淺析京滬高速鐵路雙線整孔簡支箱梁摩阻試驗

王文勝

淺析京滬高速鐵路雙線整孔簡支箱梁摩阻試驗

王文勝

通過對京滬高速鐵路雙線整孔簡支箱梁施工實踐的總結,綜合介紹了雙線整孔簡支箱梁摩阻試驗方法、計算過程及徐變控制,進而保證橋梁預應力施加的準確性,確保橋梁結構安全。

高速鐵路,雙線整孔簡支箱梁,摩阻試驗,徐變控制

1 概述

京滬高速鐵路全線正線長度 1 318 km,橋梁 247座,長1 061 km,占全線的 80.5%,箱梁 3萬余孔。預應力在箱梁結構中能起到提高箱梁的抗裂性和耐久性、增大結構的剛度、節省材料、減輕結構自重的作用,預應力是箱梁的生命。

2 梁體預施應力設計

32m雙線整孔簡支箱梁預施應力設計采用兩端同步張拉,并左右對稱進行。錨具采用ATM-9型和 ATM-12型。預應力鋼絞線采用 1×7-15.2-1860-GB/T 5224-2003。預應力孔道采用抽拔橡膠棒成孔,管道采用鋼筋定位網片定位,并將鋼筋定位網片固定到鋼筋籠上,保證定位網片的穩定性。生產初期,應至少對兩孔梁進行管道摩阻、喇叭口摩阻等預應力瞬時損失測試,以保證預施應力準確。

3 摩阻試驗方法及計算公式

3.1 摩阻試驗方法

摩阻試驗包括管道摩阻試驗、錨口摩阻及喇叭口摩阻試驗。選擇制好的兩孔箱梁進行管道摩阻試驗,錨口摩阻及喇叭口摩阻試驗可在試件上進行。

3.1.1 管道摩阻試驗

1)試驗時采用單端張拉,張拉前應標定好試驗用的千斤頂和高壓油泵,并在試驗中配套使用,以校核傳感器讀數。2)從 10%張拉控制拉力開始,荷載分 8級張拉至接近設計張拉力,每個管道張拉兩次(以第一次為準,第二次作復核用)。試驗時根據千斤頂油表讀數控制張拉荷載級,并校核數據,以確保試驗結果的可靠性。3)試驗采用兩臺壓力傳感器,分級測試預應力束張拉過程中主動端與被動端的荷載,通過線性回歸確定管道被動端和主動端荷載的比值,然后利用二元線性回歸的方法確定預應力管道的k,μ值。4)鋼束伸長量和夾片外露量通過直鋼尺測量。5)鋼絞線下料長度要滿足要求。

3.1.2 錨口摩阻試驗

錨口摩阻試驗在現場預制的4.0m×0.5m×0.5m混凝土試件上進行,截面中心處的預應力管道為直管道,成孔方式及錨具、錨墊板與箱梁采用的完全相同。測試時需采用工作狀態的錨頭(安裝夾片),試驗采用單端張拉方式,在試件兩端分別安裝千斤頂,被動端測試前首先張拉,以便完成測試后進行退錨。試驗時示意圖見圖 1。

試驗時千斤頂一次直接張拉至 0.8fptkAp(Ap為 9根鋼絞線的面積),分別讀取錨內和錨外傳感器讀數。選取 3套 9孔群錨錨具進行試驗,每套共計張拉 2次。

3.1.3 喇叭口摩阻試驗

進行喇叭口摩阻損失的試驗,測定其損失主要通過間接的方式進行,方法是通過測試喇叭口與錨口摩阻損失之和,再從中扣除錨口摩阻損失以確定喇叭口的摩阻損失。試驗的具體操作與錨口摩阻試驗一樣,只是在主動端與被動端各安置一個傳感器(見圖 2)。

試驗時千斤頂一次直接張拉至 0.8fptkAp(Ap為 9根鋼絞線的面積),分別讀取主動端和被動端傳感器讀數。選取 3套 9孔群錨錨具進行試驗,每套共計張拉 2次。

3.2 注意事項

在測試過程中需注意以下事項：

1)分級測試時,應要求油泵操作人員控制好每級荷載,在壓力顯示值穩定后,迅速讀取主、被動兩端讀數。2)管道摩阻試驗最后一級荷載根據油缸最大行程不超過 195mm控制(現場和施工單位協商,也可 190mm)。3)摩阻試驗前,被動端油缸應至少空走行程 150mm左右,以便退錨。4)錨口及喇叭口摩阻試驗,工作夾片退錨方法應提前和施工人員協商。5)一次測試循環完成后,應對整個測試系統進行仔細檢查,包括安裝傳感器位置是否偏心偏離,千斤頂油泵等是否狀態良好,鋼絞線是否出現問題等,之后擱置約 10min,方可進行下次測試。6)摩阻試驗時箱梁混凝土強度需達到設計值的 80%以上,試驗前要對管道進行清孔。7)測試時需張拉安裝配合人員約 8人～9人,現場需提供電源、倒鏈、操作平臺。8)根據摩阻試驗示意圖,試驗管道鋼絞線需提前下料,下料長度滿足要求,鋼束切割整齊。9)試驗過程中,所有試驗人員注意安全,千斤頂前方及側前方禁止有人員活動。

4 結語

1)在箱梁預制生產過程中預應力的施加成為控制橋梁質量的關鍵工序。準確的對橋梁施加預應力是控制結構安全和橋梁線形的關鍵。而對橋梁準確施加預應力的前提是對梁體的摩阻試驗和穩定的管道定位和成孔工藝。

2)橋梁徐變收斂是無砟軌道鋪板的前提,沉降觀測的方法和觀測精度是準確反映橋梁徐變是否收斂的前提。

[1]TB 10002.3-2005,鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范[S].

[2]京滬高速鐵路線下工程沉降變形觀測及評估實施細則[Z].

[3]張智懷.32m雙線簡支箱梁 2.0級靜載試驗加載設計[J].山西建筑,2009,35(17)：302-303.

Analysis on the friction experiment of double-track monolithic sim ply supported box-girders on Jing-Hu high-speed railway

W ANG W en-sheng

Through summarizing the construction practice of double-track monolithic simply supported box-girders on Jing-Hu high-speed railway,this article introduces the friction experimentmethod,calculation process,and creep control of double-track monolithic simply supported box-girders,so as to ensure the p recision of prestressed bridge imp lementation and the structural safety.

high-speed railway,doub le-track monolithic sim ply supported box-girders,friction experiment,creep control

U 448.213

A

1009-6825(2011)03-0174-02

2010-09-23

王文勝(1968-),男,工程師,中鐵十二局集團第一工程有限公司,山西 臨汾 041000