有砟轨道预应力简支箱梁技术改革应用分析

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【摘 要】论文主要阐述了我国有砟轨道预应力简支箱梁技术发展的现状，分析了当下简支箱梁技术的特点。铁路运行追求的是整体的安全性、舒适性，有砟轨道预应力简支箱梁技术需要不断精进。论文从有砟轨道预应力简支箱梁技术的应用出发，浅述其发展。

【Abstract】This paper mainly describes the development status of prestressed simply-supported box girder technology in ballast-track in China， and analyzes the current characteristics of the technology. Railway operation is in pursuit of overall safety and comfort， and the technology of prestressed simply-supported box girder on ballast-track needs continuous improvement. This paper starts from the application of prestressed simply-supported box girder on ballast-track， and briefly describes its development.

【关键词】有砟轨道;简支箱梁;技术改革

【Keywords】ballast-track; simply-supported box; technology reform

【中图分类号】U445.4                                            【文獻标志码】A                                【文章编号】1673-1069 （2020） 01-0149-02

1 引言

我国是铁路运营大国，铁轨的影子已经渗透到了我国各个地区，包括青藏高原等偏僻地区。铁轨已经成了我国稳定发展的血脉，与民生息息相关。铁路分为有砟铁路和无砟铁路两种。论文具体阐述有砟铁路的简支箱梁技术的改革应用，在实际施工时，经常会出现梁体出现裂纹、断丝、滑丝等问题，因此，对有砟轨道预应力技术进行革新与改造是非常有必要的。其中主要涉及的是预应力简支箱梁张拉问题。

2 预应力简支箱梁技术改革的应用

2.1 选择合理的张拉顺序

预应力的张拉顺序是十分关键的，一旦它的顺序出现问题，轨道梁体局部便会因为拉应力受力不均而出现开裂现象，甚者会导致整个简支箱梁结构的崩塌。张拉顺序的选择是有理论依据的，它因设计的不同而不同。若张拉顺序没有给出具体的明确设计，那么张拉顺序的选择就要根据偏心载荷小、均匀对称等原则进行选择设计[1]。

2.2 选择合适的张拉方式与张拉机具

2.2.1 张拉方式

在桥梁的设计施工中，梁体需要起拱，但是在梁体起拱时会遇到起拱不足的情况，这是因为预应力没有达到既定目标，主要原因是选错了张拉方式。在操作时经常是从梁体的两侧进行同步张拉。受到施工环境的影响而使设计不能顺利进行，有些设计还限制了不能两端同时张拉。这时便需要工作人员做事更加灵活，可以选择逐束变换张拉方向，使预应力分布更加均匀。预应力张拉方式有对称张拉、单端张拉和分批张拉、分段张拉、分阶段张拉等方式。

对称张拉：千斤顶在梁体两端施加拉力的同时在两端装张拉端锚具。

单端张拉：单端张拉是将千斤顶在梁体的一段进行拉力的施加，另外一段将锚具埋进梁体内。

分批张拉：在梁体的施工中，往往会出现而需求目的不同所导致的不同设计。正是因为这些不同的设计需要，因此，张拉方式需要分不同批次进行多束预应力的张拉。需要注意的是，每一次后一批预应力的施加会在不同程度上引起梁体出现弯曲变形压缩崩塌的风险，一旦发生，便是一次不小的损失。因此，在每一次施加预应力筋张拉时都要事先计算好应力损失量。

分段张拉：该张拉方式应用在多跨连续梁的施工当中，需要一段一段地进行梁体的张拉。有一些桥梁的跨度非常多，这需要施工时，在当前一段的混凝土浇筑完成了预应力束后，紧接使用连接器设备，及时将前一段的预应力束挂上续长，以此方式接着张拉下一段的桥梁，一点一点地建起整个桥梁梁体的预应力筋。

分阶段张拉：这个张拉方式是为了保证简支箱梁梁体在后期施工中平衡各个梁端的载荷。它是将预应力分段施加，逐步完成。其中所包含的载荷有混凝土的弹性压缩、收缩和徐变结构，当然自身的重量也算在其中，这些都是简支箱梁产生内力的主要因素，把控好这些因素，才能更好地施行分阶段张拉的方式。

2.2.2 张拉机具

千斤顶是张拉机具中必不可少的工具，它的大小是由所受张拉预应力的性质所决定的。如果张拉预应力束的根数越多，那么所需要的千斤顶的吨位数就越大。当下人们基本上使用1860MPa钢绞线，一根绞线需要200kN的力，所以千斤顶能承受至少200kN的吨位，但是有利就有弊，当需吨位需要更大更强的千斤顶时，随之遇到的就是千斤顶体积庞大所造成的施工不便问题。因此，千斤顶的选用也需要灵活的分析。

3 技术的应用改革

3.1 孔道压浆技术

在预应力简支箱梁结构中，预应力筋会随着应力状态的高低而出现敏感性的变化，特别是在高应力的状态下，预应力筋十分容易受到腐蚀。当预应力筋发生腐蚀时，那么它所引起的结果是非常可怕的，腐蚀状态下的预应力筋会腐蚀的更加快速，很容易引起预应力筋出现快速断裂的现象，预应力对梁体的作用随之失效，直接影响了简支箱梁结构的稳定性和安全性[2]。孔道压浆技术就是为了避免此现象的发生（预应力筋外层的浆体为整体的耐久性提供了可靠保障）。

除了保护预应力筋免受腐蚀之外，浆体还会影响整个简支箱梁整体结构的强度。原理就类似于混凝土的调配，沙子比例的不同影响着混凝土的结实程度。同理，若灌浆不够足量，那么整个梁体的结构强度就会大打折扣，起不到保护桥梁的作用，甚至会使梁体的裂缝更早出现，加快预应力筋的腐蚀。根据实践经验，传统的压浆工艺存在着很大的安全隐患，普通的压浆工艺所导致的不饱满压浆问题早已是国内统一承认不可否定的事实。因此在此基础上人们做出了技术的改革，开发出了真空压浆工艺。

真空压浆工艺完美地避开了之前传统压浆工艺出现的恶劣问题。它提高了压浆的质量，将简支箱梁结构的整体强度又提高了一个层次。该技术的优点有：①在整个真空的施工环境下，有效避免了孔道里气泡的产生，孔隙、泌水现象基本杜绝;②密封性大大增强，浆体能够饱满充入整个孔道;③真空环境下的连续施工，大大减少了灌浆所需的时间，提高了压浆效率。

3.1.1 张拉过程中出现的滑丝和断丝问题

这两个问题是预应力施工时最常见的问题。张拉过程要求很高，因此回锚初期这一环节尤为关键。一方面，千斤顶的回油速度快慢对其有着很大的影响，如果太快，夹片在此条件下很难抓住钢绞线的动作，未被跟进的钢绞线就会回缩很大的范围，甚者会引发滑丝现象。另一方面，若钢材材质不够好，腐蚀严重，在锚圈口处分丝便会发生交叉重叠;操作时没有对齐孔道、锚圈、千斤顶，钢丝便会偏重、受力不均，最终便会引发断丝。为此人们对此问题进行了革新探讨：严格审查锚具和钢绞线的材质质量，反复审核，保证选材达到执行标准;在误差范围之内，选用合理的槽深限位板;浇筑混凝土时避免振捣棒接触锚具;严格按规定将锚圈、预留孔和千斤顶三者同轴同心对齐。

3.1.2 锚固区损坏

在施工时，锚垫板往往会受振捣棒的影响而出现或多或少的错位。有时锚下加固的钢筋数量和方式往往不能达到相应的规定与要求。再者就是锚下的混凝土在浇筑时没有密实完整或者混凝土在制作时没有达到相应的强度。这些都会引起锚固区损坏的现象。当下，为了避免出现这类情况，已经在不断要求施工人员按照设计图纸准确施工，不断精确磨合，提高钢筋绑扎的质量，在浇筑混凝土时也要严格把控各个环节，不断提高简支箱梁结构的强度。

3.2 裂纹综合治理技术

此技术是根据简支箱梁出现裂纹的原因出现的。梁体的抗压强度、跨中截面抗裂安全系数及挠跨比对其有一定程度的影响。结合后期的数据监测处理，能够明显判断出技术革新后的梁体顶板表面所具有的超高性能混凝土变化较小，同时它所能承受的力的效果显著增强，耐久性提高了一个层次。该綜合治理技术包括：灌压环氧浆、浅层凿除修复、监控量测。

4 结语

对有砟轨道预应力简支箱梁技术进行改革是国家发展的需要，也是提高国家基础建设能力的一个表现。人们在简支箱梁结构的检查、监测、维护过程中不断发现新的问题，不断去解决，在新技术的保证下提高了我国有砟轨道简支箱梁的耐久性、可靠性，保证了我国铁路运行的安全，同时为与此类似的工程工作积累了丰富的经验，打下了坚实的实践基础。

【参考文献】

【1】黄冠达.大体积预应力混凝土简支箱梁浇筑工艺[J].中国标准化，2019（18）：85-87.

【2】谢咸瑜，杨中委.移动模架法现浇简支箱梁中的预应力施工技术应用[J].四川水力发电，2019，38（S1）：21-22.