津滨轻轨无碴轨道桥梁徐变变形分析

津滨轻轨无碴轨道桥梁徐变变形分析

　摘　要:通过对津滨轻轨无碴轨道桥梁徐变变形的计算分析,确定浇筑桥面承轨台、进行桥面各项施工工作的合理时间,可以有效地控制桥梁的工后徐变上拱度对轨道的影响。关键词:津滨轻轨; 无碴轨道; 徐变变形; 工后徐变上拱度
　 1 　概述
津滨轻轨工程一期设计全长45. 409 km , 全线高架桥梁长度达到39. 7 km , 占线路全长的90 % 左右。桥上采用无缝线路,以无碴轨道结构为主。区间高架桥均采用现浇连续箱梁,其中又以预应力连续箱梁为主。对于无碴轨道线路,由于没有道碴来调节轨道的高程, 轨道扣件的可调节量很小。预应力混凝土结构将不可避免地产生不容忽略的徐变变形,如果由于混凝土徐变使得梁部结构徐变拱度超出了无碴轨道高程的可调节范围,将对轨道线路的平顺性产生巨大的危害。徐变拱度太大,也可导致轨道扣件破坏失效,影响轨道的稳定性。这些都是影响列车安全运营的巨大隐患。预应力越大,徐变上拱度也越大。所以对预应力混凝土的徐变上拱度进行控制是很重要的。在津滨轻轨工程中,预应力混凝土徐变上拱度要求不大于1 cm 。为了有效地控制徐变上拱度,选定在津滨轻轨中被广泛采用的3 25 m 预应力混凝土连续梁作为研究对象,研究其徐变发展规律。
2 　计算原理及计算方法
混凝土徐变是依赖于荷载且与时间有关的一种非弹性性质的变形。混凝土徐变是一种非线性行为,由于桥梁结构中混凝土的使用应力一般不超过其极限强度的40 %～ 50 %, 可按线性徐变理论计算结构的徐变变形;在计算中混凝土的弹性模量假定为常值Ec = 35.5 GPa ;桥梁在结构自重和施加预应力时的变形按弹性方法计算。
影响预应力混凝土桥梁徐变的因素有:有效预加应力和加载历史;混凝土加载龄期;水泥品种;环境温度、湿度;截面特性;混凝土龄期差;混凝土骨料;混凝土配合比;混凝土养护条件。在进行徐变变形计算分析时,采用西南交通大学开发的桥梁分析系统ASCB ,计算按整个3 跨连续箱梁考虑,采用有限元方法进行。为了确切地了解津滨轻

轨桥梁的工后徐变总量和工后徐变随时间的变化规　　注:位移向上为正。律,计算时把施工过程划分为13 个阶段,计算每个阶段的节点位移,以便确定浇筑桥面承轨台、进行桥面各项施工工作的合理时间。
3 　计算成果

计算结果见表1～表3 ,预应力混凝土连续箱梁总位图1 　3 25 m 预应力混凝土连续箱梁总位移变化曲线移变化曲线及徐变位移变化曲线分别如图1、图2 所示。

表1 　总位移

图2 　3 25 m 预应力混凝土连续箱梁徐变位移变化曲线

4 　现场观测结果
(1) 试验梁的混凝土质量远远高于设计对混凝土的需求。桥梁梁体混凝土的设计强度等级为C50 ,试验梁混凝土的3 d 强度已经达到设计强度等级,28 d 强度达到70 MPa ,而90 d 强度更是达到了76. 7 MPa 。混凝土4 d 弹性模量为32. 3 GPa ,7 d 模量为38. 0 GPa ,

表2 　弹性位移90 d 模量为49. 5 GPa ,而规范规定设计所采用的弹性

模量为35. 5 GPa 。因此,津滨轻轨预应力箱梁的承载能力和刚度都要比设计的要大,偏于安全;而且徐变也会比设计值小。
(2) 试验梁在张拉4 个月后边跨跨中的徐变上拱度只有3. 1 mm ,中跨跨中只有2. 7 mm ,而且主要是在张拉之后的前2 个月里完成的,随后徐变上拱度的增加非常缓慢。
(3) 试验梁在昼夜温差作用下的上拱度变化为顶板温差加大时,边跨上拱而中跨下挠。实测上拱度的变化为顶底板温差为6. 7 ℃时,边跨上拱2. 3 mm ,中跨下挠大于1 mm。实测顶底板的最大温差为11. 5 ℃,这样由于顶底板温差而产生的最大边跨上拱度为3. 9 mm。
原作者：张金芝