淺析城市橋梁伸縮裝置性能要求及選擇建議

王銀芳

（四川零公里工程構件有限責任公司 新津 611430）

城市橋梁伸縮裝置和普通公路橋梁伸縮裝置一樣，主要滿足橋梁因溫度、混凝土徐變、動載等引起的橋梁伸長和縮短變化［1］，但由于其使用在城市人員和車流量密集的特定區域，所以對其性能也有特殊的要求。本文對城市環境使用的伸縮裝置所應具有的性能進行簡要分析，并對可行的結構進行簡單介紹。

1 低噪聲要求

與公路橋梁不同，城市人口密集，道路橋梁往往與人們的辦公、生活區距離較近，車輛通過時產生的噪聲常常嚴重影響人們的生活。其中車輛通過橋梁伸縮裝置時產生的噪聲尤為刺耳［2］。設計一種低噪聲的伸縮裝置成為技術工作者的工作目標。

通過調查與分析，認為車輛在通過常規伸縮裝置時，之所以產生較大的噪聲，是由于車輪從一根型鋼運動到另一根型鋼，在跨越型鋼之間的間隙時沒有任何過渡而直接躍過，形成沖擊，這種沖擊是導致常規伸縮裝置產生噪聲的根源。合理設計車輪進入伸縮裝置的方式，減少沖擊成為降低噪聲的關鍵。

本文在以上分析的基礎上提供2種降低噪聲的方案供參考。第一種方案是在常規伸縮裝置的型鋼之間增加過渡裝置，當車輛通過伸縮裝置時，車輪從一根型鋼運動到另一根型鋼時，整個車輪是沿著鋸齒形的過渡裝置逐漸離開型鋼，同時沿著鋸齒形的斜面逐漸運動到另一根型鋼，車輪在跨越伸縮裝置型鋼的整個運動過程中，沒有對型鋼產生較大沖擊，故車輛在通過伸縮裝置時噪聲較小。該方案已在北京、上海、深圳等城市橋梁中得到應用，試驗數據表明和常規模數式伸縮裝置相比，增加了過渡裝置的伸縮裝置降噪效果明顯，降噪比例可達到70%。方案一結構見圖1。

圖1 降噪伸縮裝置結構示意圖

第二種方案是采用常規梳齒板式伸縮裝置［3］，當大小齒板隨兩端的梁體靠近或分開時，大小齒板的齒頂與齒根靠近或分開，從而實現伸縮裝置的伸縮運動。但梳齒板伸縮裝置與普通的伸縮裝置相比，在實現伸縮的過程中由于大小齒板齒部的凹凸交錯特點，使得在產生位移的過程中大小齒板并沒有完全分開，這就使得車輪在通過這種伸縮裝置表面時過渡平穩，不會對其產生沖擊，從而降低了噪聲，增加了行車的舒適性。一般在具體選擇伸縮縫類型時，應充分考慮伸縮裝置成本和其性能適應性，對位移量和轉角要求較小的橋梁，推薦優先選用梳齒板結構伸縮裝置，該結構對橋梁的安裝深度要求較低，結構簡單，且造價相對較低。對位移量和轉角要求較大的伸縮裝置，應考慮采用降噪伸縮裝置，該類伸縮裝置結構復雜，造價高，但能適應的位移量和轉角大，性能可靠，是大型城市橋梁伸縮裝置的較好選擇。方案二見圖2。

圖2 梳齒板伸縮裝置結構示意圖

2 可靠防水和排水性

城市橋梁往往立體交叉，一座橋的漏水往往影響到橋下另一座橋或道路的正常通行，所以可靠的防水設計對城市橋梁非常重要。常規模數式伸縮裝置在相鄰型鋼之間采用防水膠帶的方式防止路面積水從伸縮裝置處漏下，此種方式已被證明可靠。但隨著梳齒板式伸縮裝置在城市橋梁的大量應用，其防水和排水的可靠性仍然不盡完善（見圖3），梳齒板式伸縮裝置防水膠帶在伸縮裝置下面，積水標高低于路面，積水無法從路面排出，故此處雨水的排放必須設計雨水收集系統并設法與橋墩處的排水管相連才能解決。一般漏水主要發生在以下幾種情況：①防水膠帶脆裂，導致雨水在收集過程中即發生泄漏；②雨水導出裝置設置不合理，因導出管太小或無防堵構造，導致雨水導出不暢引起漏水；③與排水管連接不規范導致連接處漏水。

以上是常見的漏水發生原因，針對以上幾個因素，筆者建議，在防水膠帶的選擇上務必選擇耐老化性能好的材質（如氯丁橡膠或聚丙烯橡膠），導出管的設置要考慮到泥土、樹葉等雜物可能造成的堵塞，設置過濾結構，導出管與排水管的連接要預先與排水管施工單位溝通，預留導出管接入接口。

3 易維護，更換方便快捷

城市車流量大，留給日常養護和維修的時間非常有限，這就要求作為橋梁主要構件的伸縮裝置也必須滿足易維護，更換方便快捷的特點。

分析近年對城市橋梁伸縮裝置的維修案例，發現大部分損壞發生在車流量較大的主車道且損壞部位很短，維修和更換局部損壞部位對大部分類型的伸縮裝置操作起來并不簡單。由于大部分伸縮裝置為整體結構，要更換局部，就必須將損壞部位從相鄰結構上切割下來，重新按切割長度制作新結構再焊接到原結構上；另外大部分伸縮裝置與梁體的錨固采用焊接，要將損壞部位更換，必須將錨固區混凝土清除，再割斷錨固鋼筋才能將損壞伸縮裝置取出來。

以上2個過程往往花費大量人力和時間。如果將伸縮裝置設計成分段結構，伸縮裝置與梁體的錨固采用螺栓連接形式，這2個過程將大大簡化。常規伸縮裝置中梳齒板伸縮裝置能很好地滿足以上要求，該類伸縮裝置每個單元長度一般約1 m，伸縮裝置通過螺栓與梁體錨固，局部損壞后更換非常快捷，很適合在城市橋梁中使用，見圖4。

圖4 梳齒板伸縮裝置實景圖

此外在伸縮裝置的維修更換中，混凝土養生占用時間非常長，尋找一種能快速凝固的建筑材料，是提高養護維修效率的有效途徑。經過近年的不斷探索，從國外引進一種高分子材料，靠高分子材料將伸縮縫裝置與橋梁體粘接而成，不需要混凝土作為填充材料，而高分子材料的凝固時間為2～3 h。因此，對于工期要求較緊的橋梁或舊橋改造工程，該材料將是首選施工材料，該施工材料已在廣州、深圳和杭州等城市伸縮裝置施工中得到成功應用，效果較好，值得大力推廣。圖5為利用高分子材料安裝的伸縮裝置實景圖。

圖5 高分子材料施工實景圖

4 結論

（1）選擇恰當結構的伸縮裝置能有效降低車輛通過伸縮裝置時的噪聲。

（2）可靠的防水和排水設計在梳齒板伸縮裝置結構中應特別得到重視。

（3）選擇快速凝固材料是縮短養護時間，提高維修效率的可行途徑。

［1］ 李揚海.公路橋梁伸縮裝置［M］.北京：人民交通出版社，1997.

［2］ 劉硯華.我國城市噪聲污染現狀與特征［M］.中國環境監測，2009（8）：88-90.

［3］ JT／T723－2008單元式多向變位梳形橋梁伸縮裝置［S］.北京：人民交通出版社，2008.