津?yàn)I輕軌無(wú)碴軌道橋梁徐變變形分析

　摘　要:通過(guò)對(duì)津?yàn)I輕軌無(wú)碴軌道橋梁徐變變形的計(jì)算分析,確定澆筑橋面承軌臺(tái)、進(jìn)行橋面各項(xiàng)施工工作的合理時(shí)間,可以有效地控制橋梁的工后徐變上拱度對(duì)軌道的影響。關(guān)鍵詞:津?yàn)I輕軌; 無(wú)碴軌道; 徐變變形; 工后徐變上拱度
　 1 　概述
津?yàn)I輕軌工程一期設(shè)計(jì)全長(zhǎng)45. 409 km , 全線高架橋梁長(zhǎng)度達(dá)到39. 7 km , 占線路全長(zhǎng)的90 % 左右。橋上采用無(wú)縫線路,以無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)為主。區(qū)間高架橋均采用現(xiàn)澆連續(xù)箱梁,其中又以預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁為主。對(duì)于無(wú)碴軌道線路,由于沒(méi)有道碴來(lái)調(diào)節(jié)軌道的高程, 軌道扣件的可調(diào)節(jié)量很小。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)將不可避免地產(chǎn)生不容忽略的徐變變形,如果由于混凝土徐變使得梁部結(jié)構(gòu)徐變拱度超出了無(wú)碴軌道高程的可調(diào)節(jié)范圍,將對(duì)軌道線路的平順性產(chǎn)生巨大的危害。徐變拱度太大,也可導(dǎo)致軌道扣件破壞失效,影響軌道的穩(wěn)定性。這些都是影響列車安全運(yùn)營(yíng)的巨大隱患。預(yù)應(yīng)力越大,徐變上拱度也越大。所以對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土的徐變上拱度進(jìn)行控制是很重要的。在津?yàn)I輕軌工程中,預(yù)應(yīng)力混凝土徐變上拱度要求不大于1 cm 。為了有效地控制徐變上拱度,選定在津?yàn)I輕軌中被廣泛采用的3 25 m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁作為研究對(duì)象,研究其徐變發(fā)展規(guī)律。
2 　計(jì)算原理及計(jì)算方法
混凝土徐變是依賴于荷載且與時(shí)間有關(guān)的一種非彈性性質(zhì)的變形?；炷列熳兪且环N非線性行為,由于橋梁結(jié)構(gòu)中混凝土的使用應(yīng)力一般不超過(guò)其極限強(qiáng)度的40 %～ 50 %, 可按線性徐變理論計(jì)算結(jié)構(gòu)的徐變變形;在計(jì)算中混凝土的彈性模量假定為常值Ec = 35.5 GPa ;橋梁在結(jié)構(gòu)自重和施加預(yù)應(yīng)力時(shí)的變形按彈性方法計(jì)算。
影響預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁徐變的因素有:有效預(yù)加應(yīng)力和加載歷史;混凝土加載齡期;水泥品種;環(huán)境溫度、濕度;截面特性;混凝土齡期差;混凝土骨料;混凝土配合比;混凝土養(yǎng)護(hù)條件。在進(jìn)行徐變變形計(jì)算分析時(shí),采用西南交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的橋梁分析系統(tǒng)ASCB ,計(jì)算按整個(gè)3 跨連續(xù)箱梁考慮,采用有限元方法進(jìn)行。為了確切地了解津?yàn)I輕

軌橋梁的工后徐變總量和工后徐變隨時(shí)間的變化規(guī)　　注:位移向上為正。律,計(jì)算時(shí)把施工過(guò)程劃分為13 個(gè)階段,計(jì)算每個(gè)階段的節(jié)點(diǎn)位移,以便確定澆筑橋面承軌臺(tái)、進(jìn)行橋面各項(xiàng)施工工作的合理時(shí)間。
3 　計(jì)算成果

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1～表3 ,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁總位圖1 　3 25 m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁總位移變化曲線移變化曲線及徐變位移變化曲線分別如圖1、圖2 所示。

表1 　總位移

圖2 　3 25 m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁徐變位移變化曲線

4 　現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果
(1) 試驗(yàn)梁的混凝土質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)對(duì)混凝土的需求。橋梁梁體混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C50 ,試驗(yàn)梁混凝土的3 d 強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí),28 d 強(qiáng)度達(dá)到70 MPa ,而90 d 強(qiáng)度更是達(dá)到了76. 7 MPa ?；炷? d 彈性模量為32. 3 GPa ,7 d 模量為38. 0 GPa ,

表2 　彈性位移90 d 模量為49. 5 GPa ,而規(guī)范規(guī)定設(shè)計(jì)所采用的彈性

模量為35. 5 GPa 。因此,津?yàn)I輕軌預(yù)應(yīng)力箱梁的承載能力和剛度都要比設(shè)計(jì)的要大,偏于安全;而且徐變也會(huì)比設(shè)計(jì)值小。
(2) 試驗(yàn)梁在張拉4 個(gè)月后邊跨跨中的徐變上拱度只有3. 1 mm ,中跨跨中只有2. 7 mm ,而且主要是在張拉之后的前2 個(gè)月里完成的,隨后徐變上拱度的增加非常緩慢。
(3) 試驗(yàn)梁在晝夜溫差作用下的上拱度變化為頂板溫差加大時(shí),邊跨上拱而中跨下?lián)?。?shí)測(cè)上拱度的變化為頂?shù)装鍦夭顬?. 7 ℃時(shí),邊跨上拱2. 3 mm ,中跨下?lián)洗笥? mm。實(shí)測(cè)頂?shù)装宓淖畲鬁夭顬?1. 5 ℃,這樣由于頂?shù)装鍦夭疃a(chǎn)生的最大邊跨上拱度為3. 9 mm。
原作者：張金芝