轨道交通预应力浇硂梁施工阶段徐变性能解析

    张雷

    摘 要：在社会经济飞速发展的带动下，我国的交通运输行业获得了巨大的发展和进步，轨道交通得到了巨大的发展机遇，有传统的铁路火车逐渐向着地铁、磁悬浮列车的方向发展，不仅运输速度越来越快，服务质量也越来越好。本文主要针对轨道交通基础设施建设中，预应力混凝土梁在施工阶段的徐变性进行了简单分析，从而确保施工的顺利进行，保障施工质量。

    关键词：轨道交通；预应力浇硂梁；徐变性能

    0 前言

    随着社会经济的发展，对于城市发展而言，轨道交通的地位和作用都是十分重要的。但是，就目前来看，在轨道交通基础设施的施工过程中，存在一些不足和问题，在一定程度上影响了轨道交通的安全。

    1 轨道交通预应力混凝土梁概述

    预应力混凝土梁，是将钢筋或高强钢绞线，沿受弯拉方向，预先进行张拉，并且将张拉后钢筋锚固在混凝土结构上，这样就沿结构受弯拉的方向，对混凝土施加了预压应力。通过对预压应力大小的有效控制，可以保证预应力梁板在承受设计弯曲荷载时，混凝土受弯区基本不产生拉应力，不出现裂缝，从而大幅度提高梁板的承载能力。目前，在大跨度钢筋混凝土桥梁、高层建筑等，都是以预应力混凝土技术为基础建设完成的。

    2 轨道交通预应力混凝土梁的施工

    在传统的铁路桥梁施工中，主要是在工厂预制轨道梁，并完成预应力筋的张拉工艺，然后运到施工现场进行架设和安装。但是，现代化的城市轨道交通采用的轨道梁，由于受到各种因素的限制，运输不便，通常需要在施工现场，结合轨道梁的跨度及桥址位置的地形条件，进行针对性设计，确保施工的顺利进行。

    3 预应力混凝土梁施工阶段徐变性能解析

    以轨道交通中的预应力混凝土简支梁为模型，利用梁跨中截面应力等效以及施工工业相似的原则，设计相应的模型梁，对预应力混凝土梁在施工阶段的徐变性能进行分析。

    （一）试件

    在该试验中，采取之前提到的方法，对试件进行合理设计，为了便于进行对比分析，一共设计制作了5根1：5的预应力混凝土模型梁以及1根钢筋混凝土模型梁，分别进行编号，进行试验研究。其中，钢筋混凝土模型梁的作用，主要是对混凝土的收缩值进行测试，而5根预应力混凝土模型梁中，1号、4号和5号梁严格按照实际应用中的受力状态，进行模拟设计，而2号和3号梁主要是为了分析预应力筋的张拉方式以及混凝土种类对于徐变性能的有效，因此分别对这两个参数进行了调整。为了确保对比数据的准确性和真实性，6根模型梁的截面形状与尺寸完全相同，其机构尺寸比如下：

    在试件模型中，预应力筋均采用高强度低松弛钢绞线，混凝土强度为C60，同时在高性能混凝土的配合比中，掺入了适量的粉煤灰，代替约15%的水泥。

    （二）预应力张拉

    在进行预应力张拉与加载时，需要注意几个方面的内容：首先，在试件制作完成，并养护3d时，进行第一次预应力筋的张拉工作；然后，在第10d时，进行预应力筋的第二次张拉；最后，在预应力筋张拉完成后一直到二期恒载前，需要确保梁体仅仅承受自身的重力作用和预应力作用，以免影响试验效果。为了对轨道梁的真实施工情况进行模拟，在第一次张拉完成80d后，对试件施加二期恒载。同时，对于钢筋混凝土模型梁而言，不进行加载工作，以测试混凝土的收缩对于试件的影响。在预应力筋张拉完成后，5根预应力混凝土模型梁会处于预应力和自重的共同作用下，这时，可以根据相应的数据信息，对跨中截面的实际应力进行量测，并与设计计算值进行对比，可以发现，实际应力与设计应力存在的误差在10%以内，基本吻合。

    （三）量测内容

    在对试件进行量测的过程中，主要针对以下几个方面：

    1）梁跨中变形：在梁的两端和跨中各设置一个测量点，使用跨中百分表，对梁体的竖向变形进行测量，使用梁端百分表，对其支座沉降进行测量，以修正跨中变形值。

    2）截面曲率：在跨中界面，沿梁高，设置三个千分表，对截面曲率进行测量。

    3）混凝土收缩值：主要是针对钢筋混凝土试件进行测量，可以在其两端设置两个拉线式位移计，测量相同温度和湿度条件下，混凝土的收缩值。

    4）测量试验环境的温度和湿度变化情况。

    （四）试验结果与分析

    模型试件在预应力和二期恒载的共同作用下，产生的弹性变形实测值与当前我国相应的铁路规范计算值之间的误差约在8%。通过相应的对比分析，可以得出以下结果：

    ①模型跨中截面曲率的变化规律与跨中变形基本相同；

    ②混凝土的收缩和徐变会影响梁体内钢筋应变的变化；

    ③采用高性能的混凝土，可以有效减小徐变变形以及徐变应变；

    ④采取二次张拉方式，可降低徐变变形和徐变应变；

    4 结语

    综上所述，在轨道交通中，应用预应力混凝土梁进行施工时，要对其在施工阶段的徐变性能进行充分考虑，分析徐变性能的影响因素，并采取针对性的措施，对这些因素进行适当改变，在不增加施工成本， 不延长施工工期的前提下，确保工程的施工质量，从而推动我国轨道交通运输行业的持续健康发展。

    参考文献：

    [1]薛伟辰，王巍.轨道交通预应力混凝土梁施工阶段徐变性能研究[J].铁道学报，2008，30（1）：53-59.

    [2]叶梅新，刘杰.无碴轨道桥梁高强混凝土徐变变形的试验研究[J].石河子大学学报（自然科学版），2009，27（1）：84-87.

    [3]薛伟辰，胡于明，王巍.预应力混凝土梁徐变性能试验[J].中国公路学报，2008，31（4）：61-66.