高速鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁后期徐變分析

吳艷波

中鐵二十五局集團(tuán)第五工程有限公司

高速鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁后期徐變分析

吳艷波

中鐵二十五局集團(tuán)第五工程有限公司

高速發(fā)展的鐵路交通為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展注人了嶄新的活力，而混凝土作為高速鐵路施工的重要組成材料，其施工質(zhì)量安全非常重要。在新的時(shí)代要求之下，鐵路施工企業(yè)必須積極響應(yīng)國家的號(hào)召，做好高速鐵路連續(xù)橋梁的混凝土施工工作，控制預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁后期徐變，最大限度保證連續(xù)梁橋能夠正常運(yùn)用于鐵路運(yùn)輸之中，在提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，促進(jìn)我國鐵路運(yùn)輸事業(yè)更好更快的發(fā)展。

高速鐵路；預(yù)應(yīng)力混凝土；連續(xù)梁；后期徐變

1、混凝土徐變概述

早在19世紀(jì)時(shí)，人們就認(rèn)識(shí)并大量的研究了混凝土的徐變，但是對(duì)于混凝土的徐變機(jī)理的研究依舊不完善。實(shí)際工程中由于混凝土的徐變會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨著時(shí)間的變化發(fā)生內(nèi)力和變形，所以在此過程中沒有清楚的認(rèn)識(shí)到混凝土的徐變，就會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的撓度過大，最終導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。在國內(nèi)，我們是20世紀(jì)初開始對(duì)混凝土的徐變展開了一系列研究，根據(jù)數(shù)值以及計(jì)算機(jī)優(yōu)化等的方法，統(tǒng)計(jì)分析了大量混凝土的徐變?cè)囼?yàn)結(jié)果，進(jìn)一步提出并改進(jìn)了很多混凝土徐變的數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模型，現(xiàn)階段主要包括有CEBFIP、ACI209、BS以及B-P系列模型等等。而這些模型建立過程中所存在的影響因素都不同，所以對(duì)于其計(jì)算精度也有所不同，所以要特別注意對(duì)其選擇應(yīng)用。

2、高速鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工要點(diǎn)

2.1 預(yù)應(yīng)力筋張拉

對(duì)于梁體的混凝土強(qiáng)度以及彈性模量要注意在滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施加；對(duì)于各個(gè)節(jié)的現(xiàn)澆梁段要實(shí)現(xiàn)先對(duì)其進(jìn)行縱向張拉，然后進(jìn)行橫向張拉，最后進(jìn)行豎向張拉，其中對(duì)于縱向的張拉要注意先對(duì)腹板進(jìn)行張拉再進(jìn)行頂板的張拉，最后是對(duì)底板的張拉。其中對(duì)于預(yù)施應(yīng)力值要根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的具體伸長(zhǎng)值對(duì)其實(shí)現(xiàn)校核工作，實(shí)際的伸長(zhǎng)值要和其理論上的伸長(zhǎng)值差控制在6%左右；對(duì)于豎向以及橫向的預(yù)應(yīng)力筋張拉滯后縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉不能大于三個(gè)懸澆梁段。還要特別注意的是：在每次張拉前要加強(qiáng)對(duì)油泵以及油表編號(hào)的檢查，注意其和相關(guān)配套的一致性；由于大噸位千斤頂400T、油表選擇精度等級(jí)0.4、40 ～ 60 MPa最大讀值，每個(gè)泵配備2壓力表；消除對(duì)砂漿錨板，以確保與支撐板接觸有效錨固；如果洞口角歪斜或錨墊板垂直受力筋張力要求，局部墊以避免應(yīng)力集中，或者切斷肌腱；杰克，工作錨，錨安裝手拉葫蘆進(jìn)行調(diào)整，確保千斤頂油缸軸，工作錨，錨的通道軸中心線。

2.2 混凝土施工

橋梁“帶病”工作已成為常態(tài)，極易發(fā)生安全事故，在50cm以內(nèi)，所以必須重視其混凝土施工。關(guān)于配合比的調(diào)整。不同的配合比對(duì)于混凝土施工質(zhì)量的影響是不同的，因此在進(jìn)行高速鐵路連續(xù)梁混凝土施工之前，應(yīng)該對(duì)混凝土配合比進(jìn)行多組試驗(yàn)分析比較，根據(jù)各技術(shù)數(shù)據(jù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕さ膶?shí)際情況，采用最適合的混凝土配合比，保障混凝土工程的質(zhì)量；關(guān)于混凝土的澆筑工作。連續(xù)梁橋混凝土的澆筑工作根據(jù)施工工藝的不同應(yīng)該采用不同的分段分層進(jìn)行，比如懸臂施工時(shí)要從懸臂端向內(nèi)分段分層澆筑，各步驟不能顛倒。

3、高速鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁后期徐變控制

以某工程實(shí)際為例，首先分析其混凝土的彈性模量E對(duì)后期混凝土的徐變值影響。在這過程中，對(duì)于徐變的系數(shù)計(jì)算應(yīng)用相關(guān)預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中的表達(dá)公式，也就是：(JTJ023-85)附錄四中的模型運(yùn)算，混凝土的齡期偉一周，其中彈性模量設(shè)計(jì)值為：

E=3.55×104MPa

在這其中，當(dāng)混凝土的彈性模量E發(fā)生變化時(shí)，變化區(qū)間是具體設(shè)計(jì)值的80%到120%。具體結(jié)果如下表1所示。

表1 凝土彈性模量E對(duì)后期徐變值的影響

從上面表1中的分析可知：1)混凝土的徐變值會(huì)隨著混凝土彈性模量E的變化而變化，當(dāng)混凝土彈性模量E變大時(shí)，混凝土的徐變值會(huì)變小，這種情況存在于無論是梁上拱還是下?lián)?；在連續(xù)梁中跨小于80m的時(shí)候，最大后期徐變值要和最小后期徐變值的差保持在3mm以內(nèi)；3)在預(yù)應(yīng)力混凝土中跨度為125m時(shí)，其混凝土的徐變值在-8.24mm，而在0.8E的時(shí)候，其混凝土的后期徐變值為-13.14mm，不能滿足有關(guān)規(guī)定。

針對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉齡期τ的變化對(duì)后期混凝土徐變的影響。應(yīng)用有關(guān)模型中的徐變系數(shù)運(yùn)算公式對(duì)其實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，其彈性模量設(shè)計(jì)值為：

在這其中，如果其齡期有所變化，那么預(yù)應(yīng)力的張拉齡期也會(huì)發(fā)生變化，其一般在四到十天變化，一天為級(jí)差，而和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段符合的時(shí)間為六天到十二天，根據(jù)具體計(jì)算結(jié)果顯示，預(yù)應(yīng)力張拉齡期τ變化影響后期徐變值，主要表現(xiàn)在：1)當(dāng)預(yù)應(yīng)力的張拉齡期τ增大時(shí)，其注意徐變值就會(huì)減小。2)在預(yù)應(yīng)力張拉齡期τ從四天變到十天的時(shí)候，這幾座橋的后期徐變值差異比較小，其最大和最小差的值均在2mm以內(nèi)。

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，鐵路建設(shè)的進(jìn)程越來越快，已經(jīng)在全國建成了非常發(fā)達(dá)的鐵路交通網(wǎng)絡(luò)，為廣大群眾的出行帶來了便利。這也加大了對(duì)高速鐵路施工企業(yè)的施工要求。對(duì)于鐵路交通來說，橋梁施工一直是鐵路施工企業(yè)及專業(yè)技術(shù)人員所重視的一大難題。因此，如何提高連續(xù)橋梁混凝土施工工藝，是發(fā)展鐵路事業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵，必須重視其施工技術(shù)及混凝土徐變。

[1]盛興旺，李松報(bào).高速鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁后期徐變主要影響因素分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013，11：40-44.

[2]羅浩.高速鐵路大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋徐變變形對(duì)車—橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)的影響研究[D].中南大學(xué)，2011.