轨道交通预应力混凝土梁施工的徐变性能研究

曹竣凯

摘 要：为了能够有效保证列车在行驶过程中的安全性及平稳性，轨道交通桥梁就要严格的要求变形控制，预应力梁后期的变形发展主要是因为混凝土徐变影响导致的。传统对于徐变研究只是实验室的小型试件，缺乏实际工程中大型构件的研究。基于此，本文就对城市轨道预应力混凝土梁施工徐变的性能进行全面的分析。

关键词：轨道交通；预应力混凝土梁；施工；徐变性能

在现代社会经济不断发展的过程中，轨道交通系统在公共交通运输过程中的地位在不断的条，为了能够保证列车在行驶过程中的安全性和舒适性，轨道交通系统对于轨道平顺性具有较高的要求。在现代磁悬浮铁路、高铁和城市轻轨等全新轨道交通工具不断发展的过程中，轨道交通系统线性控制问题备受相关学术界重视。因为混凝土的收缩、开裂、徐变的变形影响，就对导致轨道交通预应力混凝土梁结构几何线性及内力状态会在时间和载荷变化中不断的变化，并且还会导致线性恶化，从而对行车造成安全隐患。所以，对预应力混凝土梁施工的徐变性能进行研究具有重要的现实意义。

1 轨道交通预应力混凝土梁施工的过程

铁路桥梁在传统施工过程中，要求轨道梁能够在工厂预制后进行预应力筋张拉的工藝实现，然后通过铁路运送到功底并且通过架桥机进行架设。但是由于轨道交通在使用轨道梁的过程中会因为限界导致运输不变，一般都是轨道梁跨度和桥址地形条件为基础实现设计。在实现中小桥设计过程中，一般都是通过二十米以下跨度标准梁进行开展，在实际施工过程中为就地灌注。在实现大桥设计的过程中，要使用四十米左右的标准梁，并且还要在预制场中设置桥头，架设架桥机。要想能够满足轨道梁的高精度变形需求，就要设置预应力筋，在预应力施工的过程中都是通过分批张拉方式开展，最终的张拉期限要在十天之上。另外，二期恒载市价的期限要在预应力张拉实现之后的两个月以上进行，从而能够有效实现轨道梁施工阶段徐变变形控制的有效性[1]。

2 轨道交通预应力混凝土梁施工徐变的性能计算

在混凝土承受持久应力比抗压强度50%要低的时候，徐变应变和混泥土应力具有线性联系，在这个范围中的徐变就是线性徐变。在混凝土应力比抗压强度60%要的时候，徐变应力和混凝土应力具有不成线性比例关系，这个时候的徐变变形持续增加不收敛，具有非稳定的徐变现象。混凝土徐变、收缩的机理比较复杂，因为要充分考虑不定性因素，其是需要解决的问题。

徐变收缩影响计算是否满足实际需求，要以计算过程中使用的徐变收缩模型为基础。徐变变形大部分都是在一年之内，其他的都是在长时间中实现，一般为了计算更加简便，将二十年徐变值作为终极值。在徐变计算过程中，相关徐变特性描述主要包括三种，分别为徐变系数，徐变度和徐变柔量。其中徐变系数表示为Q（t，t0），徐变度表示为C（t，t0），其主要指的是单位应力作用中的混凝土徐变，徐变柔量表示为J（t，t0），其指的是单位应力作用中混凝土瞬时弹性应变和徐变应变的总和[2]。

在实际轨道交通工程中，将预应力混凝土的简支梁作为基础，实现横跨界面施工工艺及应力等效相同的原则，实现五根1：5的预应力混凝土模型梁和一根钢筋混泥土模型梁实现五百天的实验研究，分别为PC1PC5和RC1。为了能够对预应力筋张拉方式及混泥土种类对于徐变性能的影响进行全面的研究，将PC1作为基础实现参数的调整[3]，表1为模拟量具体的参数，图1为试件的结构。

表1中有梁试件中预应力筋张拉的方式，锚具的变形及钢筋的回缩实际测量值详见表2，在预应力张拉和加载实验过程中，第一次的预应力筋张拉为梁试件的养护第三天，第二次为养护的第十天。其主要测量的内容为梁跨的变形、截面曲率、混凝土的收缩值、普通的钢筋应变和环境及温度的变化[4]。

3 实验的结果

在全面观察试件跨截面的应变值的试件的截面应变图，比如PC1，在两次张拉过程中，试件的截面应变值满足平截面需求，详见图2和图3。

横型梁在二期恒载和预应力作用中具备弹性变形的实际测量值，其和相应标准误差<8%。在施加预应力的时候要使梁体平方在地面上，这个时候没有变形和应变。在实现张拉预应力之后，其自身的重量就会作用，提高了截面的变形时间。模型梁跨的截面曲率变化和变形相同。因为混凝土的收缩及徐变，梁体中的钢筋在时间中变化。在施工过程中，横型梁跨的上缘和下缘的截面具有较大的差值，下缘混凝土承受的压力值比上缘要打，所以下缘的应变实验结果和理论的计算结果具有可比性[5]。

4 结语

混凝土结构徐变的行为特点和机理、徐变效应的精准预测属于研究比较久远的课题，但是其是尤为重要的研究课题。本文就基于此，全面分析了轨道交通预应力混凝土梁施工的徐变性能，表示横梁截面徐变应力在预应力筋张拉之后的初期增长幅度表达，横跨中的截面下缘钢筋应变值在时间变化过程中变化，然后通过初期主要平缓。

参考文献：

[1]牛洲蛋.预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应分析[D].兰州交通大学，2016.

[2]叶志荣.无砟轨道预应力混凝土连续梁桥工后徐变变形研究[J].城市道桥与防洪， 2015（6）：4547.

[3]蔡长乐.轨道交通预应力混凝土连续梁桥的徐变控制[J].冶金丛刊，2017（9）.

[4]童鹏.高精度预应力钢筋混凝土轨道曲梁现场制造综合技术[D].西南交通大学，2016.

[5]陈利平，祁玉华.张呼铁路桥梁预应力混凝土简支箱梁施工过程徐变观测控制措施[J]. 科学中国人，2016（12X）.