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桥梁养护 | 没有伸缩缝就是最好的伸缩缝
2020年09月03日    阅读量:     新闻来源:中网沥青 haolibai.com  |  投稿

我国拥有大量的有伸缩缝桥(简称“有缝桥”),其中以公路常用的中小跨径简支梁桥最多。有缝桥通过伸缩缝和支座的位移变化,吸收温度升降所引起的主梁膨胀收缩、混凝土收缩徐变,和基础不均匀沉降,是一种抵消外界应力的简便方法。


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桥梁伸缩缝


然而随着桥龄增长,在气候、环境等自然因素作用下,绝大多数有缝桥均出现耐久性问题,其中最常见的就是桥梁伸缩缝和支座的损坏沥青网sinoasphalt.com


伸缩缝和支座损坏现象

与桥梁主体结构相比,伸缩缝和支座使用寿命较短,只有10~15年。据不完全统计,我国现有公路桥梁中70%以上都存在桥梁伸缩装置的损坏。


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伸缩缝损坏


2011年上海市城市桥梁技术状况分析报告中指出23.3%的既有桥梁存在伸缩缝损坏的情况。


2011年重庆交通大学对6条路线以及4座独立大桥的桥梁伸缩装置进行观测与记录。结果表明,伸缩装置超过50%出现破损,其中模数式伸缩装置损坏最为严重,达到95.2%,波形伸缩装置损坏率达到82.1%,异型钢单缝式和梳齿板式达到52.6%和50%。

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石安高速公路


2011年,福州大学与某道桥工程检测公司一起,对石安高速公路既有桥梁伸缩缝进行了全面的调查。全线长165.01km的公路上614座桥梁中,有75座桥梁伸缩装置堵塞,286座桥梁伸缩装置渗漏,102座桥梁异型钢梁伸缩缝存在杂物堵塞。


由于使用环境恶劣、施工水平不足以及严重超载等原因,伸缩缝和支座已经成为桥梁结构中最易损坏的构件,如何解决既有桥梁伸缩缝损坏问题迫在眉睫。


既有桥梁桥台处无缝化改造研究

距今40多年前,美国工程师HenryDetrick曾提出一个概念“没有伸缩缝就是最好的伸缩缝”,也就是说,取消桥梁的伸缩缝是从根本上解决既有伸缩缝问题的最佳方案。


对于多跨桥梁,采用连续梁、连续刚构等桥型,墩上的伸缩缝与伸缩装置就可以被取消,因此无缝桥的关键在于桥台处伸缩缝与伸缩装置的取消。


目前,桥台处取消伸缩缝和伸缩装置的做法主要是采用整体式桥台、半整体式桥台和延伸桥面板,这三种桥梁结构不仅可以适用于新建桥梁,也可以应用于既有有缝桥的无缝化改造。


与新建无缝桥的比较优势


1 各种因素引起的次应力更小

既有桥梁使用多年,其混凝土收缩徐变、桥梁的基础不均匀沉降、构件之间的不均匀变形等都已经基本完成。因此既有桥梁无缝化改造后,由于这些原因产生的次应力和主梁变形,比新建的整体式桥台桥梁小很多。


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严重不均匀沉降


2 不存在混凝土施工开裂问题

既有桥梁已经存在主梁和桥面板。因此新建整体式桥台桥梁,由主梁和桥面板施工工序所出现的混凝土开裂问题,在既有桥梁无缝化改造过程中不会出现。


3 可同时对其他设施一并改造

既有桥梁的排水系统和其他附属设施的使用效果已经得到检验。如果存在问题,可根据使用情况在无缝化改造过程中一起改进,这点是新建工程做不到的。


桥梁无缝化改造应用情况


美洲

桥梁的无缝化改造起源于美国,并得到了广泛认可。根据前几年的一份调查,52个州中有九成都认为去除伸缩缝是解决伸缩缝问题的最佳方案。


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美国无缝桥梁设计理念


大部分州选择整体式桥台作为桥梁无缝化改造的首选方案。根据2004年的一份统计资料,美国有近40%的州利用整体式桥台桥梁的概念进行既有桥梁的无缝化改造。当然也有一些州有自己特殊的改造方案。


密苏里州只在跨径较小且斜交角较小的既有桥梁中采用整体式桥台桥梁概念进行改造;弗吉尼亚和南达科他州在进行上部结构更换或桥台有严重问题时才采用整体式桥台桥梁概念进行改造;新墨西哥州通常采用半整体式桥台桥梁概念进行无缝化改造;而纽约州交通部在桥梁的翻修改造中建议采用延伸桥面板的改造方法。


欧洲

根据2010年修订的瑞士联邦道路总署的规范规定,在翻新改造既有桥梁过程中, 应该首先尝试去除既有伸缩缝和支座的方案,并建议利用半整体式桥台桥梁的概念进行既有桥梁的无缝化改造。


意大利的Isola della Scala桥原为一座13跨简支梁桥,在无缝化改造后去除了桥墩和桥台处的所有伸缩缝和支座,成为全整体式桥台桥梁。它总长达到400m, 在当时是世界上总长最长的整体式桥台桥梁。


亚洲

新加坡利用全整体式桥台桥梁的概念无缝化改造了一座单跨18.16m的既有预应力混凝土梁桥。通过分析发现,该方法不仅可以去除伸缩缝,还可以提供主梁的抗弯刚度。


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广东清远龙塘桥


我国的既有桥梁无缝化改造尚处于起步阶段。第一座实桥应用为广东清远的龙塘桥。原桥建于1966年,为总长109.2m的10跨不等跨简支梁桥。该桥的无缝化改造利用延伸桥面板概念。目前改造后使用情况良好。


参考文献:

Bruno Briseghella,薛俊青,陈宝春,庄一舟. 既有桥梁的桥台处无缝化改造[A]. 中国土木工程学会桥梁及结构工程分会.第二十一届全国桥梁学术会议论文集(上册)[C].中国土木工程学会桥梁及结构工程分会:,2014:7.


标签:技术中心沥青混凝土施工案例
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