陶家清，羅春暉

（中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院，四川 成都 610081）

1 概述

成都市二環(huán)路“兩快兩射”工程項(xiàng)目全長28.3km，以南、北府河橋?yàn)榻?，分為東、西半環(huán)。其中東二環(huán)北起北府河橋，順時(shí)針向南，至南二環(huán)錦江橋，全長約13.1km；西二環(huán)全長約15.1km。

西二環(huán)EPC3標(biāo)段起于二環(huán)路少陵路口以北附近，訖于二環(huán)路營門口營興街附近，樁號(hào)范圍為K12+022.476～K7+550.758，線路全長4471m。高架橋橋梁面積146000m2，包含二環(huán)路主線橋、主線平行匝道橋、成溫立交跨線橋、成溫立交匝道橋和快速公交專用橋。

二環(huán)路主線高架橋的標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)挒?8.5m，雙向六車道，共分49聯(lián)；成溫路跨線橋標(biāo)準(zhǔn)寬度21m，雙向四車道，共分9聯(lián)；二環(huán)路方向設(shè)置4對(duì)平行匝道，匝道寬度7m，單車道，共分16聯(lián)；成溫立交匝道橋標(biāo)準(zhǔn)寬度8.5m，單向雙車道，共分12聯(lián)。

2 伸縮裝置的選型

2.1 伸縮裝置的作用

伸縮裝置是使車輛平穩(wěn)通過梁端伸縮縫區(qū)并滿足橋面變形需要而在伸縮接縫處設(shè)置的各種裝置的總稱[1]。伸縮裝置不僅需滿足梁體的空間運(yùn)動(dòng)、車輛在伸縮縫處能平順通過，而且需要可靠的防水性能以及防止垃圾泥土等滲入伸縮縫造成阻塞。另外由于成都市二環(huán)路“兩快兩射”工程項(xiàng)目工程建于城市中心，伸縮裝置還需降低行車噪聲，使行車更舒適、環(huán)保。

2.2 伸縮裝置的選型

橋梁伸縮裝置的型式選擇必須根據(jù)其所在道路性質(zhì)、橋梁類型、需要的伸縮量、所處的自然環(huán)境，結(jié)合考慮其整體的耐久性、平整性、防水可靠、施工便利、后期養(yǎng)護(hù)簡單、經(jīng)濟(jì)合理性等方面。

實(shí)際橋梁工程中，基礎(chǔ)沉降、預(yù)應(yīng)力張拉及松弛、混凝土收縮徐變等會(huì)引起結(jié)構(gòu)變形，從而造成了原已是平面的變得不在一個(gè)平面上，即產(chǎn)生了三維變形。因此伸縮裝置應(yīng)適應(yīng)橋梁梁端的空間變形要求。

梳齒板式伸縮裝置當(dāng)車輛經(jīng)過時(shí)，車輛的重量會(huì)使其所在的梁端產(chǎn)生一定的下沉量，兩塊梳齒板之間產(chǎn)生了高度差，當(dāng)車輪從一塊梳齒板滾動(dòng)到另一塊梳齒板時(shí)，高出的一塊梳齒板被下壓，其另一側(cè)會(huì)上撓，此時(shí)螺栓被拉伸或壓縮一次，車輪滾動(dòng)時(shí)的摩擦力使梳齒板呈相反的作用力，這一作用力由梳齒板與混凝土之間的摩擦力與螺栓共同承擔(dān)，即車輛經(jīng)過伸縮裝置時(shí)，螺栓受到拉壓與剪切力的綜合作用。每一車輛通過，伸縮裝置螺栓將受綜合力作用兩次。交通流量大的橋梁，螺栓受到極其頻繁的沖擊。

伸縮縫是橋梁的薄弱位置，如果伸縮裝置不平整，車輛通過伸縮裝置時(shí)跳車嚴(yán)重，就會(huì)使伸縮裝置承受很大的車輛沖擊作用，噪聲也非常大，導(dǎo)致伸縮裝置損壞而需要養(yǎng)護(hù)、更換。在選擇伸縮裝置的類型時(shí)，既要考慮到伸縮裝置具有承受車輛沖擊能力以及滿足溫差、風(fēng)力、車載等因素引起的橋梁縱向、水平向、豎向變位等多向變化的需要，同時(shí)又要考慮橋梁的伸縮量，應(yīng)留有一定的富余量，防止伸縮裝置頂死或拉開過大。

為確保成都市二環(huán)路“兩快兩射”工程項(xiàng)目質(zhì)量，對(duì)目前工程上常用的梳齒板式伸縮裝置進(jìn)行了研究。傳統(tǒng)梳齒板伸縮縫錨固螺栓將滑動(dòng)齒板與梁體剛性連接在一起，當(dāng)車輛輾壓或梁端發(fā)生豎向或橫向變位時(shí)，伸縮裝置對(duì)其進(jìn)行剛性抵抗，使錨固螺栓不斷受到拉應(yīng)力，因反復(fù)疲勞受力，螺栓發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致齒板松脫，伸縮裝置損壞（見圖 1）。

圖1 傳統(tǒng)梳齒板式伸縮裝置損壞圖

為有效避免出現(xiàn)該類弊病和缺陷，確保伸縮裝置的耐久性，西二環(huán)EPC3標(biāo)段選用了預(yù)應(yīng)力多向變位梳形板伸縮縫。對(duì)于聯(lián)長大于100m的結(jié)構(gòu)簡支、橋面連續(xù)小箱梁結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆連續(xù)梁和鋼箱梁結(jié)構(gòu)采用滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的160型伸縮縫，聯(lián)長小于100m的鋼箱梁采用滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80型伸縮縫。本標(biāo)段共安裝預(yù)應(yīng)力多向變位梳形板伸縮縫942m。

3 預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置

3.1 伸縮裝置的結(jié)構(gòu)

預(yù)應(yīng)力式伸縮裝置主要由預(yù)應(yīng)力多向變位系統(tǒng)、防水系統(tǒng)、錨固螺栓及齒板等組成（見圖2）。預(yù)應(yīng)力多向變位系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)梳齒板伸縮裝置不能實(shí)現(xiàn)豎向、扭轉(zhuǎn)等多向變位功能的缺陷，并且由于對(duì)錨固螺栓進(jìn)行了預(yù)施加應(yīng)力，可以很好解決了螺母反轉(zhuǎn)松脫的風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置結(jié)構(gòu)圖

3.2 伸縮裝置的性能特點(diǎn)

（1）良好的豎向、水平變位性能。預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置當(dāng)梁體在風(fēng)力、承載等作用下梁端產(chǎn)生水平、豎向、扭轉(zhuǎn)等多向變位時(shí)，通過多向變位系統(tǒng)使伸縮裝置滿足橋梁多向變位需要（見圖3）。另外通過多向變位系統(tǒng)將滑動(dòng)齒板與梁體柔性連接在一起，使錨固螺栓柔性受力，且變位系統(tǒng)箱體表面積較大，加強(qiáng)了混凝土對(duì)其的錨固，從而解決了梳齒板伸縮裝置存在的缺點(diǎn)，在性能要求上滿足交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置》（JT/T723—2008）的要求[3]。

圖3 預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置多向變位示意圖

（2）良好的行車舒適性及降低噪聲功能。伸縮裝置采用簡支結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)齒板整體跨過梁端縫隙，結(jié)構(gòu)受力合理，經(jīng)久耐用；且伸縮裝置與梁體柔性連接，車載的沖擊力通過多向變位系統(tǒng)吸收及傳遞，大大弱化了梁體振動(dòng)；另外，伸縮裝置的梳形齒相互穿插排布，使整個(gè)伸縮裝置上表面形成一個(gè)連續(xù)的平面，行車平穩(wěn)舒適；車輛通過預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置時(shí)與普通路面無異，幾乎感覺不到噪聲。

（3）良好的防滑、防水性能。預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置具有出色的防滑性能：橫向結(jié)構(gòu)上，梳形齒相互穿插排布保證車輪有充分的摩擦力；縱向結(jié)構(gòu)上，齒板加工一定密度和深度的防滑槽，確保滿足伸縮裝置的防滑要求（見圖4）。

圖4 安裝后的預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置

預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置下部設(shè)置獨(dú)立的防水系統(tǒng)，達(dá)到極好的防水作用，有效地保護(hù)橋下結(jié)構(gòu)物，并延緩支座的腐蝕及橋梁的使用壽命。另外，伸縮裝置利用橋梁自身的伸縮，梳齒間的垃圾被梳齒強(qiáng)行推出，并被行車帶走，不造成堵塞，不影響梁體的正常伸縮。

（4）安裝、更換方便。預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置安裝時(shí)，對(duì)溫度沒有特殊要求，梳齒板之間的安裝間隙可根據(jù)現(xiàn)場安裝溫度隨時(shí)調(diào)整。當(dāng)伸縮裝置需要維修時(shí)，只要橫橋向有一個(gè)車道寬度的作業(yè)面，可以在不中斷交通的情況下對(duì)損壞的模塊進(jìn)行拆裝更換。

4 結(jié)語

成都市二環(huán)路“兩快兩射”工程項(xiàng)目西二環(huán)EPC3標(biāo)段使用預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置，已安裝竣工通車。從目前通行狀況來看，預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置的平整度較高，行車舒適性好。因其改善了施工工藝，充分考慮了車輛荷載對(duì)裝置作用力的影響因素，并且解決了傳統(tǒng)伸縮裝置因無法滿足橋梁多向變位需求而頻繁損壞的難題。預(yù)應(yīng)力式多向變位伸縮裝置的防滑、防水、防病害、消除噪聲的效果顯著，便于維修，在城市橋梁工程中具有廣泛適應(yīng)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李楊海，程潮洋，鮑衛(wèi)剛，等.公路橋梁伸縮裝置實(shí)用手冊(cè)[M].2版.北京：人民交通出版社，2007:2.

[2]趙衡平.現(xiàn)代橋梁伸縮裝置[M].北京：人民交通出版社，2008:1.

[3]JT/T723—2008，單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置[S].