跨座式單軌交通簡支PC軌道梁走形面平整度影響因素敏感性分析

劉琳

摘? ? 要：蕪湖市跨座式單軌交通體系中軌道梁既是高架橋梁的承重結構，也是列車運行的軌道，是梁軌合一體系。作為列車直接接觸的運行軌道，為達到乘坐舒適度，軌道梁的平整度要求非常高，制造精度達到毫米級。軌道梁采用的預應力混凝土結構，預應力張拉往往引起軌道梁起拱，因此需設置相應的反拱值。然而施工誤差會導致軌道梁起拱值的偏差，極大影響軌道梁走形面（頂面）的平整度控制。本文以跨度25m直線簡支PC軌道梁為例，通過設定施工誤差計算敏感程度，找出平整度控制的主要影響因素，并在施工過程給予了重點控制，實現了平整度質量控制目標。

關鍵詞：蕪湖單軌;軌道梁;平整度;敏感性分析

1? 引言

蕪湖市跨座式單軌交通是通過單根軌道支持、穩定和導向，車體采用橡膠輪胎直接騎在軌道梁上運行的軌道交通制式?？缱絾诬壋俗孢m度主要受軌道梁線形及走形面（頂面）平整度影響，對于簡支PC軌道梁，每榀軌道梁的平整度是線形控制的基礎，而走形面（頂面）平整度是每榀軌道梁控制的重中之重。

蕪湖市跨座式單軌交通軌道梁采用預應力混凝土結構，梁寬設計為690mm，跨度25m的直線簡支PC軌道梁梁高為1.8m。本文以跨度25m直線簡支PC軌道梁為例，進行簡支PC軌道梁走形面（頂面）平整度影響因素敏感性計算分析，得到軌道梁走形面（頂面）平整度受施工因素影響的敏感性程度，確定施工過程平整度質量控制要點，以實現控制精度目標。

2? 走形面平整度質量指標

軌道梁作為列車運行直接接觸的軌道，為保證乘坐舒適度，其平整度質量控制精度較高。軌道梁走形面（頂面）縱向平整度有2個質量控制指標：（1）在任何20m范圍內，軌道梁制造公差不大于6mm;（2）在任何3m范圍內，軌道梁制造公差不大于3mm?？梢姡秸瓤刂凭容^高。

3? 簡支PC軌道梁施工工藝簡介

蕪湖單軌簡支PC軌道梁采用梁場預制、現場架設安裝的施工方法，因此預制階段是簡支PC軌道梁走形面（頂面）平整度控制的關鍵。

簡支PC軌道梁預制施工工藝為：施工準備→臺車放線→預埋件安裝→鋼筋綁扎、波紋管安裝→模板安裝→線形調裝置安裝→混凝土澆筑→第一批預應力鋼束張拉→臨時存放→第二批預應力鋼束張拉→管道壓漿→封端→出場架設。

其中線形調裝置根據簡支PC軌道梁的計算反拱值進行安裝，設置于模板上部，作為軌道梁模板的一部分，是軌道梁混凝土澆筑高度的控制依據。預應力鋼束的第一批和第二批張拉時間分別設定了相應的混凝土彈性模量值，以精確控制起拱值。

4? 走形面平整度影響因素分析

如前所述，直線簡支PC軌道梁預制施工時，通過模板上的線形調裝置，設置了反拱值。如果預應力張拉等施工引起起拱值與設計狀態相符，則走行面（頂面）基本處于平整的理想狀態。

然而，在實際施工中，往往出現不能完全符合設計狀態的情況，經過分析，主要影響起拱值的因素如下：⑴混凝土澆筑量偏差、⑵預應力鋼束超張（或少張）、⑶預應力鋼束張拉時混凝土彈性模量與設計值偏差、⑷預應力鋼束偏位、⑸混凝土原材料不穩定引起收縮徐變偏差，以上因素會造成軌道梁起拱值與設計目標值出現偏差，繼而影響軌道梁走形面（頂面）的平整度。

5? 影響因素敏感程度計算

針對上述起拱值的施工影響因素，為研究各個影響因素的敏感性，以跨度25m直線簡支PC軌道梁為例，設定一定的合理施工誤差，計算對軌道梁平整度影響結果，以評定軌道梁走形面（頂面）平整度對不同影響因素的敏感性。

利用有限元分析軟件建立模型，采用梁單元模擬簡支PC軌道梁，逐個輸入影響因素分別計算最大起拱值的偏差值，計算結果如表1所示。

從表中計算數據可知，軌道梁走形面（頂面）平整度受影響因素的敏感程度排序如下：混凝土澆筑量偏差、第二批預應力超張（少張）、收縮徐變偏差、第一批預應力超張（少張）、第一批預應力張拉時砼彈模偏差、預應力鋼束位置偏差等，其中混凝土澆筑量偏差、預應力超張（少張）、收縮徐變偏差、混凝土彈模偏差是較為敏感的因素，在施工中須給予重點控制。

6? 結論

跨座式單軌軌道梁走形面（頂面）平整度對乘坐舒適度至關重要，平整度的精確控制是施工重難點之一，對于簡支PC軌道梁來說，起拱值越接近設計狀態，平整度越好。通過上述計算表格，得知混凝土澆筑量偏差5%、第二批預應力鋼束張拉力偏差5%和第一批預應力鋼束張拉力偏差5%，分別影響反拱值達到2.15mm、1.95mm和1.45mm，對走形面（頂面）平整度影響很大，如起拱值控制不利，則會影響平整度質量控制指標，因此在施工過程中對混凝土澆筑重量、預應力張拉給予了重點控制。同時，由于施工中混凝土原材料及天氣溫度等影響，混凝土的彈性模量增長情況難以與設計狀態完全一致，根據施工經驗，不同季節混凝土初期彈性模量偏差可達30%，因此施工中也加強了對預應力張拉（尤其第一批預應力張拉）時混凝土彈性模量的控制。

在施工過程中，除了做好混凝土澆筑量、預應力張拉力及混凝土彈性模量等影響因素控制外，施工單位與設計單位加強了配合，施工單位及時將相關參數反饋，設計單位根據實際情況修正軌道梁預制工法指導書，優化包括反拱值在內的施工參數，確保與實際施工情況相匹配，最終實現了簡支PC軌道梁走形面（頂面）平整度控制目標。

參考文獻：

[1] TB 10092—2017.鐵路橋涵混凝土結構設計規范[S].

[1] 馬春佳，馮小豪.預應力度對簡支梁橋上拱的影響[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2009（6）.

[1] 顧杰雋，陳少鋒.T梁反拱值的產生及控制[J].公路，2004（8）.