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桥梁伸缩缝宽度的计算
2015-10-22 11:53:37   来源:   评论:0 点击:

影响伸缩装置伸缩量的基本因素1 温度变化 温度变化是影响桥梁伸缩量的主要因素,它分为线性温度变化和非线性温度变化,其中线性温度变化对
影响伸缩装置伸缩量的基本因素 
1.温度变化 
   温度变化是影响桥梁伸缩量的主要因素,它分为线性温度变化和非线性温度变化,其中线性温度变化对桥梁伸缩量影响占据主导地位。桥梁结构在外界特定温度环境,梁体内部温度分布不均匀,梁体端部在材料热性能的变化下产生角变位。对跨径小的桥梁(L≤8m),线膨胀系数很小,可不予考虑;对大跨径桥梁,设计时必须引起足够重视。一般设计时线膨胀系数可按下表数据参考选用: 
 
   温度变化范围及线膨胀系数 
   桥梁种类          温度变化范围          线膨胀系数 
                  一般地区        寒冷地区 
   钢筋混凝土桥 5℃~+35℃       -15℃~+35℃       10×10-6 
      钢桥           -10℃~+40℃     -20℃~+40℃       12×10-6 
      组合钢桥    -10℃~+50℃     -20℃~+40℃       12×10-6 
2.混凝土的收缩和徐变 
   混凝土的收缩、徐变是混凝土构件本身所固有的属性,也是一种随机现象。混凝土的配合比、水灰比、塌落度、水泥品种、温度、相对湿度、混凝土的加载龄期、持荷时间和强度等对混凝土收缩、徐变影响很大。钢筋混凝土桥和预应力混凝土桥均需考虑其收缩和徐变。徐变量按梁在预应力作用下弹性变形乘以徐变系数ф=2求得;收缩量以温度下降20℃来换算。在安装伸缩逢时,收缩和徐变已经发展到一定程度,计算时应以安装时刻为基准,对混凝土收缩和徐变量加以折减。其折减系数β可参考下表选取: 
 
   收缩、徐变折减系数 
   龄期(月)        0.25    0.5 1     3     6     12 24 
   收缩、徐变折减系数β 0.8    0.7 0.6   0.4 0.3 0.2 0.1 
3.桥梁纵向坡度 
   纵坡桥梁中活动支座通常作成水平的,当支座位移时,伸缩缝不仅发生水平变位,而且发生垂直错位(Δd),其值等于水平位移值乘以纵坡tgθ。 
4.斜桥、弯桥的变位 
   斜桥、弯桥在发生支承位移方向的变位(ΔL)时,沿桥端线和垂直于桥端线方向也发生变位,即: 
   Δd=ΔL·SINα ΔS=ΔL·COSα 
   式中,α ----倾斜角,ΔL ----伸缩量 
5.各种荷载引起的桥梁饶度 
   桥梁在活载、恒载的作用下,端部发生角变位,使伸缩装置产生垂直、水平及角变位,如果梁体比较高,还会发生震动。
6.地震 
   地震对伸缩装置变位的影响较为复杂,目前还难以把握,设计时一般不予考虑,但有可靠的资料,能计算出地震对桥梁墩台的下沉、回转、水平移动及倾斜量时,设计时应给予考虑。 
 
桥梁伸缩量的计算 
1.温度变化引起的伸缩量 
   计算公式:ΔLt=(Tmax-Tmin)·α·L 
   ΔLt+=(Tmax-Tset)·α·L 
   ΔLt-=(Tset-Tmin)·α·L 
   式中:ΔLt-----温度变化的伸缩量; 
   ΔLt+ -----温度变化的伸长量; 
   ΔLt- -----温度变化的缩短量; 
   Tmax ------设计最高温度; 
   Tmin ------设计最低温度; 
   Tset ------安装温度; 
   α --------线膨胀系数; 
   L --------伸缩梁长度。 
2.混凝土徐变及收缩引起的伸缩量 
   徐变引起的伸缩量公式:ΔLc=(бp/Ec) ·Ф·β·L 
   收缩引起的伸缩量公式:ΔLs=20×10-5 ·L·β 
   式中:ΔLc -----混凝土徐变的伸缩量; 
   ΔLs -----混凝土收缩引起的伸缩量; 
   σp -----预应力混凝土的平均轴应力; 
   Ec -----混凝土的弹性模量; 
   φ -----混凝土的徐变系数; 
   β -----混凝土收缩、徐变折减系数。 
 
简例 
   某预应力混凝土梁桥,梁长40m;温度变化范围-4。C ~ 
   +42。C;线膨胀系数α=10×10-6;收缩应变ε=20×10-5;徐变系数φ=2.0;收缩、徐变折减系数β=0.6;预应力混凝土的平均轴向应力σp=80kg/cm2;混凝土弹性模量Ec=3.4×105kg/cm2安装温度20οC。 
 
   伸缩量计算: 
   1、温度变化: 
   ΔLt=(Tmax-Tmin)·α·L 
   =46×(10×10-6)×40000 
   =18.4mm 
   ΔLt+=(Tmax-Tset)·α·L 
   =22×(10×10-6)×40000 
   =8.8mm 
   ΔLt-=(Tset-Tmin)·α·L 
   =24×(10×10-6)×40000 
   =9.6mm 
   2、徐变: 
   ΔLc=(бp/Ec) ·Ф·β·L 
   =(80/340000) ×2×0.6×40000 
   =11.3mm 
   3、收缩: 
   ΔLs=20×10-5 ·L·β 
   =20×10-5×40000×0.6 
   =4.8mm 
   故 伸缩量ΔL=18.4+11.3+4.8=34.5mm 
   梁伸长量=8.8mm 
   梁的缩短量=9.6+4.8+11.3=25.7mm,可视为初始压缩量为25.4mm。 
   值得注意的是,在选用伸缩装置时,对伸缩量一般须考虑一定的安全储备(30%左右),保证伸缩装置使用效果和耐久性,此例初始压缩量可取34mm。

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