大跨度无砟轨道连续梁桥后期徐变变形研究

摘要：预应力混凝土施工后期所产生的徐变变形反应可能引发梁桥出现下挠或者是上拱的问题，对整个无砟轨道的稳定性与平顺性而言是极为不利的。文章依据这一实际情况，以大跨度无砟轨道连续梁桥后期徐变变形问题为研究对象，首先简要分析了连续梁桥徐变变形的原理，进而结合某高速铁路大跨度无砟轨道连续梁桥工程实际情况，就其后期徐变变形的计算方法进行了说明，希望引起关注与重视。

关键词：大跨度；无砟轨道；连续梁桥；徐变变形

中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）09-0103-02

随着区域性经济沟通不断密切，高速铁路的建设备受各方关注与重视。在有关高速铁路建设轨道的选择中，无砟轨道以其突出的稳定性以及平顺性优势而备受青睐。然而，随着实践运行的深入发展，不难发现：无砟轨道建设中的可调性性能存在严重的缺失。因此，对于梁桥，特别是预应力混凝土梁桥而言，在应用无砟轨道的过程当中，需要预先了解并计算得出铺轨后期由混凝土收缩因素所引发的徐变变形问题，防患于未然。本文试针对以上问题做详细分析与说明。

1 大跨度无砟轨道连续梁桥后期徐变变形原理分析

导致预应力混凝土后期徐变引发大跨度无砟轨道连续梁桥出现上拱或者是下挠现象的最主要原因在于：后期徐变会导致梁体结构截面应力分布出现明显的不均匀性特征。而实践研究结果证实：预应力混凝土徐变反应与应力指标之间有着突出的相关性关系。即在预应力以及恒载作用力因素的共同作用之下，梁体结构截面位置不单单分布有轴压作用力，同时也存在部分弯矩作用力。受到这一因素的影响，若同一时间状态下，面向梁体结构所施加的荷载作用力同时引发梁段表面出现轴压作用力以及弯矩作用力，则势必会导致梁体结构上下两侧中，应力较大一侧的徐变作用力明显高于压应力较小一侧的徐变作用力，最终将反应为梁段结构表面的“上拱”或者是“下挠”。

但上述分析仅仅局限于理论状态下，实际情况的复杂程度更高。特别是对于连续梁桥结构而言，在当前技术条件支持下所采取的施工方式往往以悬臂挂篮方式为主。此种施工方式的特点在于：一期恒载作用力与预应力是伴随着施工进度的开展而逐步施加与落实的。同时，二期恒载作用力往往在合拢段经过体系转化的基础之上来实现。从这一角度上来说，在整个梁桥结构当中，不同位置梁段结构在同一时间状态下，预应力混凝土所表现出的龄期均存在一定的差异性，同时，受到荷载作用力以及预应力等各种内力的影响，导致梁段结构所表现出的徐变系数也存在一定程度上的差异性。换句话来说，这部分内力并不能采取直接累加的方式来计算与之相对应的徐变效益，而应当在实际工作中区别对待。

结合上述分析不难发现：有关预应力混凝土连续梁桥受混凝土收缩因素影响而产生徐变变形的计算是一项比较复杂的工作。需要借助于对施工全过程中的模拟，配合对各施工阶段混凝土基本性能的记录，分步骤、分阶段地计算相应的徐变系数，由此判定与之相对应的徐变变形数值，从而采取相应的控制措施。

2 大跨度无砟轨道连续梁桥后期徐变变形计算分析

某高速铁路大跨度预应力混凝土连续桥梁工程项目建设过程中所选取轨道为无砟轨道。梁桥跨度布置为（85+135+85）m，属于大跨度连续梁桥。梁桥施工过程中所采取的施工方式为：主梁结构采取挂篮对称悬臂浇筑施工作业方式，从左右两侧桥墩同步进行施工作业。整个施工过程中的连续梁桥剖面结构示意图如下图所示（见图1）。

如图1所示，0#块长度为13m单位，1#～4#块长度为3m单位，5#～12#块长度为3.5m单位，13#～17#块长度为4m单位。1#～17#块均保持14d的悬浇作业时间（当中覆盖7d作为混凝土初期养护时间）。在第17#块悬浇作业完成之后，需要先完成对龙边跨的合成处理，进而完成对龙中跨的合成处理。此过程中同样需要保障7d以上的合拢段养护时间。在此基础之上，需要进行对中跨纵向预应力束。在张拉钢束操作完成之后，需要分别参照（1）10d；（2）90d，上述两种情况，完成对无砟轨道的铺轨操作。同时，兼顾对施工规范因素的考量，即在模拟过程中分别设置（1）中铁05规范以及（2）中交04规范这两种情况下。在上述基本条件作用之下，对整个大跨度无砟轨道连续梁桥后期混凝土收缩作用下徐变所引发的的线性改变进行模拟计算。下图2为合拢10d状态下的模拟计算结果示意图，下图3为合拢90d状态下的模拟计算结果示意图：

由图2和图3中的曲线趋势不难发现：在无砟轨道铺轨作用之下，随着时间的不断延长与提升，在混凝土收缩因素作用之下，整个大跨度无砟轨道连续梁桥后期徐变所引发的线性改变趋势不断提升，与之相对应的主梁结构上拱/下挠程度也呈现出了显著增大的趋势。在此基础之上，随着时间的进一步推移，线性变化逐步倾向于缓慢状态。同时，结合图2与图3变化趋势的对比分析不难发现：10d状态下无砟轨道铺轨所产生的徐变变形明显高于90d状态下无砟轨道铺轨所产生的徐变变形，证实后期徐变变形对铺轨时间是极为敏感的，应当特别重视。

3 结语

通过本文以上分析不难发现：研究大跨度无砟轨道连续梁桥后期徐变变形的产生原理，并对其进行可靠计算，是保障高速铁路无砟轨道运行稳定性与平顺性的关键途径，这对于有关徐变变形的合理控制而言是至关重要的。总而言之，本文针对有关大跨度无砟轨道连续梁桥后期徐变变形研究过程中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为后续实践工作的开展提供参考与借鉴。

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作者简介：莫永春（1978—），男，安徽合肥人，中铁四局五公司项目经理，工程师，研究方向：土木工程。

（责任编辑：刘 晶）