铁路桥梁复合型耐久伸缩装置(设计指南).doc

铁路桥梁复合型耐久伸缩装置 设计指南 桥梁标准构件系列产品铁路桥梁复合型耐久伸缩装置设计指南衡水橡胶股份有限公司HENGSHUI RUBBER CO，LTD目录1概述32设计依据43产品结构44产品代号55产品特点56技术性能56.1受力分析56.2温度适用范围106.3伸缩装置的位移量107材料107.1不锈钢107.2高分子弹塑体107.3角钢117.4锚固筋118伸缩装置应用范围119伸缩装置选用原则1110安装工艺1111伸缩装置表面防腐处理1212标志、包装、储存和运输12铁路桥梁复合型耐久伸缩装置1 概述铁路桥梁伸缩装置是铁路桥梁梁端之间的重要连接部件，对桥梁端部伸缩及防水性能起重要作用，其质量和防水性能将直接影响整座桥的耐久性。铁路桥梁多年的运营经验表明，桥梁出现各种影响结构耐久性病害的因素90 %以上与水害有关。我公司组织专业技术人员深入到现场，了解到铁路桥梁伸缩装置大量采用的是型钢胶带组合型伸缩装置，由橡胶材料和金属材料连接组成，与梁端结合采用型钢，中间采用氯丁橡胶或三元乙丙橡胶密封。该伸缩装置经过一段时间的使用后，防水效果变差、胶带处积累杂物造成破损，导致水流冲刷梁体，形成梁体的腐蚀与冻融破坏；另外该种伸缩装置由于上部有轨道部分，几乎是不可实现更换胶带。现有铁路桥梁伸缩装置抗疲劳程度差，使用寿命不足。因此需要改变传统的防水系统的材料形式及锚固形式，选用耐腐蚀材料，采用基于桥梁运动特点设计的结构，将排水系统与梁面防水系统融为一体，改善桥梁伸缩装置的防水能力。图1 普通桥梁伸缩装置病害为解决现有伸缩装置使用过程中密封材料的破坏造成防水性能下降或者防水失效，维护周期和使用寿命短等问题，我公司自2008年5月开始研发铁路桥梁复合型耐久伸缩装置，在吸收大量国内外伸缩装置设计优点的基础上，对伸缩装置的选材、结构设计进行了创新和优化，通过大量的材料和结构性能试验，研制出了本产品。铁路桥梁复合型耐久伸缩装置是由单“V”字型不锈钢薄板、高分子弹塑体、角钢及锚固筋组成。结构形式见图2、3示： 图2复合型耐久伸缩装置型 图3复合型耐久伸缩装置型工作原理：铁路桥梁复合型耐久伸缩装置的伸缩和三维变形通过单“V”字型不锈钢薄板和高分子弹塑体的复合体实现；角钢及锚固筋组成锚固系统分别与两端梁体锚固并通过浇注砼结合为一体。当伸缩装置两侧梁体伸缩和微小变形时，单“V”字型不锈钢薄板和高分子弹塑体的复合体与之随动适应。该伸缩装置独特的选材和伸缩结构，使其具有优异的伸缩性能、耐久性能和防水性能；具有易施工，易维护等优点。2 设计依据u 铁路桥梁设计规范 （TB1002.1-TB1002,.5 2005）u 客运专线桥梁伸缩装置暂行技术条件u 新建时速200-250公里客运专线铁路设计暂行规定（上、下）(铁建设2005140号)u 新建时速300-350公里客运专线铁路设计暂行规定（上、下）(铁建设200747号)3 产品结构铁路桥梁复合型耐久伸缩装置按结构类型分为型、型。图4.产品结构示意图4 产品代号缝宽，mm伸缩量，mm结构类型（I/II）名称代号：铁路桥梁复合型耐久伸缩装置T F T示例：TFT-30-60，表示结构类型为I型，缝宽为60mm，伸缩量为30mm的铁路桥梁复合型耐久伸缩装置。5 产品特点u 采用弹塑体和不锈钢通过界面剂复合制作，组成伸缩结构；u 将排水系统与梁面防水系统融为一体，保证密封橡胶层密封效果和使用寿命，提高了伸缩装置自身的防水和耐久性能；u 采用了浇注型密封材料，密封材料易维护。 6 技术性能6.1 受力分析为了便于观察分析，对整体及各部件分别进行显示，从图5-图12，由图显示在最大位移处角钢压应力与拉应力约为0.89Mpa，远远小于角钢许用应力140Mpa，不锈钢上部圆弧支撑处是最大受力处，最大压应力与最大拉应力约为0.36Mpa，远远小于不锈钢许用应力220Mpa。高分子弹塑体最大压应力与最大拉应力约为0.034Mpa，远远小于高分子弹塑体拉伸强度0.1Mpa和粘接强度0.10.4Mpa，从而保证高分子弹塑体在最大位移时不破坏。1、伸缩装置-压30mm图5 伸缩装置压缩30mm应力云图图6 伸缩装置压缩30mm位移云图图7 伸缩装置压缩30mm高分子弹塑体应力云图图8 伸缩装置压缩30mm不锈钢应力云图2、伸缩装置-拉30mm图9 伸缩装置拉伸30mm位移云图图10 伸缩装置拉伸30mm应力云图图11 伸缩装置拉伸30mm不锈钢应力云图图12 伸缩装置拉伸30mm高分子弹塑体应力云图6.2 温度适用范围本系列伸缩装置的温度适用范围为-40+606.3 伸缩装置的位移量 铁路桥梁复合型耐久伸缩装置由不锈钢伸缩体、高分子弹塑体、角钢及锚固筋组成，按其伸缩量分为30 mm、60 mm、100 mm和160 mm四级。注：若以上技术参数不能满足项目要求，请及时与本公司联系进行定制设计。7 材料7.1 不锈钢7.1.1 伸缩装置伸缩体使用的不锈钢材内陆地区采用牌号为06Cr19Ni10，海洋气候条件采用牌号为022Cr17Ni12Mo2，其质量要求应符合GB/T 3280的规定。外型尺寸应符合技术图样要求。7.1.2 伸缩装置用不锈钢伸缩体的不锈钢厚度满足GB/T 3280中普通精度要求。7.1.3 伸缩装置用不锈钢伸缩体的表面粗糙度达到GB/T 3280中的2B要求。7.2 高分子弹塑体高分子弹塑体物理机械性能要求见表1。高分子弹塑体物理机械性能检测项目技术指标表干时间（h），6拉伸性能拉伸强度（MPa），0.1扯断伸长率（%），350紫外老化后性能（60 士 3紫外光照4h ，50士3 无辐照冷凝曝露4h，曝露周期：1500 h）拉伸强度（Mpa），0.08扯断伸长率（%），250拉伸粘结性拉伸强度（Mpa）0.10.4扯断伸长率（%），350脆性温度（），-55耐臭氧老化200 pphm ，20%伸长，40 ×96 h无龟裂定伸粘结性（100 %，24 h）无破坏浸水后定伸粘结性（60 %，24 h）无破坏冷拉-热压后粘结性无破坏耐水性增重率（23 ×72 h）（%），<8耐油污性变化率(46号机油，23 ×24 h) （%），<457.3 角钢角钢外形尺寸，应符合GB/T 706；采用Q235材质，其化学成分和力学性能应符合GB/T 700，角钢沿长度方向的直线度公差不大于1.5 mm/m，全线直线度公差应不大于10 mm。7.4 锚固筋锚固筋尺寸、化学成分和力学性能应符合GB/T 1499.1和GB/T 1499.2的相关规定。8 伸缩装置应用范围铁路桥梁复合型耐久伸缩装置适用于：客运专线铁路常用跨度桥梁，桥梁类型包括有咋砟梁和无砟梁；单线梁和双线梁。9 伸缩装置选用原则常用跨度桥梁伸缩装置的选用序号标准梁跨度伸缩装置型号伸缩装置安装深度伸缩装置安装宽度112TFT-I/II-30-50100150216TFT-I/II-60-70150200320TFT-I/II-60-70150200424TFT-I/II-60-70150200532TFT-I/II-60-70150200对于连续梁梁缝变化超出伸缩装置适用范围时，需另行设10 安装工艺10.1 伸缩装置的安装应尽量在桥面铺装好后进行，在伸缩装置安装前，须对留槽的宽度、深度及预埋钢筋进行检查，使之符合安装伸缩装置的要求。 10.2 清理槽口，必须把所有污物、尘土及其他杂物全部予以清除。10.3 检查在伸缩装置各梁之间间隙是否符合安装温度的要求，使伸缩装置各梁之间间隙符合设计要求，调整之后再按上夹具，以备安装。10.4 以两侧的桥面为标高，用起重设备将伸缩装置放在槽口内，调整伸缩装置使其顶面与桥面标高相同，其纵坡、横坡应与桥梁路面相符。10.5 检查伸缩装置的位置，使伸缩装置在垂直缝的方向和顺缝方向的位置都符合设计要求。10.6 使伸缩装置正确就位后，先将伸缩装置一侧的锚固钢筋与预留槽的预埋钢筋相连并焊接,当伸缩装置确认固定好后，夹具便可以取下。10.7 检查安装的模板严密无缝以后再将预留槽清洗干净，便可浇注混凝土，并震捣密实。混凝土至少与该处的结构混凝土具有同一强度，浇注混凝土时要保持伸缩装置的顶面清洁。11 伸缩装置表面防腐处理伸缩装置其型6钢材料部件外露表面采用冷镀锌处理，冷镀锌的局部最小厚度25 m, 不得有粉化现象。12 标志、包装、储存和运输12.1 标志内容包括产品商标、产品名称、产品规格、生产厂名、出厂编号、生产日期和检验员代号。标志铝牌应牢固的固定在型材上。12.2 伸缩装置应根据分类、规格及货运重量规定，采用不同的包装方法，不论采用何种包装方式都必须捆扎包装平整、牢固可靠，如有特殊要求，可由厂方与用户协商确定。12.3 包装外应注明产品名称、规格、体积、重量。应附有产品合格证。技术文件须用塑料袋包装封口。12.4 储存产品的库房应干燥通风，环境温度应在-15 +35 范围内，产品应离热源1 m以上，离地面0.3 m以上。伸缩装置应存放整齐，保持清洁，严禁与酸、碱、有机溶剂接触。12.5 产品在运输过程中，应避免阳光直接暴晒、雨淋雪浸，并保持清洁；注意轻吊轻放，防止碰撞或受力变形；注意防火。 衡水橡胶股份有限公司