摘要：我國橋梁由于伸縮縫裝置的破壞而遭受不同程度毀壞的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，各國學(xué)者尋求最好伸縮縫結(jié)構(gòu)的結(jié)論是“最好的伸縮縫結(jié)構(gòu)是無伸縮縫”。本文簡要綜述了無伸縮縫橋梁在美國的發(fā)展情況及使用過程中的主要問題，并對(duì)無伸縮維橋梁設(shè)計(jì)中的一些問題進(jìn)行了初步討論。期待在我國開展對(duì)無伸縮縫橋梁的研究和實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：無伸縮縫橋梁 發(fā)展 綜述
一、概述
公路橋梁的伸縮鍵是當(dāng)今橋梁施工和維護(hù)中的難題之一。橋梁的伸縮維長期暴露在大氣中，使用環(huán)境比較惡劣，是橋梁結(jié)構(gòu)中最易遭到破壞而又較難以修補(bǔ)的部位。橋梁伸縮鍵在設(shè)計(jì)、施工上稍有缺陷或不足，就會(huì)引起其早期破壞；而橋梁伸縮縫的破壞，又可能引起很大的車輛沖擊荷載，惡化行車狀況，急劇降低橋梁使用壽命。世界各國的學(xué)者都在努力尋求最好的伸縮縫結(jié)構(gòu)，得到的結(jié)論是“最好的伸縮縫結(jié)構(gòu)是無伸縮縫”[1].
無伸縮縫橋梁的建造在美國已有較長的歷史。它的設(shè)計(jì)除了整體式橋臺(tái)以及引道板與路面連接處的構(gòu)造不同外，與一般橋梁設(shè)計(jì)原理基本相同。在完成主梁施工后，采用一些特殊措施將主梁、樁基礎(chǔ)、橋臺(tái)做成整體式，形成無伸縮縫橋梁。目前這種橋型在美國發(fā)展很快，遍及 90％的州，僅在田納西一個(gè)州就有1000多座無伸縮縫橋梁，橋型涉及鋼橋、混凝土橋、直橋和曲線橋。鋼橋最大長度做到127m，混凝土橋最大長度已達(dá)到358m[1，2].
無伸縮縫橋梁不但大大改善了行車狀況，減少車輛的沖擊和提高橋梁使用壽命，還具有如下優(yōu)點(diǎn)：①由于取消了兩端伸縮縫，降低了橋梁造價(jià)及養(yǎng)護(hù)費(fèi)用；②使縱、橫向的活荷載分布更加均勻；③增加了橋梁的超靜定約束和抵抗各種災(zāi)難事件的能力；特別對(duì)于地震，由于它消除了落梁現(xiàn)象，提高了橋梁的抗震能力[3]；④橋臺(tái)只需設(shè)置垂直樁，可以減少樁的數(shù)量，加速施工進(jìn)度心橋梁的安裝誤差也可適當(dāng)放寬；等等。
盡管此類橋梁在美國已經(jīng)成功地使用了很長時(shí)間（歐洲、日本在一些橋梁中也已開始使用），但至今還沒有一個(gè)比較科學(xué)的設(shè)計(jì)理理論[4].目前的設(shè)計(jì)方法基本上依賴于經(jīng)驗(yàn)與觀察，一些學(xué)者認(rèn)為，無伸縮縫橋梁的發(fā)展完全是建立在失敗與成功的教訓(xùn)上[3].
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，公路交通量急劇增大，公路上行駛車輛的行駛速度和車輛的軸重不斷增加，我國橋梁由于伸縮縫的破壞而遭受不同程度毀壞的現(xiàn)象也十分嚴(yán)重。根據(jù) 1990年的調(diào)查資別到，北京市公路管理處、天津市橋梁管理所等13個(gè)城市的橋梁管理部門所管理的橋梁總數(shù)為2490座，調(diào)查了556座，占橋梁總數(shù)的22.3％，其中伸縮裝置已被破壞的橋梁數(shù)為271座，占被調(diào)查橋梁總數(shù)的48.7％。
除北京之外的上述仁座城市建設(shè)管理部門，曾在1989年底到1990年初對(duì)所管轄的242座橋梁的伸縮裝置的現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查，橋梁伸縮裝置完好的為62座，僅占調(diào)查數(shù)的26％。
上述資料表明，我國橋梁伸縮裝置的破壞率很高，情況相當(dāng)嚴(yán)重。文獻(xiàn)［5」還列舉了其他一些大橋伸縮裝置的破壞情況。例如：
湖北省沙洋漢江流水大橋，為主跨113m的多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，調(diào)查發(fā)現(xiàn)伸縮裝置的鋼齒板已損壞脫落，錨固件外露，時(shí)常戳破汽車輪胎，駕駛員叫苦不迭。
湖北省武漢市江漢大橋的鋼板伸縮裝置處大量滲水，造成鋼板大面積銹蝕。
天津市東環(huán)路立交橋的板式橡膠伸縮裝置出現(xiàn)橡膠開裂，鋼板外露，錨固件脫落。
大連市香甘立交橋鋼平板伸縮裝置在通車后不久便損壞嚴(yán)重，汽車經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈顛簸，沖擊梁端，使主梁端部混凝土破碎，嚴(yán)重影響正常的交通運(yùn)輸。
遼寧省香爐礁立交橋，主干道東北路段全長2023m，共設(shè)板式橡膠伸縮裝置24道，普遍出現(xiàn)兩側(cè)鋪裝破碎，橡膠板松動(dòng)斷裂，破壞嚴(yán)重的約占90％。
陜西省西（安）寶（雞）一級(jí)公路上咸陽渭河大橋，通車不到四個(gè)月，氣溫變化還未達(dá)到全年最高氣溫，全橋的板式橡膠伸縮裝置已變形隆起，超過規(guī)定值；鋼板與橡膠剝離，有的還相當(dāng)嚴(yán)重，不但影響行車的舒適性，而且還影響到行車的安全性。
調(diào)查表明，我國橋梁伸縮縫的破壞現(xiàn)象十分嚴(yán)重。研究設(shè)計(jì)和制造使用更好的伸縮裝置固然十分重要，但進(jìn)一步考慮，如能采用無伸縮裝置的橋梁結(jié)構(gòu)，則是從根本上解決橋梁由于伸縮縫的破壞而遭受毀壞的現(xiàn)象。對(duì)于無伸縮縫橋梁，目前在我國還沒有展開深入的研究和實(shí)踐。因此學(xué)習(xí)、了解并利用國外一些先進(jìn)國家建造無伸縮縫橋梁的成功經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)我國的具體國情，研究建造適合我國國情的無伸縮縫橋梁，發(fā)展公路橋梁事業(yè)，可以說是從事橋梁研究設(shè)計(jì)人員的一項(xiàng)非常有意義的工作。
本文簡要介紹了美國無伸縮縫橋梁的發(fā)展及使用過程中的主要問題，并期待在我國深入開展對(duì)無伸縮縫橋梁的研究和實(shí)踐。
二、無伸縮縫橋梁在美國的使用情況
二次世界大戰(zhàn)前，美國總長度超過15m的橋梁都沒有一定形式的伸縮縫。由于回填料內(nèi)和路面上的積水以及公路表面垃圾容易
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