模数式伸缩装置

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1、模数式伸缩装置通用技术条件序言为 使 公 路 桥 梁 伸 缩 装 置 的 设 计 符 合 技 术 先 进 、 安 全 可 靠 、 耐 久 适 用 、 经 济 合理 的 要 求 ， 为 弥 补 公 路 桥 梁 伸 缩 装 置 无 设 计 规 范 ， 中 国 交 通 企 业 管 理 协 会 路桥 配 套 产 品 工 作 委 员 会 专 家 委 员 会 组 织 本 行 业 的 技 术 人 员 制 订 了 本 指 南 。 本 指 南 适 用 于 公 路 桥 梁 一 般 伸 缩 装 置 的 设 计 ， 不 适 用 于 弹 塑 体 伸 缩 装 置 、聚 合 物 混 凝 土 伸 缩 装 置 、 减 震 伸

2、缩 装 置 的 减 震 设 计 ， 也 不 适 用 于 橡 胶 伸 缩 装置 的 设 计 。 1 伸 缩 装 置 的 寿 命符 合 现 行 公 路 桥 涵 设 计 规 范 车 辆 荷 载 的 伸 缩 装 置 ， 其 钢 构 件 的 寿 命 为 四十 年 ， 橡 胶 及 高 分 子 材 料 件 的 寿 命 为 十 五 年 。 2 设 计 采 用 的 荷 载2.1 静 力 荷 载 2.1.1 竖 向 力 静 力 荷 载 竖 向 力 静 力 荷 载 为 JTG D60-2004 公 路 桥 涵 设 计 通 用 规 范 4.3.所规 定 的 车 辆 荷 载 后 轴 重 力 标 准 值 140KN 和

3、（ 1+ ） 的 乘 积 值 ， 其 中 冲 击 系数 =0.45。 2.1.2 双 向 力 静 力 荷 载 竖 向 力 静 力 荷 载 为 JTG D60-2004 4.3.所 规 定 的 车 辆 荷 载 后 轴 重 力 标 准值 140KN,水 平 力 静 力 荷 载 为 车 辆 荷 载 后 轴 重 力 产 生 的 制 动 力 42KN， 制 动 力的 着 力 点 在 伸 缩 装 置 顶 面 上 。 2.2 疲 劳 荷 载 2.2.1 竖 向 力 疲 劳 荷 载 竖 向 力 疲 劳 荷 载 为 JTG D60-2004 4.3 所 规 定 的 车 辆 荷 载 后 轴 重 力 标 准值 14

4、0KN 和 (1+ )的 乘 积 值 。 其 中 冲 击 系 数 =0.45。 2.2.2 双 向 力 疲 劳 荷 载 双 向 力 疲 劳 荷 载 为 JTG D60-2004 4.3 所 规 定 的 车 辆 荷 载 后 轴 重 力 标 准值 及 冲 击 力 140KN1.45=203KN， 以 1/3 的 斜 率 作 用 在 伸 缩 装 置 上 ， 所 产 生的 竖 向 力 疲 劳 荷 载 为 140KN1.45cos(arctg1/3)=192.58KN, 所 产 生 的水 平 力 疲 劳 荷 载 为 140KN1.45sin(arctg1/3)=64.19KN 2.3 荷 载 布 置 2

5、.3.1 伸 缩 装 置 上 纵 桥 向 荷 载 布 置 为 车 辆 荷 载 的 单 后 轴 或 双 后 轴 ， 见JTG D60-2004 图 4.3.1-2； 横 桥 向 荷 载 布 置 为 一 辆 或 二 辆 车 辆 荷 载 后 轴 的 二个 轮 重 ， 见 JTG D60-2004 图 4.3.1-3； 荷 载 在 横 桥 向 及 纵 桥 向 均 应 布 设 在对 所 考 虑 的 细 部 产 生 最 大 应 力 或 挠 度 的 位 置 上 。 2.3.2 静 力 荷 载 施 加 在 伸 缩 装 置 伸 缩 量 最 大 时 的 状 态 。 对 于 模 数 式 伸 缩装 置 ， 车 辆 荷

6、 载 后 轴 的 轮 重 施 加 在 一 根 中 梁 上 。 对 于 其 他 伸 缩 装 置 ， 车 辆 荷载 后 轴 的 轮 重 施 加 在 二 根 边 梁 （ 或 梳 齿 板 、 波 形 板 ） 上 。 2.3.3 疲 劳 荷 载 施 加 在 伸 缩 装 置 伸 缩 量 中 值 时 的 状 态 ， 按 轮 重 着 地 长 度所 作 用 在 异 型 钢 的 梁 顶 宽 度 进 行 荷 载 分 配 。 3 设 计 容 许 应 力3.1 钢 材 容 许 应 力 按 JTJ 025-86 公 路 桥 涵 钢 结 构 及 木 结 构 设 计 规 范 表 1.2.5 采 用 。 但 要 根 据 构 件

7、 的 厚 度 选 择 相 应 钢 材 厚 度 的 屈 服 强 度 进 行 调 整 ，并 取 5 的 倍 整 数 。 3.2 普 通 钢 筋 的 抗 拉 容 许 应 力 ： 一 级 钢 筋 =140 Mpa,二 级 钢 筋 =200 Mpa。 3.3 承 受 拉 力 焊 缝 的 容 许 应 力 与 基 本 钢 材 的 容 许 应 力 相 同 。 承 受 剪 力 焊缝 的 容 许 应 力 与 基 本 钢 材 的 容 许 剪 应 力 相 同 。 二 种 不 同 强 度 钢 材 的 焊 接 ， 取强 度 低 的 为 基 本 钢 材 。 3.4 承 受 斜 弯 曲 的 构 件 ， 其 容 许 应 力 增

8、 大 系 数 C=1+0.3( w1/ w2) 1.15。 式 中 w1, w2 -为 验 算 截 面 上 由 于 作 用 在 两 相 互 垂 直 平 面 的 弯 矩 所 产生 的 较 小 和 较 大 的 应 力 。 3.5 各 种 钢 构 件 或 连 接 的 疲 劳 容 许 应 力 按 JTJ 025-86 表 1.2.17-2 和表 1.2.17-4 规 定 计 算 。 3.6 承 压 支 承 的 容 许 压 应 力 15.0Mpa； 在 承 压 应 力 计 算 中 ， 只 考虑 支 承 中 加 劲 钢 板 的 有 效 支 承 面 积 。 3.7 压 缩 控 制 弹 簧 静 力 荷 载 的

9、 容 许 压 应 力 3.0Mpa， 容 许 应 变 =60%。 3.8 剪 切 控 制 弹 簧 静 力 荷 载 的 容 许 剪 应 力 1.5Mpa， 容 许 应 变 =80%。 3.9 压 紧 支 承 静 力 荷 载 的 容 许 压 应 力 3.0Mpa， 容 许 应 变 =15%；疲 劳 荷 载 的 容 许 压 应 力 1.0Mpa， 容 许 应 变 =5%。 4 设 计 容 许 挠 度4.1 中 梁 、 边 梁 、 波 形 板 跨 中 最 大 挠 度 不 得 大 于 （ 1/600） L（ L-计算 跨 径 ） 。 4.2 横 梁 跨 中 最 大 挠 度 不 得 大 于 （ 1/600

10、） L（ L-计 算 跨 径 ） 。 4.3 梳 齿 板 端 的 最 大 挠 度 不 得 大 于 （ 1/300） L1（ L1-悬 臂 长 度 ） 。 注 ： 挠 度 计 算 中 钢 材 的 弹 性 模 量 E=2.110Mpa。 5 设 计 方 法5.1 按 JTJ 025-86 的 规 定 采 用 容 许 应 力 设 计 ， 并 验 算 伸 缩 装 置 及 其 构件 的 疲 劳 强 度 。 5.2 模 数 式 伸 缩 装 置 中 关 键 零 部 件 如 ： 位 移 控 制 弹 簧 、 压 紧 弹 簧 等 的 设计 除 通 过 结 构 计 算 外 ， 尚 须 进 行 静 动 载 试 验 验

11、 证 。 5.3 伸 缩 装 置 承 重 结 构 疲 劳 试 验 的 加 载 频 率 不 应 大 于 5Hz， 疲 劳 次 数不 应 小 于 210 次 。 6 伸 缩 装 置 在 桥 梁 中 的 布 置6.1 伸 缩 装 置 的 布 置 应 根 据 桥 梁 的 总 体 布 置 和 几 何 构 造 ： 纵 坡 、 横 坡 、平 面 曲 率 、 支 座 布 置 、 三 向 位 移 的 方 向 和 量 值 确 定 。 6.2 桥 梁 伸 缩 缝 处 的 纵 向 水 平 位 移 小 于 5mm， 垂 直 位 移 小 于 0.5mm 时 ，无 需 安 装 伸 缩 装 置 ， 可 在 接 缝 中 设 置

12、 弹 性 的 和 防 水 的 密 封 材 料 。 6.3 弯 桥 伸 缩 装 置 应 设 置 在 曲 率 半 径 上 ， 其 沿 桥 梁 轴 线 两 侧 不 同 点 处 的伸 缩 量 应 考 虑 平 面 曲 率 半 径 所 引 起 的 增 大 或 减 小 量 。 对 于 模 数 式 伸 缩 装 置 ，在 行 车 道 外 缘 处 的 两 中 梁 或 中 、 边 梁 之 间 的 最 大 宽 度 不 得 大 于 80mm。 6.4 桥 梁 凹 形 竖 曲 线 的 低 点 处 ， 不 应 设 置 伸 缩 装 置 。 7 材 料7.1 位 于 TJG D60-2004 附 录 B 中 的 温 热 和 寒

13、 冷 地 区 伸 缩 装 置 ， 累 年 日最 低 气 温 平 均 值 在 Ts -18 ， 承 重 结 构 的 钢 材 和 异 型 钢 材 应 符 合 GB/T 700 碳 素 结 构 钢 和 GB/T 1591 低 合 金 高 强 度 结 构 钢 中 Q235 B 和Q345 B 级 质 量 要 求 。 位 于 严 寒 地 区 的 伸 缩 装 置 ， 其 承 重 结 构 的 钢 材 和 异 型 钢材 按 照 所 在 地 区 累 年 日 最 低 气 温 平 均 值 Ts， 为 -19 Ts -34 或 -35 Ts -51 时 ,选 用 GB/T 700 和 GB/T 1591 中 Q235

14、 和 Q345 的 相 应 C 或 D质 量 等 级 钢 材 。 7.2 受 海 水 和 侵 蚀 性 物 质 影 响 (JTG D62 表 1.0.7 所 列 的 类 和 类 环境 类 别 )环 境 中 ,伸 缩 装 置 的 钢 材 应 采 用 强 度 级 别 相 同 的 低 碳 耐 腐 蚀 钢 ， 并 符合 GB/T 4172 耐 侯 结 构 钢 的 规 定 。 7.3 承 压 支 承 的 橡 胶 的 物 理 机 械 性 能 应 符 合 下 表 一 中 的 要 求 。 承 压 支 承 的 橡 胶 的 物 理 机 械 性 能 表 一 项目 单位 天然橡胶硬度 IRHD 603拉伸强度 Mpa

15、18扯断伸长率 % 450粘结剥离强度 Mpa 10脆性温度 -50残余压缩变形 （70/22h/30%压缩率） % 157.4 压 紧 支 承 的 橡 胶 的 物 理 机 械 性 能 应 符 合 下 表 二 中 的 要 求 。 压 紧 支 承 橡 胶 的 物 理 机 械 性 能 表 二 项目 单位 天然橡胶冲击弹性 % 4762硬度 IRHD 703拉伸强度 Mpa 14扯断伸长率 % 250粘结剥离强度 Mpa 10脆性温度 -50残余压缩变形 （70/22h/30%压缩率） % 307.5 密 封 橡 胶 带 的 橡 胶 的 物 理 机 械 性 能 应 符 合 下 表 三 中 的 要 求 。 密 封 橡 胶 带 物 理 机 械 性 能 表 三 项 目 单 位 三元乙丙橡胶 氯丁橡胶硬度 IRHD 605 605拉伸强度 Mpa 12 13.5扯断伸长率 % 400 350撕裂强度 Mpa 10 25冲击弹性 % 30 30脆性温度 -60 -40恒定压缩永久变形 （70*24h,25%压缩率） % 20 20耐臭氧老化 （20%伸长，40*96h)0.5*10% 无龟裂0.1*10% 无龟裂热空气老化 试验条件 拉伸强度降低率 扯断伸长率降低率 硬度变化h % % IRHD70*168 15 25 01070*168 15 25