模數(shù)式伸縮裝置

1/1模數(shù)式伸縮裝置模數(shù)式伸縮裝置通用技術(shù)條件

序言

為使公路橋梁伸縮裝置的設(shè)計符合技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、耐久適用、經(jīng)濟(jì)合理的要求，為彌補(bǔ)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。

本指南適用于公路橋梁一般伸縮裝置的設(shè)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(shè)計，也不適用于橡膠伸縮裝置的設(shè)計。

1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。

2設(shè)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JTGD60-2004《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(biāo)準(zhǔn)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JTGD60-20044.3.所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標(biāo)準(zhǔn)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JTGD60-20044.3所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標(biāo)準(zhǔn)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JTGD60-20044.3所規(guī)定的車輛荷載后軸重力標(biāo)準(zhǔn)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JTGD60-2004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JTGD60-2004圖4.3.1-3；荷載在橫橋向及縱橋向均應(yīng)布設(shè)在對所考慮的細(xì)部產(chǎn)生最大應(yīng)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(jìn)行荷載分配。

3設(shè)計容許應(yīng)力

3.1鋼材容許應(yīng)力按JTJ025-86《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(yīng)鋼材厚度的屈服強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，并取5的倍整數(shù)。

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

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

3.4承受斜彎曲的構(gòu)件，其容許應(yīng)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(yīng)力。

3.5各種鋼構(gòu)件或連接的疲勞容許應(yīng)力按JTJ025-86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(yīng)力[σ]≤15.0Mpa；在承壓應(yīng)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(yīng)力[σ]≤3.0Mpa，容許應(yīng)變[ε]=60%。

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

3.9壓緊支承靜力荷載的容許壓應(yīng)力[σ]≤3.0Mpa，容許應(yīng)變

[ε]=15%；疲勞荷載的容許壓應(yīng)力[σ]≤1.0Mpa，容許應(yīng)變[ε]=5%。

4設(shè)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）×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）。

8設(shè)計要點

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(yīng)考慮溫度變化、混凝土收縮和徐變、車輛荷載、預(yù)應(yīng)力、基礎(chǔ)變位、風(fēng)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J(rèn)TGD62-2004《公路鋼筋混凝土技預(yù)應(yīng)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J(rèn)TGD62-20048.6.2-3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J(rèn)TGD62-20048.6.2-4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(dǎo)致的橋梁接縫處的伸縮量，按照J(rèn)TGD62-20048.6.2條4進(jìn)行計算。

8.1.1.5橋梁接縫處應(yīng)計算由預(yù)應(yīng)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(yīng)計算橫向風(fēng)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(yīng)計算溫度等引起的橫向伸縮量。

8.1.1.7橋梁接縫處應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)保證對垃圾、塵土和水的密封性，必要時可包括防撞護(hù)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(yīng)是防水的，不得有水的滲漏。

8.4承重機(jī)構(gòu)

伸縮裝置的承重機(jī)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(yīng)為整體軋制成形，安裝密封橡膠帶的型腔宜為機(jī)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(yīng)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(yīng)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(yīng)視需要在支承處設(shè)置成對的豎向加勁肋，肋板厚不應(yīng)小于12mm。豎向加勁肋與梁的翼緣板焊接時，應(yīng)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(jī)構(gòu)應(yīng)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(yīng)力和4容許撓度的規(guī)定。

8.5位移傳動機(jī)構(gòu)

伸縮裝置的位移傳動機(jī)構(gòu)宜采用以彈性元件為主的位移傳動機(jī)構(gòu)。彈性元件應(yīng)通過2設(shè)計荷載的計算，滿足3設(shè)計容許應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(jìn)行工廠及工地的接長;整體梳齒板式伸縮裝置也不得進(jìn)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(yīng)錯開，間距應(yīng)大於300mm；并且所有接頭不應(yīng)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(yīng)能承受栓釘抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)能承受錨筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值相應(yīng)的剪力作用。

8.9.3錨板與異型鋼的T形焊接，焊縫應(yīng)能承受錨板抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(yīng)做成凹形或直線形。

8.10螺栓連接

應(yīng)采用高強(qiáng)度螺栓摩擦連接。高強(qiáng)度螺栓應(yīng)符合GB/T1228-1991《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)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(yīng)遵照J(rèn)T/T722《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(hù)年限（建議為普通型）選用涂層體系。

8.11.2涂裝前應(yīng)作好鋼材表面的清洗和除誘，經(jīng)過噴丸(砂)后表面必須達(dá)到GB/T8923-1988《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》中的Sa2.5級標(biāo)準(zhǔn)，方可進(jìn)行噴涂。

8.11.3伸縮裝置與混凝土相接觸的表面嚴(yán)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(jìn)行噴(鍍、浸)鋅(鋁)處理后再噴面漆的雙重保護(hù)。

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?xí)r其強(qiáng)度等級應(yīng)大于橋面鋪裝混凝土，并且不應(yīng)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(qiáng)度等級按8.12.1規(guī)定或不低于梁體混凝土強(qiáng)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構(gòu)造要求

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(yīng)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(hù)層厚度不應(yīng)小于30mm。

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

9.5伸縮裝置端部一般應(yīng)設(shè)計翹頭，其垂直高度不應(yīng)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(yīng)進(jìn)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?xí)r，槽深最小值應(yīng)大于140mm。

9.8伸縮裝置安裝槽混凝土頂面應(yīng)設(shè)有防裂鋼筋網(wǎng)和進(jìn)行防滑處理。防裂鋼筋網(wǎng)鋼筋直徑不應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)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(yīng)小于38mm,齒間隙寬度不應(yīng)超過25mm。梳齒板伸縮裝置當(dāng)設(shè)置