大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋后期徐變變形研究

摘要：預應力混凝土施工后期所產(chǎn)生的徐變變形反應可能引發(fā)梁橋出現(xiàn)下?lián)匣蛘呤巧瞎暗膯栴}，對整個無砟軌道的穩(wěn)定性與平順性而言是極為不利的。文章依據(jù)這一實際情況，以大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋后期徐變變形問題為研究對象，首先簡要分析了連續(xù)梁橋徐變變形的原理，進而結(jié)合某高速鐵路大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋工程實際情況，就其后期徐變變形的計算方法進行了說明，希望引起關注與重視。

關鍵詞：大跨度；無砟軌道；連續(xù)梁橋；徐變變形

中圖分類號：U448 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）09-0103-02

隨著區(qū)域性經(jīng)濟溝通不斷密切，高速鐵路的建設備受各方關注與重視。在有關高速鐵路建設軌道的選擇中，無砟軌道以其突出的穩(wěn)定性以及平順性優(yōu)勢而備受青睞。然而，隨著實踐運行的深入發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)：無砟軌道建設中的可調(diào)性性能存在嚴重的缺失。因此，對于梁橋，特別是預應力混凝土梁橋而言，在應用無砟軌道的過程當中，需要預先了解并計算得出鋪軌后期由混凝土收縮因素所引發(fā)的徐變變形問題，防患于未然。本文試針對以上問題做詳細分析與說明。

1 大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋后期徐變變形原理分析

導致預應力混凝土后期徐變引發(fā)大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋出現(xiàn)上拱或者是下?lián)犀F(xiàn)象的最主要原因在于：后期徐變會導致梁體結(jié)構(gòu)截面應力分布出現(xiàn)明顯的不均勻性特征。而實踐研究結(jié)果證實：預應力混凝土徐變反應與應力指標之間有著突出的相關性關系。即在預應力以及恒載作用力因素的共同作用之下，梁體結(jié)構(gòu)截面位置不單單分布有軸壓作用力，同時也存在部分彎矩作用力。受到這一因素的影響，若同一時間狀態(tài)下，面向梁體結(jié)構(gòu)所施加的荷載作用力同時引發(fā)梁段表面出現(xiàn)軸壓作用力以及彎矩作用力，則勢必會導致梁體結(jié)構(gòu)上下兩側(cè)中，應力較大一側(cè)的徐變作用力明顯高于壓應力較小一側(cè)的徐變作用力，最終將反應為梁段結(jié)構(gòu)表面的“上拱”或者是“下?lián)稀薄?/p>

但上述分析僅僅局限于理論狀態(tài)下，實際情況的復雜程度更高。特別是對于連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)而言，在當前技術(shù)條件支持下所采取的施工方式往往以懸臂掛籃方式為主。此種施工方式的特點在于：一期恒載作用力與預應力是伴隨著施工進度的開展而逐步施加與落實的。同時，二期恒載作用力往往在合攏段經(jīng)過體系轉(zhuǎn)化的基礎之上來實現(xiàn)。從這一角度上來說，在整個梁橋結(jié)構(gòu)當中，不同位置梁段結(jié)構(gòu)在同一時間狀態(tài)下，預應力混凝土所表現(xiàn)出的齡期均存在一定的差異性，同時，受到荷載作用力以及預應力等各種內(nèi)力的影響，導致梁段結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出的徐變系數(shù)也存在一定程度上的差異性。換句話來說，這部分內(nèi)力并不能采取直接累加的方式來計算與之相對應的徐變效益，而應當在實際工作中區(qū)別對待。

結(jié)合上述分析不難發(fā)現(xiàn)：有關預應力混凝土連續(xù)梁橋受混凝土收縮因素影響而產(chǎn)生徐變變形的計算是一項比較復雜的工作。需要借助于對施工全過程中的模擬，配合對各施工階段混凝土基本性能的記錄，分步驟、分階段地計算相應的徐變系數(shù)，由此判定與之相對應的徐變變形數(shù)值，從而采取相應的控制措施。

2 大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋后期徐變變形計算分析

某高速鐵路大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁工程項目建設過程中所選取軌道為無砟軌道。梁橋跨度布置為（85+135+85）m，屬于大跨度連續(xù)梁橋。梁橋施工過程中所采取的施工方式為：主梁結(jié)構(gòu)采取掛籃對稱懸臂澆筑施工作業(yè)方式，從左右兩側(cè)橋墩同步進行施工作業(yè)。整個施工過程中的連續(xù)梁橋剖面結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示（見圖1）。

如圖1所示，0#塊長度為13m單位，1#～4#塊長度為3m單位，5#～12#塊長度為3.5m單位，13#～17#塊長度為4m單位。1#～17#塊均保持14d的懸澆作業(yè)時間（當中覆蓋7d作為混凝土初期養(yǎng)護時間）。在第17#塊懸澆作業(yè)完成之后，需要先完成對龍邊跨的合成處理，進而完成對龍中跨的合成處理。此過程中同樣需要保障7d以上的合攏段養(yǎng)護時間。在此基礎之上，需要進行對中跨縱向預應力束。在張拉鋼束操作完成之后，需要分別參照（1）10d；（2）90d，上述兩種情況，完成對無砟軌道的鋪軌操作。同時，兼顧對施工規(guī)范因素的考量，即在模擬過程中分別設置（1）中鐵05規(guī)范以及（2）中交04規(guī)范這兩種情況下。在上述基本條件作用之下，對整個大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋后期混凝土收縮作用下徐變所引發(fā)的的線性改變進行模擬計算。下圖2為合攏10d狀態(tài)下的模擬計算結(jié)果示意圖，下圖3為合攏90d狀態(tài)下的模擬計算結(jié)果示意圖：

由圖2和圖3中的曲線趨勢不難發(fā)現(xiàn)：在無砟軌道鋪軌作用之下，隨著時間的不斷延長與提升，在混凝土收縮因素作用之下，整個大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋后期徐變所引發(fā)的線性改變趨勢不斷提升，與之相對應的主梁結(jié)構(gòu)上拱/下?lián)铣潭纫渤尸F(xiàn)出了顯著增大的趨勢。在此基礎之上，隨著時間的進一步推移，線性變化逐步傾向于緩慢狀態(tài)。同時，結(jié)合圖2與圖3變化趨勢的對比分析不難發(fā)現(xiàn)：10d狀態(tài)下無砟軌道鋪軌所產(chǎn)生的徐變變形明顯高于90d狀態(tài)下無砟軌道鋪軌所產(chǎn)生的徐變變形，證實后期徐變變形對鋪軌時間是極為敏感的，應當特別重視。

3 結(jié)語

通過本文以上分析不難發(fā)現(xiàn)：研究大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋后期徐變變形的產(chǎn)生原理，并對其進行可靠計算，是保障高速鐵路無砟軌道運行穩(wěn)定性與平順性的關鍵途徑，這對于有關徐變變形的合理控制而言是至關重要的。總而言之，本文針對有關大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋后期徐變變形研究過程中所涉及到的相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為后續(xù)實踐工作的開展提供參考與借鑒。

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作者簡介：莫永春（1978—），男，安徽合肥人，中鐵四局五公司項目經(jīng)理，工程師，研究方向：土木工程。

（責任編輯：劉 晶）