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伸縮縫是建築工程常用名詞之一,是指在建築過程中沿建築物長度方向每隔一定距離預留的縫隙,防止房屋因氣候變化而產生裂縫。

1 伸縮縫 -伸縮縫

橋樑伸縮縫GQF-C型、GQF-Z型、GQF-E型、GQF-F型、GQF-MZL型,全都是採用熱軋整體成型的異
伸縮縫
型鋼材設計的橋樑伸縮縫產品。其中GQF-C型、GQF-Z型、GQF-L型、GQF-F型橋樑伸縮裝置適用於伸縮量80mm以下的的橋樑, GQF-MZL型橋樑伸縮裝置型是由邊梁、中梁、橫樑和連動機構組成的模數式橋樑伸縮縫裝置,適用於伸縮量80mm-1200mm的大中跨度橋樑.
伸縮縫【expansion joint】指的是為適應材料脹縮變形對結構的影響而在結構中設置的間隙。
伸縮縫又稱溫度縫,是建築工程常用名詞之一。其主要作用是防止房屋因氣候變化而產生裂縫。其做法為:沿建築物長度方向每隔一定距離預留縫隙,將建築物從屋頂、牆體、樓層等地面以上構件全部斷開,建築物基礎因其埋在地下受溫度變化影響小,不必斷開。伸縮縫的寬度一般為2厘米到3厘米,縫內填保溫材料,兩條伸縮縫的間距在建築結構規範中有明確規定。
若建築物平面尺寸過長,因熱脹冷縮的緣故,可能導致在結構中產生過大的溫度應力,需在結構一定長度位置設縫將建築分成幾部分,該縫即為溫度縫。對不同的結構體系,伸縮縫間的距離不同,中國現行規範《混凝土結構設計規範》GB50010-2010對此有專門規定。

2 伸縮縫 -橋樑應用


為滿足橋面變形的要求,通常在兩梁端之間、梁端與橋台之間或橋樑的鉸接位置上設置伸縮縫。

3 伸縮縫 -構造要求


要求伸縮縫在平行、垂直於橋樑軸線的兩個方向,均能自由伸縮,牢固可靠,車輛行駛過時應平順、無突跳與雜訊;要能防止雨水和垃圾泥土滲入阻塞;安裝、檢查、養護、消除污物都要簡易方便。在設置伸縮縫處,欄杆與橋面鋪裝都要斷開。

4 伸縮縫 -設計要點

1、整體設計


合理選定恰當伸縮量的縫隙極為重要,縫隙越大伸縮裝置越容易遭破壞。採用的縫隙過大或過小,以及沒有考慮安裝時的溫度而調整間隙。特別是針對板式橡膠伸縮裝置,易造成破壞。即使是連續橋面,在面層鋪裝上往往也會出現裂紋。因此。要採取預先切割橋面,設置接縫,或用較軟的鋪裝層來吸收裂縫,或者安設小型的伸縮裝置來解決。在較大縱坡的情況下,如不設置考慮適應豎直變位的構造,也容易產生缺陷,引起破壞。伸縮裝置沿橋面縱向,即使伸縮量小,也存在撓度差大的問題,因此,在伸縮裝置構造上要給予重視。伸縮裝置與梁體結合成等強的整體無疑是提高其使用效能的重要手段。除模數式伸縮裝置之外的其他類型的橋樑伸縮裝置,與橋面板的固定、結合往往不夠充分,效果不甚理想,一般構造尺寸較小、剛度不足,而且對新材料的特徵、配合等研究不夠深入,所以在選型時應作充分的比較研究。為防止因雨水而起的漏水現象,雖然在一些鋼製伸縮縫裝置中,對配合部位採取插入密封橡膠或將排水裝置或鋪裝層面層作為容易清掃的型式,或在整個縫隙中灌注填人防水材料的實用型式。對與橋面的雨水,一般應在伸縮裝置附近設集中排水口;對不在日常養護作多次塗漆的構件上,設計上應採用優質耐久的防護材料作有效的處理。2、實例設計


在設計方面,有些設計者誤認為上部構造梁板的實際預製長度與理論長度之差就是橋兩端伸縮縫的寬度。就一孔20m長的簡支梁橋為例,有些設計人員照本宣科,把兩端各設一道縫寬2cm的伸縮縫。實際上按溫差45℃設計,伸縮量按下式計算:
△L=△Lt+△Ls+△Lc+△Ld+△ALe,△Ltf=△taL。
式中:△Lt—溫度變化產生的伸縮量;
a—線膨脹係數,混凝土a=10×10-6,鋼a=12×10-6;
L—伸縮梁的長度;
△Ls,△Lc—由於混凝土收縮和徐變影響而產生的收縮;
△Ld—梁端轉角產生的變形量;
△Le—製造安裝誤差。
膨脹係數n=10×10-6,乾燥收縮度20×10-5,徐變係數ψ=2.0,預應力引起的平均軸嚮應力σ=6N/mm2,混凝土的彈性模量Eh=30000N/mm2,施加預應力后三個月的遞減係數=0.4,則:△=45×10×10-6×20000=9mm,△L=20×aLβ=20×10×10-6×20000×0.4=1.6mm。△L=σ/EhψLβ=6/30000×2×20000×0.4=3.2mm。設梁端旋轉水平變形△Ld=3mm。總伸縮量△L=9+1.6+3.2+3=16.8mm。按此計算,只在一端(若系坡橋只在高處一端)留一道縫寬2cm的伸縮縫即可,另一端橋面鋪裝與背牆連續,這樣,既節約了資金,又減輕了跳車。
合理預留伸縮縫寬度,可使其在夏季擠緊,到冬季溫度降低時才會拉開,從而有效提高伸縮縫壽命,減小橋頭跳車。據觀察伸縮縫擠壞的很少,大部分是縫太寬,引起跳車,跳車越嚴重縫破壞的越快,形成惡性循環。另外混凝土還有相當高的抗壓強度,只要擠壓在規定範圍內,對橋樑結構不會造成影響。由此可見在伸縮縫的設計中,採用安全係數較大的伸縮縫寬度,是完全沒有必要的。3、 結語


橋樑伸縮縫的破壞,對橋樑使用性能以及通車都會帶來嚴重的影響,因此必須加強橋樑伸縮縫的優化設計,從伸縮縫類型、結構以及環境等相關因素進行強化設計,才能確保伸縮縫在今後的使用中,滿足橋樑使用性能。

5 伸縮縫 -型號


伸縮縫按照性能及安裝方法可以分為:GQF-C型、GQF-Z型、GQF-L型、GQF-F型、
其中GQF-MZL型數模式橋樑伸縮縫裝置,是採用熱軋整體成型的異型鋼材設計的橋樑伸縮縫裝置. GQF-C型、GQF-Z型、GQF-L型、GQF-F型伸縮縫裝置適用於伸縮量80mm以下的的橋樑接縫, GQF-MZL型、GQF-160型、GQF-240型、GQF-320型等伸縮縫裝置是由邊梁、中梁、橫樑和連動機構組成的模數式橋樑伸縮縫裝置,適用於伸縮量80mm-1200mm的大中跨度橋樑.

6 伸縮縫 -施工工序


無論是水泥混凝土還是瀝青混凝土路面,均應採用反開槽施工:預留槽口放樣→切割伸縮縫預留槽→調整伸縮縫預埋鋼筋→清除槽口雜物→安放伸縮裝置→標高檢查→鎖定綁紮鋼筋→支模→檢查澆築混凝土。

7 伸縮縫 -控制要點


1、梁板上的預埋鋼筋如果位置不對或者是漏預埋了,則需要採用植筋的方法把鋼筋補上。
2、切割后要清理乾淨,鏈接錨固。
3、鋼筋焊接焊縫要夠,焊接要牢固。
4、混凝土的表面標高要正確,防止跳車。
5、伸縮縫錨固牢靠,不鬆動,伸縮性能有效。
6、混凝土的養護時間要夠,不要因為養護時間不夠而開放交通。

8 伸縮縫 -安全安裝


1、我們要求施工單位將伸縮縫吊裝就位,檢查其中心線與梁縫中心線是否重合,其頂面與路面標高是否一致,及時進行調整。將預娩鋼筋和伸縮縫錨固件焊接牢固,再橫穿12或16水平鋼筋。一定要立即拆除伸縮縫定位壓板,鏨去定位螺絲,並用角向砂輪磨去焊疤,補上油漆。用膠粘紙帶或木板密封伸縮縫頂面縫口,在槽口部位即澆築50號混凝土;用插入式振動棒,充分振搗密實。抹平混凝土過度段表面。用直尺檢查伸縮縫頂面、過度段,應盡量與路面平順。做好混凝土養生後方可通車。帶有防撞牆,人行道結構的伸縮縫,參造上述安裝工序作業。
2、安裝前應檢查伸縮縫是否有出廠合格證、使用說明書等,並約請監理、設計及有關人員對伸縮縫外觀、幾何精度進行檢查驗收,合格後方可使用。在橋樑上進行劃線、切割:根據設計位置放出伸縮縫中線,並按設計尺寸從中線位置量測伸縮縫混凝土保護帶邊線,用混凝土切縫機按所畫邊線切割橋面瀝青混凝土。為保證切邊不受損壞,可分兩次切割。第一次切縫距離保護帶邊線預留5cm,待澆築混凝土前,再沿準確邊線進行第二次切割。切縫要求順直、準確,切割時注意不要破壞橋面防水層,將防水層捲起予以保護。
3、一定要及時進行橋面的清理、填塞間隙:人工配合空壓機清除切割範圍內的瀝青混凝土,並鑿除鬆散混凝土,同時將縫內的雜物清理乾淨。縫寬一定要滿足設計寬度要求,清理後用苯板將伸縮縫堵嚴。恢復預埋錨筋,預留鋼筋數量要與設計圖紙相符,若不相符要及時補焊。用空壓機再次清理。為預防伸縮縫安裝過程中焊花燒壞泡沫板,可在泡沫板兩側用鋼板或鐵皮覆蓋保護。
4.當要安裝的伸縮縫就位用吊車吊運時,應檢查好吊車的吊鉤,防止脫鉤,吊裝時應嚴格按照廠家預留的吊位進行吊裝,並按照設計圖紙綁軋鋼筋。在固定過程中採用拉線的方法控制伸縮裝置的中線和直順度,用長度大於3m具有足夠剛度的工字鋼或鋁合金鋼搭放在伸縮縫兩側來控制高程。工字鋼沿垂直伸縮縫的方向以1m間距放置,並與縫兩側路面壓緊,用木楔將伸縮縫型鋼墊平,然後用3m直尺配合自製小門架逐段精確調平,調平過程中應採用鋼楔。伸縮縫就位后,應調整伸縮縫的中線及標高,標高根據縫兩側5m範圍內的實測路面標高確定。

9 伸縮縫 -注意事項


1、伸縮裝置因受運輸長度限制,可分段製造,現場拼接。存放在工地的伸縮裝置應平行放置,不得交叉堆放,以防變形。
2、出廠時,連接卡具僅為運輸方便而設,縫隙並不是定位置。伸縮裝置安裝時,應在監理工程師的認可下方可進行。如設計文件上有規定,以橋樑設計文件所規定的為依據。
3、伸縮裝置吊裝就位前,應將預留槽內的混凝土打毛,清掃乾淨。安裝時伸縮裝置順橋向的寬度a值,應對稱放在伸縮縫的間隙上,並使其頂面標高與設計標高吻合后墊平,然後穿放衡向的聯接水平鋼筋,將伸縮裝置上的錨固鋼筋與樑上預埋鋼筋兩側焊牢(盡量增加焊接點與焊接長度,以延長伸縮裝置的使用壽命),放鬆卡具,使其自由伸縮,此時伸縮裝置已進入工作狀態。
4、完成上述工序后,安裝必要模板,以防止沙漿流入伸縮縫內,然後認真用水清洗。在混凝土預留槽內澆築大於C50的混凝土。澆築混凝土時應採取必要的措施,振搗密實。
5、砼初凝后,拔掉模板,及時清除伸縮縫內及異型鋼裝膠帶槽內的異物。

類別

型式

種類

說明

對接式

填塞對接型

瀝青、木板填塞型

以瀝青、木板、麻絮、橡膠等材料填塞縫隙的構造(在任何狀態下,都處於壓縮狀態)

U型鍍鋅鐵皮型




矩形橡膠條型




組合式橡膠條型




管形橡膠條型




嵌固對接型

C型

採用不同形狀的鋼構件將不同形狀橡膠條(帶)嵌固,以橡膠條(帶)的拉壓變形吸收梁變位的構造


CQ型




FQ型




ZF型




鋼製
支承式

鋼製型

鋼梳齒板型

採用面層鋼板或梳齒鋼板的構造

鋼板疊合型




橡膠組合剪切式

板式橡膠型

BF型

將橡膠材料與鋼件組合,以橡膠的剪切變形吸收梁的伸縮變位,橋面板縫隙支承車輪荷載的構造

模數
支承式

模數式

XF Ⅱ型

採用異型鋼材與橡膠密封帶組合的支承式構造

GQF-MZL型




無縫式

暗縫型

TST彈塑體

以路面等變形吸收梁變位的構造

10 伸縮縫 -類型


1、鍍鋅薄鋼板伸縮縫。這是一種簡易的伸縮縫上,目前在中小跨徑的裝配式簡支梁橋上,當梁的變形量在20-40mm以內時常選用。
2、鋼伸縮縫。鋼伸縮縫由鋼材製作,它能直接承受車輛荷載,並根據伸縮量的大小調整鋼蓋板的厚度,鋼伸縮縫也宜於在斜橋上試用。它的構造比較複雜,只有在溫差較大的地區或跨徑較大的橋樑上才採用。當跨徑很大時,一方面要加厚鋼板,另一方面需要採用更完善的梳形鋼板伸縮縫。
3、橡膠伸縮縫。它是以橡膠帶作為跨縫材料。這種伸縮縫的構造簡單,使用方便,效果好。在變形量較大的大跨度橋上,可以採用橡膠和鋼板組合的伸縮縫。

11 伸縮縫 -衝擊改進


剛性橋台結構與柔性路堤在行車荷載反覆作用下,由於人工填土變形或天然土基的固結沉降等因素產生的較大差異沉降將造成橋頭跳車。橋頭跳車不僅直接影響行車的舒適性,增加行車風險,同時車輛在橋頭的頻繁剎車、制動、衝擊也加劇了伸縮縫兩側路面的損壞。因此,解決橋頭跳車一直是高速公路設計中很受重視的難題。
改進思想:
處置橋頭跳車的辦法許多,如:台後換料、提早予壓、複合地基、土工格柵、加筋橋台等,而設置橋頭搭板是最遍及的做法,河北省基本上悉數採用了橋頭搭板處置計劃。
幾年來,對橋頭搭板及彈性縫的結構描繪遍及沿襲一種傳統習氣做法,即:在主梁與橋台背牆間設彈性設備,而在背牆後面的牛腿上放置橋頭搭板,搭板與橋台背牆間構成結構上的通縫。實踐工程查詢證明這種結構型式運用作用不抱負,不能有用處理橋頭跳車,有必要進行改善。
改善搭板的結構方式壞處:
1、橋台背牆與搭板端之間存在一條橫向貫穿的硬接縫,固然懇求施工時在接縫中填充瀝青麻絮作為隔水資料,但在實踐運用中由於接縫處的脹縮變形、板端轉變,極易構成瀝青砼鋪裝層的損壞。這種損壞的結果是路面開裂,地表水沿接縫下滲直接沖蝕台背填土,使得台背填土鬆軟變形或丟失淘空,構成該處路基發作沉降,搭板下呈現空泛。
2、搭板尾端的沉降將使前端發生轉角和豎向變位,使接縫兩頭構成高度差。由於該縫與彈性縫間隔間隔很短,汽車疾速顛末此處時,會呈現兩次接連跳車,跨徑越大,填土越高,搭板越長時跳車越顯著,振蕩也就越大。
3、汽車在橋頭處的重複剎車、制動及跳車構成的衝擊荷載加重了縫側路面及伸縮裝置的損壞。
解決以上問題能實現減少伸縮縫的衝擊及其橋頭搭板弊端,實現伸縮縫的長期使用,減少更換的次數。

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