津濱輕軌無碴軌道橋梁徐變變形分析
摘 要:通過對津濱輕軌無碴軌道橋梁徐變變形的計算分析,確定澆筑橋面承軌臺、進行橋面各項施工工作的合理時間,可以有效地控制橋梁的工后徐變上拱度對軌道的影響。關鍵詞:津濱輕軌; 無碴軌道; 徐變變形; 工后徐變上拱度1 概述
津濱輕軌工程一期設計全長45. 409 km , 全線高架橋梁長度達到39. 7 km , 占線路全長的90 % 左右。橋上采用無縫線路,以無碴軌道結構為主。區間高架橋均采用現澆連續箱梁,其中又以預應力連續箱梁為主。對于無碴軌道線路,由于沒有道碴來調節軌道的高程, 軌道扣件的可調節量很小。預應力混凝土結構將不可避免地產生不容忽略的徐變變形,如果由于混凝土徐變使得梁部結構徐變拱度超出了無碴軌道高程的可調節范圍,將對軌道線路的平順性產生巨大的危害。徐變拱度太大,也可導致軌道扣件破壞失效,影響軌道的穩定性。這些都是影響列車安全運營的巨大隱患。預應力越大,徐變上拱度也越大。所以對預應力混凝土的徐變上拱度進行控制是很重要的。在津濱輕軌工程中,預應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,選定在津濱輕軌中被廣泛采用的3 25 m 預應力混凝土連續梁作為研究對象,研究其徐變發展規律。
2 計算原理及計算方法
混凝土徐變是依賴于荷載且與時間有關的一種非彈性性質的變形。混凝土徐變是一種非線性行為,由于橋梁結構中混凝土的使用應力一般不超過其極限強度的40 %～ 50 %, 可按線性徐變理論計算結構的徐變變形;在計算中混凝土的彈性模量假定為常值Ec = 35.5 GPa ;橋梁在結構自重和施加預應力時的變形按彈性方法計算。
影響預應力混凝土橋梁徐變的因素有:有效預加應力和加載歷史;混凝土加載齡期;水泥品種;環境溫度、濕度;截面特性;混凝土齡期差;混凝土骨料;混凝土配合比;混凝土養護條件。在進行徐變變形計算分析時,采用西南交通大學開發的橋梁分析系統ASCB ,計算按整個3 跨連續箱梁考慮,采用有限元方法進行。為了確切地了解津濱輕
3 計算成果
表1 總位移
圖2 3 25 m 預應力混凝土連續箱梁徐變位移變化曲線
4 現場觀測結果(1) 試驗梁的混凝土質量遠遠高于設計對混凝土的需求。橋梁梁體混凝土的設計強度等級為C50 ,試驗梁混凝土的3 d 強度已經達到設計強度等級,28 d 強度達到70 MPa ,而90 d 強度更是達到了76. 7 MPa 。混凝土4 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 ,而規范規定設計所采用的彈性
(2) 試驗梁在張拉4 個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 個月里完成的,隨后徐變上拱度的增加非常緩慢。
(3) 試驗梁在晝夜溫差作用下的上拱度變化為頂板溫差加大時,邊跨上拱而中跨下撓。實測上拱度的變化為頂底板溫差為6. 7 ℃時,邊跨上拱2. 3 mm ,中跨下撓大于1 mm。實測頂底板的最大溫差為11. 5 ℃,這樣由于頂底板溫差而產生的最大邊跨上拱度為3. 9 mm。
原作者：張金芝
