軌道交通預應力混凝土梁施工的徐變性能研究

曹竣凱

摘 要：為了能夠有效保證列車在行駛過程中的安全性及平穩性，軌道交通橋梁就要嚴格的要求變形控制，預應力梁后期的變形發展主要是因為混凝土徐變影響導致的。傳統對于徐變研究只是實驗室的小型試件，缺乏實際工程中大型構件的研究。基于此，本文就對城市軌道預應力混凝土梁施工徐變的性能進行全面的分析。

關鍵詞：軌道交通；預應力混凝土梁；施工；徐變性能

在現代社會經濟不斷發展的過程中，軌道交通系統在公共交通運輸過程中的地位在不斷的條，為了能夠保證列車在行駛過程中的安全性和舒適性，軌道交通系統對于軌道平順性具有較高的要求。在現代磁懸浮鐵路、高鐵和城市輕軌等全新軌道交通工具不斷發展的過程中，軌道交通系統線性控制問題備受相關學術界重視。因為混凝土的收縮、開裂、徐變的變形影響，就對導致軌道交通預應力混凝土梁結構幾何線性及內力狀態會在時間和載荷變化中不斷的變化，并且還會導致線性惡化，從而對行車造成安全隱患。所以，對預應力混凝土梁施工的徐變性能進行研究具有重要的現實意義。

1 軌道交通預應力混凝土梁施工的過程

鐵路橋梁在傳統施工過程中，要求軌道梁能夠在工廠預制后進行預應力筋張拉的工藝實現，然后通過鐵路運送到功底并且通過架橋機進行架設。但是由于軌道交通在使用軌道梁的過程中會因為限界導致運輸不變，一般都是軌道梁跨度和橋址地形條件為基礎實現設計。在實現中小橋設計過程中，一般都是通過二十米以下跨度標準梁進行開展，在實際施工過程中為就地灌注。在實現大橋設計的過程中，要使用四十米左右的標準梁，并且還要在預制場中設置橋頭，架設架橋機。要想能夠滿足軌道梁的高精度變形需求，就要設置預應力筋，在預應力施工的過程中都是通過分批張拉方式開展，最終的張拉期限要在十天之上。另外，二期恒載市價的期限要在預應力張拉實現之后的兩個月以上進行，從而能夠有效實現軌道梁施工階段徐變變形控制的有效性[1]。

2 軌道交通預應力混凝土梁施工徐變的性能計算

在混凝土承受持久應力比抗壓強度50%要低的時候，徐變應變和混泥土應力具有線性聯系，在這個范圍中的徐變就是線性徐變。在混凝土應力比抗壓強度60%要的時候，徐變應力和混凝土應力具有不成線性比例關系，這個時候的徐變變形持續增加不收斂，具有非穩定的徐變現象。混凝土徐變、收縮的機理比較復雜，因為要充分考慮不定性因素，其是需要解決的問題。

徐變收縮影響計算是否滿足實際需求，要以計算過程中使用的徐變收縮模型為基礎。徐變變形大部分都是在一年之內，其他的都是在長時間中實現，一般為了計算更加簡便，將二十年徐變值作為終極值。在徐變計算過程中，相關徐變特性描述主要包括三種，分別為徐變系數，徐變度和徐變柔量。其中徐變系數表示為Q（t，t0），徐變度表示為C（t，t0），其主要指的是單位應力作用中的混凝土徐變，徐變柔量表示為J（t，t0），其指的是單位應力作用中混凝土瞬時彈性應變和徐變應變的總和[2]。

在實際軌道交通工程中，將預應力混凝土的簡支梁作為基礎，實現橫跨界面施工工藝及應力等效相同的原則，實現五根1：5的預應力混凝土模型梁和一根鋼筋混泥土模型梁實現五百天的實驗研究，分別為PC1PC5和RC1。為了能夠對預應力筋張拉方式及混泥土種類對于徐變性能的影響進行全面的研究，將PC1作為基礎實現參數的調整[3]，表1為模擬量具體的參數，圖1為試件的結構。

表1中有梁試件中預應力筋張拉的方式，錨具的變形及鋼筋的回縮實際測量值詳見表2，在預應力張拉和加載實驗過程中，第一次的預應力筋張拉為梁試件的養護第三天，第二次為養護的第十天。其主要測量的內容為梁跨的變形、截面曲率、混凝土的收縮值、普通的鋼筋應變和環境及溫度的變化[4]。

3 實驗的結果

在全面觀察試件跨截面的應變值的試件的截面應變圖，比如PC1，在兩次張拉過程中，試件的截面應變值滿足平截面需求，詳見圖2和圖3。

橫型梁在二期恒載和預應力作用中具備彈性變形的實際測量值，其和相應標準誤差<8%。在施加預應力的時候要使梁體平方在地面上，這個時候沒有變形和應變。在實現張拉預應力之后，其自身的重量就會作用，提高了截面的變形時間。模型梁跨的截面曲率變化和變形相同。因為混凝土的收縮及徐變，梁體中的鋼筋在時間中變化。在施工過程中，橫型梁跨的上緣和下緣的截面具有較大的差值，下緣混凝土承受的壓力值比上緣要打，所以下緣的應變實驗結果和理論的計算結果具有可比性[5]。

4 結語

混凝土結構徐變的行為特點和機理、徐變效應的精準預測屬于研究比較久遠的課題，但是其是尤為重要的研究課題。本文就基于此，全面分析了軌道交通預應力混凝土梁施工的徐變性能，表示橫梁截面徐變應力在預應力筋張拉之后的初期增長幅度表達，橫跨中的截面下緣鋼筋應變值在時間變化過程中變化，然后通過初期主要平緩。

參考文獻：

[1]牛洲蛋.預應力混凝土連續箱梁橋的徐變效應分析[D].蘭州交通大學，2016.

[2]葉志榮.無砟軌道預應力混凝土連續梁橋工后徐變變形研究[J].城市道橋與防洪， 2015（6）：4547.

[3]蔡長樂.軌道交通預應力混凝土連續梁橋的徐變控制[J].冶金叢刊，2017（9）.

[4]童鵬.高精度預應力鋼筋混凝土軌道曲梁現場制造綜合技術[D].西南交通大學，2016.

[5]陳利平，祁玉華.張呼鐵路橋梁預應力混凝土簡支箱梁施工過程徐變觀測控制措施[J]. 科學中國人，2016（12X）.