模數(shù)式伸縮裝置解讀

1、.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(jì)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(jì)規(guī)范，中國交通企業(yè)管理協(xié)會(huì)路橋配套產(chǎn)品工作委員會(huì)專家委員會(huì)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(jì)，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(jì)，也不適用于橡膠伸縮裝置的設(shè)計(jì)。 1 伸縮裝置的壽命符合現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計(jì)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(jì)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

2、橋涵設(shè)計(jì)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+）的乘積值，其中沖擊系數(shù)=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(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(dòng)力42KN，制動(dòng)力的著力點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)值140KN和(1+)的乘積值。其中沖擊系數(shù)=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(biāo)準(zhǔn)值及

3、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(gè)輪重，見JTG D60-2004圖4.3.1-3；荷載在橫橋向及縱橋向均應(yīng)布設(shè)在對(duì)所考慮的細(xì)部產(chǎn)生最大應(yīng)力或撓度的位置上。

4、2.3.2靜力荷載施加在伸縮裝置伸縮量最大時(shí)的狀態(tài)。對(duì)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(duì)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(shí)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(jì)容許應(yīng)力3.1 鋼材容許應(yīng)力按JTJ 025-86公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jí)鋼筋=140 Mpa,二級(jí)鋼筋=200 Mpa。 3.3 承受拉力焊縫的容許應(yīng)力與基本鋼材的容

5、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(w1/w2)1.15。 式中w1,w2 -為驗(yàn)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JTJ 025-86表1.2.17-2和表1.2.17-4規(guī)定計(jì)算。 3.6承壓支承的容許壓應(yīng)力15.0Mpa；在承壓應(yīng)力計(jì)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3.0Mpa，容許應(yīng)變=60%。 3.8剪切控制彈簧靜力荷載的容許剪應(yīng)力1

6、.5Mpa，容許應(yīng)變=80%。 3.9 壓緊支承靜力荷載的容許壓應(yīng)力3.0Mpa，容許應(yīng)變=15%；疲勞荷載的容許壓應(yīng)力1.0Mpa，容許應(yīng)變=5%。 4 設(shè)計(jì)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(jì)算跨徑）。 4.2 橫梁跨中最大撓度不得大于（1/600）×L（L-計(jì)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）。 注：撓度計(jì)算中鋼材的彈性模量E=2.1×10Mpa。 5 設(shè)計(jì)方法5.1 按JTJ 025-86的規(guī)定采用容許應(yīng)力設(shè)計(jì)，并驗(yàn)算伸縮裝置及其構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度。 5.2

7、 模數(shù)式伸縮裝置中關(guān)鍵零部件如：位移控制彈簧、壓緊彈簧等的設(shè)計(jì)除通過結(jié)構(gòu)計(jì)算外，尚須進(jìn)行靜動(dòng)載試驗(yàn)驗(yàn)證。 5.3 伸縮裝置承重結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)的加載頻率不應(yīng)大于5Hz，疲勞次數(shù)不應(yīng)小于2×10次。 6 伸縮裝置在橋梁中的布置6.1 伸縮裝置的布置應(yīng)根據(jù)橋梁的總體布置和幾何構(gòu)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(shí)，無需安裝伸縮裝置，可在接縫中設(shè)置彈性的和防水的密封材料。 6.3 彎橋伸縮裝置應(yīng)設(shè)置在曲率半徑上，其沿橋梁軸線兩側(cè)不同點(diǎn)處的伸縮量應(yīng)考慮平面曲率半徑所引起的增大或減小量。對(duì)于模數(shù)式伸縮

8、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80mm。 6.4 橋梁凹形豎曲線的低點(diǎn)處，不應(yīng)設(shè)置伸縮裝置。 7 材料7.1 位于TJG D60-2004附錄B中的溫?zé)岷秃涞貐^(qū)伸縮裝置，累年日最低氣溫平均值在Ts-18，承重結(jié)構(gòu)的鋼材和異型鋼材應(yīng)符合GB/T 700碳素結(jié)構(gòu)鋼和GB/T 1591低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中Q235 B 和Q345 B級(jí)質(zhì)量要求。位于嚴(yán)寒地區(qū)的伸縮裝置，其承重結(jié)構(gòu)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-19Ts-34或-35Ts-51時(shí),選用GB/T 700和GB/T 1591中Q235和Q345的相應(yīng)C或D質(zhì)量等級(jí)鋼材。 7.2 受海

9、水和侵蝕性物質(zhì)影響(JTG D62 表1.0.7所列的類和類環(huán)境類別)環(huán)境中,伸縮裝置的鋼材應(yīng)采用強(qiáng)度級(jí)別相同的低碳耐腐蝕鋼，并符合GB/T 4172耐侯結(jié)構(gòu)鋼的規(guī)定。 7.3 承壓支承的橡膠的物理機(jī)械性能應(yīng)符合下表一中的要求。 承壓支承的橡膠的物理機(jī)械性能 表一 項(xiàng)目單位天然橡膠硬度IRHD60±3拉伸強(qiáng)度Mpa18扯斷伸長率%450粘結(jié)剝離強(qiáng)度Mpa10脆性溫度-50殘余壓縮變形 （70/22h/30%壓縮率）%157.4壓緊支承的橡膠的物理機(jī)械性能應(yīng)符合下表二中的要求。 壓緊支承橡膠的物理機(jī)械性能 表二 項(xiàng)目單位天然橡膠沖擊彈性%4762硬度IRHD70±3拉伸強(qiáng)度M

10、pa14扯斷伸長率%250粘結(jié)剝離強(qiáng)度Mpa10脆性溫度-50殘余壓縮變形 （70/22h/30%壓縮率）%307.5密封橡膠帶的橡膠的物理機(jī)械性能應(yīng)符合下表三中的要求。 密封橡膠帶物理機(jī)械性能 表三 項(xiàng) 目單 位三元乙丙橡膠氯丁橡膠硬度IRHD60±560±5拉伸強(qiáng)度Mpa1213.5扯斷伸長率%400350撕裂強(qiáng)度Mpa1025沖擊彈性%>30>30脆性溫度-60-40恒定壓縮永久變形 （70*24h,25%壓縮率）%2020耐臭氧老化 （20%伸長，40*96h)0.5*10% 無龜裂0.1*10% 無龜裂熱空氣老化 試驗(yàn)條件 拉伸強(qiáng)度降低率 扯斷伸長率降

11、低率 硬度變化×h % % IRHD70*168 15 25 01070*168 15 25 010耐水性增重率室溫*144h<2.5<4耐油污性（一號(hào)機(jī)油） 體積變化 重量變化室溫*70h % %168h 30 20168h 10 5耐油污性（三號(hào)機(jī)油） 體積變化 重量變化室溫 % %168h 100 85168h 25 157.6 壓縮控制彈簧采用發(fā)泡聚氨脂, 物理機(jī)械性能見下表四。 壓縮控制彈簧物理機(jī)械性能 表四 項(xiàng)目單位規(guī)定值沖擊彈性%>65密度Kg/m550±50拉伸強(qiáng)度Mpa4.0扯斷伸長率%350熱空氣老化試驗(yàn) 拉伸強(qiáng)度 扯斷伸長率MPa %

12、2.5 300殘余壓縮變形 （70/24h/25%壓縮率）%7脆性溫度-508 設(shè)計(jì)要點(diǎn)8.1 伸縮量和轉(zhuǎn)角計(jì)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(jì)算梁體位移量時(shí)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)TG D62-2004公路鋼筋混凝土技預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 8.6.2-1和8.6.2-2公式計(jì)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)TG D62-2004 8.6.2-3公式計(jì)算。 8.1.1.3

13、 橋梁接縫處由混凝土徐變引起的梁體縮短量lc，按照J(rèn)TG D62-2004 8.6.2-4公式計(jì)算。 8.1.1.4 由制動(dòng)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)TG D62-2004 8.6.2條4進(jìn)行計(jì)算。 8.1.1.5 橋梁接縫處應(yīng)計(jì)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(jì)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(jì)算溫度等引起的橫向伸縮量。 8.1.1.7 橋梁接縫處應(yīng)計(jì)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)，可取=1.

14、21.4。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(jì)安裝寬度和實(shí)際安裝寬度計(jì)算 8.2.1 伸縮裝置的設(shè)計(jì)安裝寬度，設(shè)計(jì)者應(yīng)按選擇的安裝溫度計(jì)算確定。若伸縮裝置實(shí)際安裝溫度與設(shè)計(jì)安裝溫度不同，設(shè)計(jì)者應(yīng)按實(shí)際安裝溫度計(jì)算實(shí)際的安裝寬度。 8.2.2 若安裝溫度在伸縮裝置出廠時(shí)不能確定，生產(chǎn)廠可按伸縮量的中間值組裝出廠。 8.

15、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(duì)垃圾、塵土和水的密封性，必要時(shí)可包括防撞護(hù)攔的伸縮裝置。最低的要求是在24小時(shí)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

16、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(shí)，工形橫梁應(yīng)視需要在支承處設(shè)置成對(duì)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(shí)，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(jì)荷載的靜載計(jì)算、疲勞驗(yàn)算和剛度計(jì)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(dòng)機(jī)構(gòu) 伸縮裝置的位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)宜采用以彈性元件為主的位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。彈性元件應(yīng)通過2 設(shè)計(jì)荷載的計(jì)算，滿足3 設(shè)計(jì)容許應(yīng)

17、力的規(guī)定。 8.6 檢查通道和平臺(tái) 位移量大於320mm的伸縮裝置，應(yīng)在橋梁中設(shè)計(jì)專門的檢查通道和位于伸縮裝置下方的檢查維修平臺(tái)。 8.7 易損件的更換 伸縮裝置的設(shè)計(jì)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(cuò)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

18、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(jì)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/T 1228-1991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/T 722公路

19、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/T 8923-1988涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)中的Sa2.5級(jí)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(jí)應(yīng)大于橋面鋪裝混凝土，并且不應(yīng)低于C4

20、0(纖維混凝土)。 8.12.2 安裝槽深度大于250mm時(shí)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(jí)按8.12.1規(guī)定或不低于梁體混凝土強(qiáng)度等級(jí)。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(jì)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(duì)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