桥梁工程期末论文——
新型桥梁伸缩装置
院系：土木工程
专业：结构工程
姓名：mmmmm
学号：11111111
概论：
伸缩缝装置作为桥梁结构的组成构件之一，主要作用是保证桥面的自由变形并起到加固梁端、填充间隙的作用，是桥梁工程的重要附属结构，它的质量好坏和使用耐久性直接影响到车辆行驶速度、交通安全和行车的舒适性，也影响到桥梁的使用寿命。
因此，其必须能够适应桥梁因温度变化或汽车制动力等引起的纵向伸缩，以及由（竖向、横向或扭转）挠度变化等引起的变位。
同时，在使用功能上需满足以下要求：
1.能够承受桥上车辆荷载的作用，行车通畅舒适，不跳车；
2.能够防止雨水从缝间进入梁体或桥下，即具有良好的排水性和防水性；
3.与桥梁连接可靠，具有良好的整体性!高刚度和耐久性；
4.构造简单，施工与维护方便，具有可更换性。
在经济性方面，应具有较高的经济
效益，能够大规模的应用与推广。
分类：
随着桥梁工程的不断发展，在桥梁结构中使用的伸缩装置种类已经相当多，按照其构造特点及其传力方式进行分类，可以大致分为以下几类：
1.对接式伸缩装置。
依据构造形式以及受力特点不相同，通常分为填塞对接型和嵌固对接型。
嵌固对接型的伸缩装置已经得到广泛的使用，一般应用于在伸缩量在80mm以内的桥梁施工中。
但填塞对接型的伸缩装置主要是应用于伸缩量在40mm以内的常规桥梁中。
2.钢制支承式伸缩装置。
钢制伸缩装置是通过钢材装配而成的。
钢制支承式伸缩装置的尺寸、形式和种类繁多。
它能够直接承受桥面传来的车轮荷载。
前几年这种伸缩装置仅仅应用于钢桥, 但目前也逐渐用于混凝土桥梁。
我国常见的钢制支承式伸缩装置主要分为两类：梳齿形板型和折板型。
钢板伸缩装置的缺点主要有以下几点：易出现钢板松动，梳齿与承托板的焊接处经常出现裂缝、剪断等破损形态。
3.橡胶伸缩装置。
橡胶材料具有较好密易性、吸震性、防水性、降噪性能，因此被广泛的应用于各类桥梁的伸缩缝施工中。
根据橡胶带变形和传力机理不同可分为嵌固对接式和剪切式两种，前者是以橡胶带的拉压变形来吸收梁体变形，后者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。
4.组合式伸缩缝装置。
随着桥梁的高度和跨度取得突破性进展,结构合理、满足大位移量的桥梁伸缩装置随即产生。
强度、刚性好的异型钢和利用吸震缓冲性能好又容易做到密封的橡胶材料组合而成的组合式伸缩装置桥梁伸缩装置就是这种环境下应遇而生的。
5.无缝式伸缩装置。
无缝式伸缩装置主要指TST伸缩缝,它是通过弹塑体混合材料塑性滞回变形来适应桥梁的伸缩变形。
其构造简单且安装方便，便于维护和更换，同时前后桥面或路面铺装与该种碎石弹塑性体形成连续体，因而表面光滑平整且无缝，在行车过程中不易产生冲击、震动，它自身防水性也较好，其可以满足坡桥、弯桥和斜桥于纵横竖多方向的变形与伸缩，也能够用于人行横道的伸缩装置。
无缝伸缩装置存在的问题是弹塑体混合材料难以达标,材料的低温延伸性差和高温稳定性差,材料“热胀冷缩”不能适应梁体“热胀冷缩”的变化,导致出现桥面凹凸不平的现象。
常见病害：
伸缩装置是桥梁的重要组成部分之一。
传统板式橡胶伸缩装置过去使用最多，损害也最为严重，有些地区30%左右的伸缩装置通车不到一年时间即告破损，五年后的损坏率则高达80%以上。
尽管近十年来发展起来的“毛疏缝”虽在技术上有了巨大的改进，但发生损坏的事例也屡见不鲜。
1.板式橡胶伸缩装置的病害及原因分析
对于板式橡胶伸缩装置，经常可见其构造部位下陷或者突出；橡胶板突出，承重钢板外露，个别锚固螺栓甚至被剪断飞出造成脱落；个别桥梁由整块橡胶板脱落情况，甚至可见到梁端混凝土，锚固区混凝土会出现破碎脱落现象。
此类伸缩装置对锚固系统要求极高，施工比较困难，没有特殊专用工具很难保证达到设计要求，且对生产工艺的要求比较苛刻，规格种类繁多，近几年在国内桥梁上被普遍采用，但出现的问题较多，破环严重，破损率较高
2.嵌固对接型伸缩装置的病害及原因分析
对于嵌固对接型伸缩装置，其破坏模式主要是橡胶带破裂或者脱落，锚固区混凝土剥离或者部分脱落。
分析其主要原因是其的主要锚固件与桥梁主体的预埋件连接薄弱，加之铺装混凝土较薄，后浇混凝土面层多缺乏振捣，是的其的密实度以及强度均有一定问题，易造成两侧混凝土破损；加之施工粗糙使得锚固区混凝土与路面连接处平整度差，最终导致该类型伸缩装置出现破坏现象。
3.填塞对接型伸缩装置的病害及原因分析
对于填塞对接型伸缩装置，其易出现周围角钢脱落，导致锚固钢筋外露；橡胶带脱落，两侧锚固区混凝土被压碎等常见的问题。
现今，填料多为沥青、木板、麻絮、橡胶等材料，易于老化，在任何状态下都处于压缩状态，破损率较高，今后应限制使用范围，目前中桥以上桥梁基本上不再使用；加之个别地区车流量较大，超载车辆较多，更兼养护管理不善，易于导致上述问题的发生。
4.钢制支承式伸缩装置的病害及原因分析
对于钢制支承式伸缩装置，多采用钢梳齿板进行伸缩设计。
在使用中，钢梳齿板易出现竖向错位也凹凸不平的现象，甚至部分缺失，部分锚固螺栓脱落飞出，极大的影响了行车的舒适度及安全保障。
钢制支承式伸缩装置在工艺上大量使用了焊接，由于工艺上的问题，梳齿板上个别焊缝不易焊牢；二者在伸缩装置设计中，优势会出现锚固件薄弱的现象，在使用中早从横锚固件松动，影响行车安全，与前各项相同，个别地区车流量较大，超载车辆较多，更兼养护管理不善，易于导致上述问题的发生。
新型桥梁伸缩装置设计：
对于公路桥梁伸缩缝而言，由于长期直接承受车轮荷载的反复冲击作用，而且长期暴露在空气中，使用环境比较恶劣，极易损坏而又难以进行修补。
从而车辆在行驶过程中常常出现跳车现象，给人们的行车舒适造成极为不利的影响。
鉴于个人能力，该设计主要是对现有的一些伸缩缝加以修改，试图解决上述问题。
经查阅资料，我们知道现今使用最为广泛的将一条宽缝设置为两条窄缝以提高行车舒适度的有QMSF-160伸缩缝（如下图1所示），作为国外毛勒缝的仿制品，其特点是把下边较宽伸缩缝,转换为上面两条窄的伸缩缝并在两条窄缝中间安装橡胶止水带,阻止雨水和泥污流到下面去,具有独特的优点。
但与之同时，其的设计构造导致了在汽车行车经过该伸缩缝时，容易产生跳车现象，对司机以及乘客带来不舒服的行车体验；而且，该设计造价昂贵，结构
复杂，施工时比较繁琐，导致施工精度不够，伸缩缝的安装与沥青混凝土路面的铺装不能进行很好的配合,难于保证伸缩缝与路面之间的平整度，而这也是产生跳车现象的一个重要原因。
图1 QMSF-160伸缩缝
图2 新型伸缩结构
图3 新型伸缩缝的安装
针对该结构的不足之处，主要对伸缩缝上部的三块异形钢加以修改，将之改为易于加工及施工的钢块结构（如图2所示）。
中间的钢块直接作用于钢垫板上，垫板下方是一个T型
梁端头的现浇混凝土结构横隔梁，这样，即可使得中间钢块及两端钢块的钢块可以加以调节，直至他们的刚度保持一致。
这样修改，较之先前的桥梁结构主要具有以下几个优点。
1.一方面，调高了伸缩缝刚度，减小了挠度，真正起到了把一条宽缝转换为两条窄缝
的作用，另一方面，也可使安装好的三个顶面钢块比路面高出1～2 mm,再用打磨机进行打磨,使伸缩缝顶面与路面具有高精度的平整度，以此降低发生跳车的可能性。
2.又可把中间钢块的宽度加大,使两条窄缝之间的间距拉开，以此提高其对变形调节的
范围，增大其可调控的伸缩量。
与之相对的，在桥梁设计中，也就可以借此少布置伸缩缝，提高了桥梁的整体性，是指具有更好的结构性能。
3.桥梁伸缩装置在整个桥梁施工过程中是一个难点，施工步骤比较繁琐，施工速度慢，
由于工艺问题，平整度，精度等均不好进行控制。
而伸缩装置对施工工艺极为敏感，对于同一个设计方案，不同的施工质量将导致极为明显的差异，主要表现在行车舒适度以及使用寿命中。
由于将上部异形钢改为钢块，从而施工过程也相应变得简单了很多，可以提高施工精度，加快施工速度。
4.该项改进简化了施工工艺，提高了施工速度，相应的降低了人力成本，也具有降低
造价的功效。
参考文献：
[1] 公路桥梁伸缩装置的选择及应用. 陈华,李晨. 《山西建筑》
[2] 浅谈桥梁伸缩装置施工工艺. 张汨. 《工程技术》
[3] 新型桥梁伸缩装置. 李勇刚. 《山西建筑》。