應力增大系數(shù)C=1 0.3(σw1/σw2)≤1.15。

式中σw1,σw2 --為驗算截面上由于作用在兩相互垂直平面的彎矩所產(chǎn)生的較小和較大的應力。

3.5各種鋼構(gòu)件或連接的疲勞容許應力按JTJ 025-86表1.2.17-2和表1.2.17-4規(guī)定計算。

3.6承壓支承的容許壓應力[σ]≤15.0Mpa；在承壓應力計算中，只考慮支承中加勁鋼板的有效支承面積。

3.7壓縮控制彈簧靜力荷載的容許壓應力[σ]≤3.0Mpa，容許應變[ε]=60%。

3.8剪切控制彈簧靜力荷載的容許剪應力[τ]≤1.5Mpa，容許應變[ε]=80%。

3.9 壓緊支承靜力荷載的容許壓應力[σ]≤3.0Mpa，容許應變[ε]=15%；疲勞荷載的容許壓應力[σ]≤1.0Mpa，容許應變[ε]=5%。

7.1 位于TJG D60-2004附錄B中的溫熱和寒冷地區(qū)伸縮裝置，累年日最低氣溫平均值在Ts≥-18℃，承重結(jié)構(gòu)的鋼材和異型鋼材應符合GB/T 700《碳素結(jié)構(gòu)鋼》和GB/T 1591《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》中Q235 B 和Q345 B級質(zhì)量要求。位于嚴寒地區(qū)的伸縮裝置，其承重結(jié)構(gòu)的鋼材和異型鋼材按照所在地區(qū)累年日最低氣溫平均值Ts，為-19℃≤Ts≤-34℃或-35℃≤Ts≤-51℃時,選用GB/T 700和GB/T 1591中Q235和Q345的相應C或D質(zhì)量等級鋼材。

7.2 受海水和侵蝕性物質(zhì)影響(JTG D62 表1.0.7所列的Ⅲ類和Ⅳ類環(huán)境類別)環(huán)境中,伸縮裝置的鋼材應采用強度級別相同的低碳耐腐蝕鋼，并符合GB/T 4172《耐侯結(jié)構(gòu)鋼》的規(guī)定。

7.3 承壓支承的橡膠的物理機械性能應符合下表一中的要求。

承壓支承的橡膠的物理機械性能 表一

7.4壓緊支承的橡膠的物理機械性能應符合下表二中的要求。

壓緊支承橡膠的物理機械性能 表二

7.5密封橡膠帶的橡膠的物理機械性能應符合下表三中的要求。

密封橡膠帶物理機械性能 表三

7.6 壓縮控制彈簧采用發(fā)泡聚氨脂, 物理機械性能見下表四。

壓縮控制彈簧物理機械性能 表四

2.1靜力荷載

2.1.1豎向力靜力荷載

豎向力靜力荷載為JTG D60-2004 《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》4.3.所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標準值140KN和（1 μ）的乘積值，其中沖擊系數(shù)μ=0.45。

2.1.2雙向力靜力荷載

豎向力靜力荷載為JTG D60-2004 4.3.所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標準值140KN,水平力靜力荷載為車輛荷載后軸重力產(chǎn)生的制動力42KN，制動力的著力點在伸縮裝置頂面上。

2.2 疲勞荷載

2.2.1豎向力疲勞荷載

豎向力疲勞荷載為JTG D60-2004 4.3所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標準值140KN和(1 μ)的乘積值。其中沖擊系數(shù)μ=0.45。

2.2.2雙向力疲勞荷載

雙向力疲勞荷載為JTG D60-2004 4.3所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標準值及沖擊力140KN×1.45=203KN，以1/3的斜率作用在伸縮裝置上，所產(chǎn)生的豎向力疲勞荷載為140KN×1.45×cos(arctg1/3)=192.58KN, 所產(chǎn)生的水平力疲勞荷載為140KN×1.45×sin(arctg1/3)=64.19KN

2.3 荷載布置

2.3.1 伸縮裝置上縱橋向荷載布置為車輛荷載的單后軸或雙后軸，見JTG D60-2004圖4.3.1-2；橫橋向荷載布置為一輛或二輛車輛荷載后軸的二個輪重，見JTG D60-2004圖4.3.1-3；荷載在橫橋向及縱橋向均應布設(shè)在對所考慮的細部產(chǎn)生最大應力或撓度的位置上。

2.3.2靜力荷載施加在伸縮裝置伸縮量最大時的狀態(tài)。對于模數(shù)式伸縮裝置，車輛荷載后軸的輪重施加在一根中梁上。對于其他伸縮裝置，車輛荷載后軸的輪重施加在二根邊梁（或梳齒板、波形板）上。

2.3.3 疲勞荷載施加在伸縮裝置伸縮量中值時的狀態(tài)，按輪重著地長度所作用在異型鋼的梁頂寬度進行荷載分配。

8.1 伸縮量和轉(zhuǎn)角計算

8.1.1 橋梁伸縮裝置位移量由橋梁接縫處梁體的位移量確定，計算梁體位移量時應考慮溫度變化、混凝土收縮和徐變、車輛荷載、預應力、基礎(chǔ)變位、風力等引起的縱向、橫向伸縮及轉(zhuǎn)角、豎向變位。

8.1.1.1 橋梁接縫處由溫度變化引起的伸縮量△lt和△lt，按照JTG D62-2004《公路鋼筋混凝土技預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》 8.6.2-1和8.6.2-2公式計算。

8.1.1.2 橋梁接縫處由混凝土收縮引起的梁體縮短量△ls，按照JTG D62-2004 8.6.2-3公式計算。

8.1.1.3 橋梁接縫處由混凝土徐變引起的梁體縮短量△lc，按照JTG D62-2004 8.6.2-4公式計算。

8.1.1.4 由制動力引起的板式橡膠支座剪切變形導致的橋梁接縫處的伸縮量，按照JTG D62-2004 8.6.2條4進行計算。

8.1.1.5 橋梁接縫處應計算由預應力引起的梁體縮短量和梁端的轉(zhuǎn)角。

8.1.1.6 懸索橋、斜拉橋的接縫處應計算橫向風力引起的橫向伸縮量和橫向轉(zhuǎn)角，豎向變位。很寬橋梁的接縫處應計算溫度等引起的橫向伸縮量。

8.1.1.7 橋梁接縫處應計算車輛荷載和基礎(chǔ)變位等引起的轉(zhuǎn)角及豎向變位。

8.1.2 伸縮裝置沿橋軸線的伸縮量等于橋梁接縫處伸縮量乘以增大系數(shù)β，可取β=1.2～1.4。伸縮裝置沿橋軸線的轉(zhuǎn)角等于橋梁接縫處轉(zhuǎn)角加0.01rad。

8.1.3 格梁式模數(shù)伸縮裝置的最大工作寬度（伸長量）不宜超過320mm；梳齒板式伸縮裝置的最大工作寬度（伸長量）不宜超過300mm；波形伸縮裝置的最大工作寬度（伸長量）不宜超過100mm；單縫伸縮裝置的最大工作寬度（伸長量）不得超過80mm。

8.2 設(shè)計安裝寬度和實際安裝寬度計算

8.2.1 伸縮裝置的設(shè)計安裝寬度，設(shè)計者應按選擇的安裝溫度計算確定。若伸縮裝置實際安裝溫度與設(shè)計安裝溫度不同，設(shè)計者應按實際安裝溫度計算實際的安裝寬度。

8.2.2 若安裝溫度在伸縮裝置出廠時不能確定，生產(chǎn)廠可按伸縮量的中間值組裝出廠。

8.3 密封要求

8.3.1 伸縮裝置（包括路緣、人行道和中央隔離帶的伸縮裝置）應保證對垃圾、塵土和水的密封性，必要時可包括防撞護攔的伸縮裝置。最低的要求是在24小時內(nèi)，伸縮裝置不得有水和塵土的滲漏。

8.3.2 伸縮裝置密封件不得承受輪載，并要求通長和連續(xù)安裝。

8.3.3 伸縮裝置與橋面鋪裝之間以及與橋面防水系統(tǒng)之間的界面應是防水的，不得有水的滲漏。

8.4 承重機構(gòu)

伸縮裝置的承重機構(gòu)宜采用熱軋鋼材，壽命與伸縮裝置相同。

8.4.1 大中梁鋼和邊梁鋼

大中梁鋼和邊梁鋼應為整體軋制成形，安裝密封橡膠帶的型腔宜為機加工成形。大中梁鋼和邊梁鋼的截面在豎向和水平向的抵抗能力應與車輛荷載的豎向和水平向的作用力相匹配。推薦大中梁鋼的高度為130mm、寬度為90mm;邊梁鋼的高度為80mm。

8.4.2工形橫梁

工形橫梁應為整體軋制成形，推薦的工形橫梁高度為120mm、寬度為90mm。在伸縮裝置最大工作寬度時，工形橫梁應視需要在支承處設(shè)置成對的豎向加勁肋，肋板厚不應小于12mm。豎向加勁肋與梁的翼緣板焊接時，應將加勁肋切出不大于5倍腹板厚度的斜角。

8.4.3 伸縮裝置的承重機構(gòu)應通過2 設(shè)計荷載的靜載計算、疲勞驗算和剛度計算，滿足3容許應力和4容許撓度的規(guī)定。

8.5 位移傳動機構(gòu)

伸縮裝置的位移傳動機構(gòu)宜采用以彈性元件為主的位移傳動機構(gòu)。彈性元件應通過2 設(shè)計荷載的計算，滿足3 設(shè)計容許應力的規(guī)定。

8.6 檢查通道和平臺

位移量大於320mm的伸縮裝置，應在橋梁中設(shè)計專門的檢查通道和位于伸縮裝置下方的檢查維修平臺。

8.7 易損件的更換

伸縮裝置的設(shè)計應能方便的更換如密封帶、彈性元件、緊固件等零部件。

8.8 中、邊梁異型鋼接長

8.8.1 新建橋梁的伸縮裝置長度小于12m的，其模數(shù)式多縫中、邊梁異型鋼、單縫異型鋼不得進行工廠及工地的接長; 整體梳齒板式伸縮裝置也不得進行工廠及工地的接長。

8.8.2 新建橋梁的長度大于12m或舊橋換縫的伸縮裝置，異型鋼可以接長，但接頭應錯開，間距應大於300mm；并且所有接頭不應設(shè)在行車道內(nèi)。

8.9 焊縫

8.9.1 栓釘與異型鋼的T形焊接，焊縫應能承受栓釘抗拉強度標準值的拉力作用。

8.9.2 錨筋與異型鋼（錨板）的搭接焊接，焊縫應能承受錨筋抗拉強度標準值相應的剪力作用。

8.9.3 錨板與異型鋼的T形焊接，焊縫應能承受錨板抗拉強度標準值的拉力作用。

8.9.4 中梁異型鋼與橫梁的焊接，宜采用棱形塊與中梁和橫梁的焊接連接，焊縫長度應通過計算確定，并布置為全熔透的圍焊。

8.9.5 角焊縫的焊腳邊比例為1：1，表面應做成凹形或直線形。

8.10 螺栓連接

應采用高強度螺栓摩擦連接。高強度螺栓應符合GB/T 1228-1991《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓》。

8.11 表面處理

8.11.1伸縮裝置表面處理應遵照JT/T 722《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》的規(guī)定，依伸縮裝置所在地的腐蝕環(huán)境類別（附錄A）、保護年限（建議為普通型）選用涂層體系。

8.11.2涂裝前應作好鋼材表面的清洗和除誘，經(jīng)過噴丸(砂)后表面必須達到GB/T 8923-1988《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》中的Sa2.5級標準，方可進行噴涂。

8.11.3 伸縮裝置與混凝土相接觸的表面嚴禁噴鋁、鍍鋁、浸鋁處理。亦不得噴刷面漆和中間漆。

8.11.4 伸縮裝置與空氣相接觸的表面宜進行噴(鍍、浸)鋅(鋁)處理后再噴面漆的雙重保護。

8.12 安裝槽填料(僅限于混凝土)

8.12.1 安裝槽填料全部為混凝土時其強度等級應大于橋面鋪裝混凝土，并且不應低于C40(纖維混凝土)。

8.12.2 安裝槽深度大于250mm時填料可分為一種--全混凝土，也可為二種--安裝槽下部為混凝土，強度等級按8.12.1規(guī)定或不低于梁體混凝土強度等級。安裝槽上部為與橋面鋪裝相同的瀝青混凝土，厚度不宜小于70mm。

8.12.3 安裝槽混凝土采用干硬性混凝土或摻加膨脹劑（如鋁粉）的微膨脹混凝土。

9.1 特大橋和大橋的模數(shù)式伸縮裝置其異型鋼高度不應小于70mm。

9.2 剛性錨固（錨板和大環(huán)形錨筋組成）間距不大于250毫米。柔性錨固（如栓釘）間距不大于125毫米。

9.3 錨板錨筋頂面混凝土保護層厚度不應小于30mm。

9.4 伸縮裝置錨板厚度不應小于16mm。光園錨筋直徑不應小于18mm,帶肋錨筋直徑不應小于16mm，安裝槽水平帶肋錨筋直徑不應小于12mm。

9.5 伸縮裝置端部一般應設(shè)計翹頭，其垂直高度不應小于150mm，與水平面傾斜角度宜為55°。

9.6 伸縮裝置對有車輛駛過且寬于320mm長度的金屬表面應進行防滑處理。

9.7 位移量80mm的單縫伸縮裝置,安裝槽填料為混凝土時，槽深最小值應大于140mm。

9.8 伸縮裝置安裝槽混凝土頂面應設(shè)有防裂鋼筋網(wǎng)和進行防滑處理。防裂鋼筋網(wǎng)鋼筋直徑不應小于8mm，間距不應大于100mm。

9.9 梳齒板伸縮裝置的齒間搭接長度在最大張開時不應小于38mm, 齒間隙寬度不應超過25mm。梳齒板伸縮裝置當設(shè)置在自行車經(jīng)常駛過的城鎮(zhèn)橋梁時，齒間隙寬度應小于20mm。

9.10 在行人、自行車較密集的城鎮(zhèn)橋梁中，自行車道、人行道伸縮裝置的頂面不宜有縱橋向開口，若不可避免時，伸縮裝置表面宜覆蓋鋼板，其表面應進行防滑處理。

6.1 伸縮裝置的布置應根據(jù)橋梁的總體布置和幾何構(gòu)造：縱坡、橫坡、平面曲率、支座布置、三向位移的方向和量值確定。

6.2 橋梁伸縮縫處的縱向水平位移小于5mm，垂直位移小于0.5mm時，無需安裝伸縮裝置，可在接縫中設(shè)置彈性的和防水的密封材料。

6.3 彎橋伸縮裝置應設(shè)置在曲率半徑上，其沿橋梁軸線兩側(cè)不同點處的伸縮量應考慮平面曲率半徑所引起的增大或減小量。對于模數(shù)式伸縮裝置，在行車道外緣處的兩中梁或中、邊梁之間的最大寬度不得大于80mm。

6.4 橋梁凹形豎曲線的低點處，不應設(shè)置伸縮裝置。