斜交桥无伸缩缝技术的适用性分析

斜交桥无伸缩缝技术的适用性分析

张春秋

黑龙江省北龙交通工程有限公司

摘要：在斜交桥施工中应用无伸缩缝技术，将其建设成为无伸缩缝桥梁工程，不仅可提高桥梁桥面的平滑度，改善桥面行车状况，还可减少安全事故发生，延长斜交桥的使用寿命。本文从无伸缩缝桥梁的特点入手，在分析了其与有伸缩缝桥梁的区别和优势之后，提出无伸缩缝技术可在桥梁施工中得到广泛的推广，并对斜交桥无伸缩缝施工技术作了较为全面的探析，就斜交桥无伸缩缝技术在设计施工时需要注意的事项进行论述，以供相关人士参考。

关键词：斜交桥；无伸缩缝；特点；适用性；分析

众所周知，伸缩缝在桥梁工程中所起到的主要作用是调节因车辆动力荷载所引起的桥梁上部结构的位移。伸缩缝是桥梁工程的一个重要组成部分，尤其是对斜交桥来说。如果斜交桥内部所设置的伸缩缝装置遭受破坏，必然会影响桥梁的桥面行车，包括行车安全、行车质量以及行车舒适性，严重时候还会引发安全事故。因此，在斜交桥施工中，为了防止桥梁伸缩缝遭受破坏，除了要在施工时加强质量管理，控制好伸缩缝的施工工艺以外，还可采取设置无伸缩缝装置的方法，来进行无伸缩缝桥梁的施工建设，切实提高桥梁工程质量，延长其使用寿命。

一、无伸缩缝桥梁特点

在跨径相同的条件下，无伸缩缝桥梁比有伸缩缝桥梁的施工更省时省力，工程前期投入、后期维护等建设环节所需要经费相对较低，所获得的经济效益也更大。综观国内目前现有的无伸缩缝桥梁，发现该类型桥梁的主要特点有：

1、桥梁结构为无伸缩缝结构

所谓无伸缩缝结构，主要是指桥梁上部结构和下部结构之间没有设置可用来调整结构位移的伸缩缝，上部结构和下部结构可以结合成一个有机的整体，形成一个整体的单跨或多跨桥梁。无伸缩缝结构是无伸缩缝桥梁所具有的，一个最为显著与独特的特征。

2、无伸缩缝结构的设计简单

相比于有伸缩缝桥梁，无伸缩缝桥梁的结构设计更加简单。拿无伸缩缝连续桥梁工程来说，由于缺少伸缩缝，桥梁墩台会直接与上部结构进行固结，这样一来，整个桥梁桥梁便简化成为了一个既有水平杆，又有竖向杆的刚架，从而从整体上提高了桥梁的刚度，简化且方便了桥梁的结构设计。

3、施工建造速度更快

与有伸缩缝桥梁相比，无伸缩缝桥梁的施工建造速度更快，施工周期更短。在无伸缩缝桥梁施工中，桥台多采用单排装建造，桩的数量相对较少，且在实际施工时不会采用背墙结构，这便为施工省下了不少时间。另外，由于无伸缩缝桥梁并没有支座和伸缩缝，所以在施工时不用考虑桥梁支座和伸缩缝的设置，进一步减少了附属设备的施工成本和施工工期。

4、可提高桥梁的抗灾难能力

事实上，大部分桥梁发生整体倒塌的主要原因都是由伸缩缝引起，伸缩缝是桥梁工程发生整体倒塌的一个关键原因。所以从这一点来看，无伸缩缝桥梁由于内部没有设置伸缩缝，桥梁上部结构和下部结构有着良好的固结，当地震或者其他自然灾难发生时，无伸缩缝桥梁发生落梁、倒塌的可能性很小。因此，在多震区进行桥梁施工建设时，为了尽量避免桥梁工程在地震中发生落梁、倒塌现象，提高桥梁的抗震抗灾能力，可大量采用无伸缩缝技术来进行桥梁施工。

5、可降低运营费用

无伸缩缝桥梁具有桥面平顺美观的特点，车辆行驶在桥面时，所感受到的舒适性会更好。由于无伸缩缝桥面可以有效减小交通车辆对桥体的冲击应力，缓解和降低冲击应力带来的影响，所以无伸缩缝桥梁桥面发生跳车的几率较低，减少了质量病害的发生率，便减少了桥梁后期的维护费用，进而从整体上降低了工程的运营成本。

二、无伸缩缝在设计施工中应考虑的问题

1、设计应考虑的问题

（1）温度对无伸缩缝桥梁的影响

温度的影响无疑是无伸缩缝桥梁设计中的一个非常重要的因素。但事实上，对许多桥梁的应力测试表明，由于温度作用而测得的应力值比预计的要小，分析其原因可能有两点：其一是混凝土由于温度的膨胀或收缩，会产生徐变。徐变使得应力不能达到设计时所预计的程度。因此，为了使理论更好地反映实际的情况，有的部门设计时考虑把混凝土的温度弹性模量减小到动力荷载弹性模量的1/3.其二是由于大多数混凝土结构体积相对较大，使得它们对周围的温度变化比较不敏感。

（2）被动土压力

由于无伸缩缝桥梁的整体式桥台是采用桩基础，为了使回填土引起桥墩中的被动土压力最小，一些学者认为，设计时可采取如下具体措施：限制桥梁长度，当桥梁斜交时，限制结构斜交角的大小；采用选择过的颗粒级配作为回填土；使用引道板以防止车辆对桥台填土的挤压；利用挡土墙来缩短翼墙。

（3）桩的应力

考虑到上部结构与整体式桥台的桩基础对纵向移动的抵抗作用有直接关系，在进行无伸缩缝桥梁设计时：限制整体式桥梁的基础形式，最好做成单排的细长垂直桩；限制桩型；调整H型桩弱轴方向，使之与运动方向一致；提供一种铰接装置来控制桩的挠曲；限制结构斜交角的大小。

2、施工应考虑的问题

使用无伸缩缝桥梁的施工和维修存在以下一些问题：由于回填料是在梁安装后才回填的，起重机无法靠近桥台，这就使得预制梁的施工就位成为问题；填料的压实非常关键；有必要对桥梁端部设计进行充分考虑；必须充分考虑到施工时预应力张拉后弹性收缩的影响；翼墙应考虑按较重的荷载进行设计以防止开裂；引道板应专门进行设计；为防止寒冷天气下的开裂，引道板和桥台间要有有效的连接机构。

三、无伸缩缝技术的展望

虽然无伸缩缝桥梁已经成功应用了多年，但是经验性的设计指南限制了它的使用，至今还有很多关于该类结构性能的问题尚未明确。笔者认为有待于进一步研究和完善的问题主要有：桥台——桩——土系统的非线性作用以及简化计算方法；桥台桩基础的朝向、引道板、桥台高度、桥台刚度、桩长、桩周土的类型及混凝土的收缩、徐变等参数对无伸缩缝桥梁受力性能的影响；无伸缩缝桥梁的有效温度及上部结构的体量对温度变形的影响；半整体式桥台桥梁的受力性能研究；无伸缩缝曲线桥梁和斜桥的受力性能研究；各种结构形式无伸缩缝桥梁的结点构造细节、施工工艺极限跨径等。

四、结束语

总而言之，比起有伸缩缝桥梁，无伸缩缝桥梁在施工工期、施工操作、施工成本、行车效果等多个方面都更具优势，不仅施工工期相对较短、施工操作简单、施工成本低，而且最后所获得的桥面行车效果也相对较好。所以说，无伸缩缝技术在桥梁工程中是值得应用和推广的，尤其是对伸缩装置极易遭受损坏、桥头极易发生跳车现象的斜交桥来说。

参考文献：

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[2]赵树生，吴希玲.无缝伸缩缝的安装工艺及应用[J].中外公路.2004（06）

[3]洪锦祥，彭大文.永春县上坂大桥的设计——无伸缩缝桥梁的应用实践[J].福建建筑.2004（05）