常见桥梁伸缩缝装置优缺点对比！

摘自丨建研住工集团

模数式伸缩装置

概述

(1) 单缝（MA）模数式

单缝模数式桥梁伸缩装置，又称异型钢单缝式，是利用不同形态的钢构件将不同形状的橡胶条（带）嵌牢固定，并以橡胶条（带）的拉压变形来吸收梁体的变形，其伸缩体可以处于受压状态，也可以处于受拉状态。

（2）多缝（MB）模数式

多缝模数式桥梁伸缩装置，是由纵梁(异型钢)、横梁、位移控制箱、橡胶密封带等构件组成的伸缩装置。由V型截面或其它截面形状的橡胶密封条（带），嵌接于异型钢边梁和中梁内，组成可伸缩的密封体，由异型钢直接承受车轮荷载，并将荷载传递至横梁，由横梁传递至梁体和桥台；位移控制箱在伸缩装置吸收梁端变形时，保证异型钢间间隙保持均匀；橡胶密封带起防止杂物进入及防水。多缝模数式伸缩装置可以根据实际伸缩量的需要，增加中梁钢和密封体的个数，可组成满足大位移量的伸缩装置。

适用条件及常用型号

模数式伸缩装置均由型钢、橡胶密封带组成，其技术特点具有相似性。

(1) 单缝（MA）模数式

① 国产产品

这是目前在国内公路桥梁建设中使用较为广泛的一种伸缩装置，适用于中小型桥梁，伸缩量为40、60和80mm的桥梁接缝。

该结构各连接处，均采用既能转动又能滑动结构，所以对弯、坡、斜、宽桥梁适应能力强，可满足各种桥梁结构使用要求。

异形钢单缝式GQF-C型（图0-1、图0-2）、GQF-Z型（图0-3）、GQF-F型（图0-4）、GQF-E型（图0-5）和GQF-L型，是采用热轧整体成型的异型钢材设计的桥梁伸缩装置，字母表示异型钢材的形状。

以GQF-C型伸缩装置为例，它是以C字型钢为主要构件，嵌固防水密封橡胶带为伸缩梯，配以锚固系统所组成。

图0-1 GQF-C型伸缩装置构造

图0-2 GQF-C型伸缩装置照片

图0-3 GQF-Z型伸缩装置照片

图0-4 GQF-F型伸缩装置照片

图0-5 GQF-E型伸缩装置照片

②进口产品

以毛勒单缝式伸缩装置为例，基本是由异型钢嵌固密封橡胶条和锚固系统构成。根据密封橡胶条形状分两种：箱型（图0-6），适用伸缩量为60mm；鸟型（图0-7），适用伸缩量为80mm。

图0-6毛勒单缝式伸缩装置箱型构造

图0-7毛勒单缝式伸缩装置鸟型构造

（2）多缝（MB）模数式

① 国产产品

模数式GQF-MZL型（图0-8、图0-9），是采用热轧整体成型的异型钢材设计的桥梁伸缩装置。因该伸缩装置结构复杂，维修、更换均需要生产广家专业技术人员，加之造价高，一般只用于等级较高的大中型桥梁，伸缩量120-1200mm的桥梁接缝，共分15级。

图0-8 GQF-MZL模数式伸缩装置构造

图0-9 GQF-MZL模数式伸缩装置照片

②进口产品

以毛勒模数式伸缩装置（图0-10）为例，其受力边梁和中梁钢采用分层（段）轧制后焊接而成的异型钢。多采用Z字型变量和王字型中梁，与鸟型橡胶带组合构造，以80mm为单元。

图0-10毛勒伸缩装置鸟型构造

优缺点

优点

（1）单缝MA模数式

GQF-C型伸缩装置具有以下优点：

①综合技术性能和技术指标均达到或优于国际同类产品先进水平，结构型式及异型钢轧制均属国内首创，成为交通行业标准推荐产品。

②3个部分组成，构造简单，受力明确，安装方便，造价较低。

③伸缩装置主要构件均由生产厂家加工完成，施工现场安装，与梁端连接一般通过钢筋焊接，具有明显的可靠性，施工质量易于保证。

④采用16Mn异型钢，克服了挤压异型钢直线度和集合尺寸不均匀的特点。

⑤鸟形密封橡胶条形状特殊，它被异型钢嵌固，不易脱落，而易更换。

⑥锚固系统是焊接在异型钢上的钢筋及C50环氧树脂混凝土组成，锚固牢固。

⑦比板式橡胶伸缩装置具有较高的变形灵活性。

⑧接缝端部使用轧制的异型钢，在长期使用中，有良好的耐久性。

⑨建筑高度低，仅50mm，特别适合于旧桥伸缩装置的改造，又可供新桥梁修建选用。

⑩行车舒适性较好。

⑪防排水性能好。

（2）多缝MB模数式

GQF-MZL型伸缩装置具有以下优点：

①突出特点是将伸缩的承重结构和位移控制系统分开，二者受力时互不干扰，分工明确，这样既保证受力时安全，采用连杆链条式的连动机构，又保证了受力时良好的位移均匀性。

②所有中梁在一个位移控制箱内，均支承在同一根垂直横梁上的传统作法，对大位移量伸缩装置非常有利，减少了横梁数量，使位移控制箱体积减小到最小范围，节约了钢材。

③采用刚性连接，传力可靠。

④其弹性支撑体系可以保证消音减震，吸震缓冲性能好。

⑤鸟型橡胶带伸缩自如，与型钢衔接紧密，密封性能好。

⑥结构整体刚度较高，耐久性较好。

⑦可供各类新建桥梁使用，可也供旧桥伸缩装置更换时选用。

⑧多条中钢梁与橡胶带组合，保证伸缩装置与两侧桥面及路面衔接平顺，行驶舒适度好。

⑨机械密封性能较好，防、排水性能强。

缺点

（1）模数式伸缩缝病害大多是橡胶老化引起的，缝内残留物清理不及时，也是橡胶条破坏的原因之一。

（2）伸缩缝施工质量不高导致锚固系统和砼浇筑整体性不好，伸缩缝调节系统不理想。

（3）桥梁铺装端头与桥台留有较大间隙，而且安装后会形成悬臂式传力，正是这种悬臂式传力将导致对桥梁或台背产生旋转式的撬动力，在冲击载荷的作用下，对桥梁伸缩缝部件、桥梁铺装层、甚至对梁板都具有直接的损坏作用。

（4）制作安装工艺，费时费力成本高，暴露的明缝在复杂重载车辆通过会产生严重的冲击震动，导致橡胶密封带易脱落、老化。

（5）钢梁、弹性支承元件极易损坏，使用寿命较短，维修费时费力。

（6）MB模数式伸缩装置由异型钢纵梁、钢横梁、控制传动机构、位移箱、密封橡胶条等多种构件组成，结构较复杂，造价高。

国产和进口产品对比

（1）目前国内出现了许多仿毛勒缝装置，从外型看无大区别，但异型钢与橡胶条的结合，漏水现象普遍存在，密封性与进口组装缝无法可比。

（2）从异型钢来看，经调查研究发现，异型钢均由小厂轧制，与进口异型钢相比，单位密度不相同，存在严重不均匀性；易弯曲变形，应变大；而进口异型钢，弯曲变形可自然复位，密度绝对均匀。从市场调研看，大型轧钢厂，因异型钢市均需求量少，轧钢模型投资大而未生产。对于双缝以上的模数式伸缩缝装置，国产中由于密度不均匀，在重载荷的重复作用下，容易断裂。

（3）从橡胶条来看，国产胶条使用寿命较短，约3～5年，进口胶条达到20～25年。夏天、冬天进口橡胶条柔性变化不大，而国产胶条，橡胶条夏天特软冬天特硬。虽然国产和进口伸缩缝装置的橡胶条更换很容易，但频繁更换增加费用。

（4）对于双缝以上的伸缩缝装置，进口和国内仿品均有支承箱，国产仿毛勒缝装置的支承箱内的弹性元件由于国产橡胶不过关，容易引起早期老化而失效，从而引起伸缩缝装置不能正常工作，使外露面边梁、中梁的工作失控，造成中梁与边梁顶死，中梁弯曲，水泥砼挤碎等现象，而更换时必须封密交通全部取出伸缩缝装置后，先更换支承箱内部弹性无件，再重新安装。

（5）从价格方面考虑，虽然仿毛勒伸缩装置仅有进口组装伸缩装置价格的一半，然而从整个高速公路，甚至从整座桥梁建设费用相比，伸缩缝装置是很重要的，但占整个工程造价的比例来计达不到1‰～3‰。因此，对于一条高速公路建设的决策者、建设者来说建议尽量采用进口组装毛勒伸缩缝装置，其价格为原装进口价的2/3。

梳齿板（悬臂SC和简支SS）式

伸缩装置

概述

钢制支承式伸缩装置是用钢材装配而成的，能直接承受车轮荷载的构造。这种伸缩装置以前多用于钢桥，现在混凝土桥梁也有使用。钢制支承式伸缩装置种类、现状、尺寸繁多，应用比较广泛的主要是钢梳齿型。钢梳齿型桥梁伸缩装置的构造是由梳型板、连接件及锚固系统组成，有的钢梳齿型桥梁伸缩装置，在梳齿之间填塞有合成橡胶，以起防水作用，亦有采用专门的排水槽来解决排水问题的。

适用条件及常用型号

因该种装置结构本身刚度较大，抗冲击力强，在大中型桥梁中广泛使用，悬臂式（SC）适用于伸缩量为60-240mm的桥梁接缝，为国际通用的伸缩装置；简支式（SSA）适用于伸缩量为80-960mm的桥梁接缝，简支式（SSB）适用于伸缩量为960-1600mm的桥梁接缝，只在国内有应用。

图0-11 SSA梳齿板式伸缩装置构造

图0-12 SC梳齿板式伸缩装置照片

图0-13 SSA梳齿板式伸缩装置照片

图0-14 RBQF梳齿板式伸缩装置照片

图0-15 RBKF梳齿板式伸缩装置照片

优缺点

优点

梳齿板式伸缩装置具有以下优点：

（1）梳齿形伸缩缝面层、中间层和底层结构型式简单，通过普通的螺栓连接件，形成两梁端间的伸缩与两组梳齿板伸缩同步而不同位的伸缩体系。因此伸缩量大，浅埋设，安装简单，充分显示出梳齿形伸缩装置的特有的技术优势。

（2）梳齿形桥梁伸缩缝梳型伸缩间隙有自动清渣和防尘功能。由于梳齿形伸缩装置特殊结构，梁由于钢梳齿板与中间防磨层密贴，凹槽部分为45°斜坡面，梳齿伸缩间隙位于单侧梁的端面上，灰渣和硬物只能留在表面，借助梳型钢板的伸缩过程和车辆行驶的作用，自动将灰渣、硬物排出伸缩间隙，使伸缩缝始终保持能满足梁体水平变位的伸缩缝隙。

（3）梳齿形伸缩缝与路面整体性能好。梳齿型伸缩缝采用刚柔结合等措施，钢梳齿板活动端平滑地搁置在固定端的梁板上，钢板平顺地在防磨材料上滑动，在车辆荷载作用下端部不会发生较大位移，当车辆通过伸缩装置时，车轮处于同一刚性的水平面上呈平稳的滚动状态，可以对车轮提供连续的支承，无跳车现象，行车舒适度好。

（4）构件全部采用钢材加工装配，结构强度高。

（5）与梁体连接均采用预埋钢构件，连接可靠。

（6）抗冲击、震动能力强。

（7）可以适应较大的水平变位。

缺点

（1）因构造复杂也费钢材，导致其造价较高，应用范围不是很广泛。

（2）桥梁铺装端头与桥台留有较大间隙，而且安装后会形成悬臂式传力，正是这种悬臂式传力将导致对桥梁或台背产生旋转式的撬动力，在冲击载荷的作用下，对桥梁伸缩缝部件、桥梁铺装层、甚至对梁板都具有直接的损坏作用。

（3）锚固不强，施工中后期浇筑的伸缩装置锚固混凝土与主梁不能有效结合成整体，结合处未进行处理或无预埋钢筋，造成锚固失效。

（4）钢板的性能不足和加工生产时误差变形，影响连接部位的受力，承重钢板刚度小，易折断、翘曲，且不易焊接牢固，重载作用下，振动很大，使本来就比较薄弱的锚固系统雪上加霜。

（5）连接的螺栓或铆钉容易松动折断，形成桥面的薄弱环节，不能及时发现锚固螺栓的松动迹象，并及时有效的处理，导致钢板不能正常的工作，钢板松动后，车辆行驶时发出较大噪声。

（6）钢制支承式伸缩装置缝宽较大，缝隙内容易积累杂物，且杂物不易清除，从而抑制了伸缩装置的伸缩功能等。

（7）螺栓和不锈钢垫板日常养护频率高，存在一定日常养护难度。

（8）由于此类伸缩装置伸缩量较大，防水排水系统复杂，排水机能不完善，容易产生漏水现象，使主梁受冻、受腐，影响桥梁的使用寿命和桥梁美观。

国产和进口产品对比

（1）我国的钢制支承式伸缩装置多数为仿制国外产品，受成本控制，主要受力构件品质难易达到国外的工艺要求。

（2）由于制造工艺落后，个别焊缝不易焊牢，构件加工精度不能达到设计要求，结构整体性差，使用过程中出现整块钢板脱落或变形。

无缝式（TST碎石弹性体、桥面连续和聚氨酯填充）伸缩装置

概况

无缝式伸缩装置，一般是在路面(桥面)施工完成后用切割机切割路面，并在槽口内注入嵌缝材料而成的构造；是接缝构造不伸出桥面时，在桥梁端部的伸缩间隙中填入弹性材料并铺上防水材料，然后在桥面铺装层铺筑粘弹性复合材料，使伸缩接缝处的桥面铺装与其它铺装部分形成一连续体，以接缝处的沥青混凝土、弹塑体等材料的变形来吸收梁体的伸缩，同时提供对车轮的支承的结构。（但实际使用中最常见的是模数伸缩缝、梳形板式伸缩缝。）

（1）TST碎石弹性体伸缩装置是一种简易的伸缩缝装置。将特制的弹塑性材料TST加热熔化后，灌入经过清洗加热的碎石中，即形成TST碎石弹性伸缩缝，碎石用以支持车辆荷载，TST弹塑性体在-25～60℃条件下能够满足伸缩量的要求。TST伸缩装置构造见下图0-16，TST伸缩装置照片见下图0-17。