南达科他州南达科他州对建造无伸缩缝整体式桥台的桥梁，尤其是钢桥，有着丰富的经验，也是第一个做全比例模型检测程序以评估无伸缩缝整体式桥台的桥梁性能的州。

　　在检测程序中，他们对无伸缩缝整体式侨台的梁内和支承处钢桩顶部由于温度位移引起的应力大小进行了测量。一个典型的公路桥梁的无伸缩缝整体式桥台全比例模型按以下四个阶段进行建造和检测：

　　第一阶段：把梁焊接在钢桩上；

　　第二阶段：现场完成一个整体式桥台；

　　第三阶段：连接桥合和引道板；

　　第四阶段：填好回填料。

　　在每一阶段，检测试件要受到一组液压千斤顶控制的纵向位移，用以模拟温度变化引起的膨胀和收缩。由于检测试件是按实际桥梁的全比例设计和建造的，可以把这种方法看成是现场研究而不仅仅是模型研究[9].在检测结果的基础上得出了以下结论：

　　（1）由温度变化引起的位移和剪力要比AASHTO（美国各州公路和运输工作者协会）规定的组合荷载下的容许极限应力小得多。

　　（2）整体式侨台可以看成一个刚体。

　　（3）超过1.27m的温度位移会导致钢桩局部应力达到屈服状态。

　　对于最后一个结论的准确性还须进行研究，因为这与田纳西州和北达科他州（分别为17.78cm和10.16cm的伸缩位移取得完全成功的实践相矛盾。

　　衣阿华州是在1964 年开始建造无伸缩缝整体式桥台的混凝土桥梁［10］。第一座无伸缩缝桥梁建在Stange公路上，这座预应力梁桥为70m长。对这座桥梁的调查表明，温度引起的位移不会在桥合、翼墙和主梁内产生主要的裂缝和明显的破坏。衣阿华州的交通部门对20座整体式桥合建成后连续5年进行了调查，这些桥梁中有的斜交角达到23度。由于没有发现因上部结构不设伸缩装置而引起有关的应力或其他问题，交通部门最后就结束了调查。

　　文献［6」对美国 50个州的调查和对已有的成果进行了总结，认为目前对于无伸缩缝整体式桥合的桥梁几乎还没有完整的理论或试验的工作报告以及设计程序的应用。衣阿华州立大学仅是少数进行一些现场和模型试验的机构之一，但也还没有进行详细的理论研究。调查得到如下的结果：

　　（1）多数州认为采用无伸缩缝整体式桥台的桥梁可以减少成本。采用整体式桥台的桥梁设计，用桩数量少，施工图简单，没有昂贵的伸缩装置以及只需很低的维修费用。

　　（2）几乎所有州都认为在台后应该使用排水性能较好的回填料。回填料要求达到95％的压实度，以消除引道板可能产生的沉陷。

　　（3）使用整体式桥台的施工和维修存在以下一些问题：

　　①由于回填料是在梁安装后才回填的，起重机无法靠近桥台，这就使得预制梁的施工就位成为问题。

　　②填料的压实非常关键。

　　③有必要对桥梁端部设计进行充分考虑。

　　④必须充分考虑到施工时预应力张拉后弹性收缩的影响。

　　⑤翼墙应考虑按较重的荷载进行设计以防止开裂。

　　⑥引道极应专门进行设计。

　　⑦为防止寒冷天气下的开裂，引道板和桥台间要有有效的连接机构。

　　三、无伸缩缝桥梁的构造细节

　　混凝土梁和钢梁采用无伸缩缝整体式桥台的细部构造。这些细部构造的图示仅仅是一个基本骨架，还不能反映出其他设计方面的重要细节。细部构造只是为了给初次接触无伸缩缝桥梁的人们以一个基本的概念和印象，不可能在本文中进行更为详细具体的描述和形容，对此，我们将在以后的讨论中进一步加以阐述。但是初步了解这些细部构造对于全面认识无伸缩缝桥梁的性能、整体性和耐久性会有很大的帮助。

　　四、无伸缩缝桥架设计中的几个问题讨论

　　1．温度对无伸缩缝桥梁的影响

　　温度的影响无疑是无伸缩缝桥梁设计中的一个非常重要的因素，但事实上正如前文所指出的那样，对许多桥梁的应力测试表明，由于温度作用而测得的应力值要比预计的要小，分析其原因可能有两点：

　　其一是混凝土由于温度的膨胀或收缩，会产生徐变。徐变将使得应力不能达到设计时所预计的程度。因此为了使理论更好地反映实际的情况，有的部门[7]设计时考虑把混凝土的温度弹性模量减小到动力荷载弹性模量的1/3.

　　其二是由于大多数混凝土结构体积相对较大，使得它们对周围的温度变化比较不敏感。AASHTO （美国各州公路和运输工作者协会）在计算温度变化时对此进行了规定：“必须考虑到大体积混凝土构件或结构内部温度对大气温度的相对滞后。”“混凝土桥温度周期的最大值要比钢桥的小。由于混凝土较大的体积要吸收热量，因此它的温度不会与理论预计的一样？quot；这就可以从某一方面解释，为什么这两种材料的热膨胀系数α几乎相同（混凝土α＝0.00001，钢a＝0.000012），而钢桥对温度的变化要比混凝土敏感得多。至于温度对无伸缩缝桥梁的影响在定量上的分析还有待于进一步的讨论研究。

　　为了把温度影响看成是等效荷载的作用，衣阿华州的交通部门是以55％的屈服应力加30％的超限应力作为容许弯曲应力进行设计的。

　　2．被动土压力

　　由于无伸缩缝桥梁的整体式桥台是采用桩基础，为了使回填土引起桥墩中的被动土压力最小，一些学者认为，设计时可采取如下具体措施：

　　（1）限制桥梁长度；当桥梁斜交时，限制结构斜交角的大小。

　　（2）采用选择过的颗粒结配作为回填土。

　　（3）使用引道板以防止车辆对桥台填土的挤压。

　　（4）利用挡土墙来缩短翼墙。

　　3．桩的应力

　　考虑到上部结构与整体式桥合的桩基础对纵向移动的抵抗作用有直接关系，在进行无伸缩缝桥梁设计时：

　　（1）限制整体式桥梁的基础形式，最好做成单排的细长垂直桩。

　　（2）限制桩型。

　　（3）调整H型桩弱轴方向，使之与运动方向一致。

　　（4）提供一种铰接装置来控制桩的挠曲。

　　（5）限制结构斜交角的大小。

　　还有一些其他问题，如：如何平衡整体式桥台后面的主动上压力？是否在整体式桥合后留有自由的空间以允许温度膨胀？如需要的话采用什么样的细部构造？等等。当然这些问题的解决，需要今后在无伸缩缝桥梁设计中不断地进行研究和实践。

　　五、结语

　　尽管无伸缩缝桥梁在美国已经成功地建造了很长时间，但至今还没有一个比较科学的设计理论。目前的设计方法基本上是依赖于经验与观察，还没有从根本上解决无伸缩缝桥梁有关的分析方法和构造设计。美国大多数州确实采用了无伸缩缝整体式桥台的桥梁，但调查研究也表明大多数州的交通部门在设计上还都非常保守，应该可以建造更长的桥梁。但是要使设计更加能够被接受仍然有必要进行一些合理的研究与分析。虽然无伸缩缝桥梁在我国尚未开展深入的研究，但从本质上讲，这也是一个桥梁结构的分析与设计问题。其关键问题就是：①一旦桥梁取消了伸缩装置，桥梁的伸缩变形如何从桥梁两端传到道路上去并引起道路（包括路基、路面）内部多大的变形和内力；②如果控制了桥梁的伸缩变形，那么主梁本身和桥台的桩基础将产生多大的内力；这些附加内力反过来对桥梁和桩基础又将产生多大的影响；③由此在构造细节设计上应该采取什么样的相应措施。 笔者认为在我国进行无伸缩缝桥梁的研究是一项很有意义的课题，尽管国外已有这种桥型的结构，但由于施工方法与建筑材料等方面的不同，适合我国国情的无伸缩缝桥梁的设计理论和具体构造细节也定会有所不同。

　　我们期待在我国展开对无伸缩缝桥梁的研究和实践，并使这种桥型结构能逐渐推广，相信它对于我国桥梁的发展将起到积极的推进作用，并能产生极大的经济效益和社会效益。