模數式伸縮裝置(DOC)

1、模數式伸縮裝置通用技術條件序言 為使公路橋梁伸縮裝置的設計符合技術先進、安全可靠、耐久適用、經濟 合理的要求，為彌補公路橋梁伸縮裝置無設計規(guī)范，中國交通企業(yè)管理協 會路橋配套產品工作委員會專家委員會組織本行業(yè)的技術人員制訂了本指 南。本指南適用于公路橋梁一般伸縮裝置的設計，不適用于彈塑體伸縮裝 置、聚合物混凝土伸縮裝置、減震伸縮裝置的減震設計，也不適用于橡膠 伸縮裝置的設計。1伸縮裝置的壽命符合現行公路橋涵設計規(guī)范車輛荷載的伸縮裝置，其鋼構件的壽命為 四十年，橡膠及高分子材料件的壽命為十五年。2設計采用的荷載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

2、涵設計通用規(guī)范43所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標準值140KN和(1+卩)的乘積值，其中沖擊系數卩=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+卩)的乘積值。其中沖擊系數卩=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

3、擊力140KNX 1. 45=203KN,以1/3的斜率作用在伸縮裝置上，所產生 的豎向力疲勞荷載為140KNX 1.45 x cos(arctg1/3)=192.58KN,所產生的水平力疲勞荷載為140KNX 1.45 x sin(arctg1/3)=64.19KN2.3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431-3 ;荷載在橫橋向及縱橋向均應布設 在對所考慮的細部產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

4、大時的狀態(tài)。對于模數式伸縮裝置，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。3設計容許應力3.1鋼材容許應力按 JTJ 025-86公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范 表1.2.5采用。但要根據構件的厚度選擇相應鋼材厚度的屈服強度進行調 整，并取5的倍整數。3.2普通鋼筋的抗拉容許應力：一級鋼筋c =140 Mpa,二級鋼筋c =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

5、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承受斜彎曲的構件，其容許應力增大系數C=1+0.3（ c w1/ c w2）w 1.15。式中c w1, c w2 -為驗算截面上由于作用在兩相互垂直平面的彎矩所 產生的較小和較大的應力。3.5各種鋼構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c < 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c < 3.0Mpa,容許應變& =60%。3.8剪切控制彈

6、簧靜力荷載的容許剪應力t < 1.5Mpa,容許應變& =80%。3.9壓緊支承靜力荷載的容許壓應力c < 3.0Mpa,容許應變& =15% ;疲勞荷載的容許壓應力c < 1.0Mpa,容許應變& =5%。4設計容許撓度4.1中梁、邊梁、波形板跨中最大撓度不得大于（1/600 ）X L （ L-計算跨徑）。4.2橫梁跨中最大撓度不得大于（1/600 ）X L （ L-計算跨徑）。4.3梳齒板端的最大撓度不得大于（1/300 ）X L1 （ L1-懸臂長度）。注：撓度計算中鋼材的彈性模量E=2.1xiOMpa5設計方法5.1按JTJ 025-86的規(guī)定

7、采用容許應力設計，并驗算伸縮裝置及其構件的疲勞強度。5.2模數式伸縮裝置中關鍵零部件如：位移控制彈簧、壓緊彈簧等的設計除通過結構計算外，尚須進行靜動載試驗驗證。5.3伸縮裝置承重結構疲勞試驗的加載頻率不應大于5Hz,疲勞次數不應小于2X 10次。6伸縮裝置在橋梁中的布置6.1伸縮裝置的布置應根據橋梁的總體布置和幾何構造：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，可在接縫中設置彈性的和防水的密封材料。6.3彎橋伸縮裝置應設置在曲率半徑上，其沿橋梁軸線兩側不同點處的伸縮量應考慮平面曲率半徑所引起

8、的增大或減小量。對于模數式伸縮裝置，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80mm6.4橋梁凹形豎曲線的低點處，不應設置伸縮裝置。7材料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> -18C,承重結構的鋼材和異型鋼材應符合GB/T 700碳素結構鋼和 GB/T 1591低合金高強度結構鋼中 Q235 B和Q345 B 級質量要求。位于嚴寒地區(qū)的伸縮裝置，其承重結構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-19CW Ts< -34C或-35CW Ts< -51C 時,選用 GB/T 700

9、和 GB/T 1591 中 Q235和 Q345 的相應 C 或D質量等級鋼材。7.2受海水和侵蝕性物質影響（JTG D62表1.0.7所列的川類和W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耐侯結構鋼的規(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項目單位天然橡膠硬度IRHD60±3拉伸強度Mpa>18扯斷伸長率%>450粘結剝離強度Mpa>10脆性溫度C< -50殘余壓縮變形（70°C/22h/30% 壓縮率）%<157.4壓緊支承的橡膠的物

10、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項目單位天然橡膠沖擊彈性%47 62硬度IRHD70±3拉伸強度Mpa>14扯斷伸長率%>250粘結剝離強度Mpa>10脆性溫度C< -50殘余壓縮變形（70C/22h/30% 壓縮率）%<307.5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項目單位三元乙丙橡膠氯丁橡膠硬度IRHD60±560±5拉伸強度Mpa>12>13.5扯斷伸長率%>400>350撕裂強度Mpa>10>25沖擊彈性%>3

11、0>30脆性溫度C< -60<-40恒定壓縮永久變形（70°C*24 h,25%壓縮率）%<20<20耐臭氧老化0.5*10%0.1*10%（20%申長，40C*96h）無龜裂無龜裂熱空氣老化Cx h70*16870*168試驗條件%<15<15拉伸強度降低率%<25<25扯斷伸長率降低率IRHD010010硬度變化耐水性增重率室溫*l44h<2.5<4耐油污性（一號機油）室溫*70h168h168h體積變化%<30<10重量變化%<20<5耐油污性（三號機油）室溫168h168h體積變化%&l

12、t;100<25重量變化%<85<157.6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項目單位規(guī)定值沖擊彈性%>65密度Kg/m550±50拉伸強度Mpa>4.0扯斷伸長率%>350熱空氣老化試驗拉伸強度扯斷伸長率MPa%>2.5>300殘余壓縮變形（70C/24h/25% 壓縮率）%<7脆性溫度C< -508設計要點8.1伸縮量和轉角計算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 礎變位、風力等引起的

13、縱向、橫向伸縮及轉角、豎向變位。8.1.1.1橋梁接縫處由溫度變化引起的伸縮量厶It 和厶It，按照JTGD62-2004公路鋼筋混凝土技預應力混凝土橋涵設計規(guī)范8.6.2-1 和862-2 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厶Is，按照 JTGD62-2004 862-3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厶lc，按照 JTGD62-2004 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

14、預應力引起的梁體縮短量和梁端的轉 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變位等引起的轉角及豎向變位。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B，可取B =1.21.4。伸縮裝置沿橋軸線的轉角等于橋梁接縫處轉角加 0.01rad。8.1.3格梁式模數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

15、置的最大工作寬度（伸長量）不得超過80mm8.2設計安裝寬度和實際安裝寬度計算8.2.1伸縮裝置的設計安裝寬度，設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計安裝溫度不同，設計者應按實際安裝 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，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

16、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承重機構伸縮裝置的承重機構宜采用熱軋鋼材，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 80mm8.4.2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

17、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應通過2設計荷載的靜載計算、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位移傳動機構伸縮裝置的位移傳動機構宜采用以彈性元件為主的位移傳動機構。彈 性元件應通過2設計荷載的計算，滿足3設計容許應力的規(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，其模數式多縫中、邊梁 異型鋼、單縫

18、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在行車道內。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.

19、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鋼結構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公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件的規(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70mm8.12.3 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