箱梁徐变上拱观测作业

箱梁徐变上拱观测作业指导书

一．箱梁徐变上拱观测的重要性

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。

二. 箱梁徐变上拱观测方法

1、徐变上拱测点布置

所有测试梁均在每孔支座和跨中截面位置沿腹板线桥轴线布设6个测点，大跨度梁还在中孔L／4跨截面加设6个测点，见：测点分布图。

如图所示，、1、2、5、6号点分别位于箱梁两端的支座横桥向中线上，距离防护墙底端10±2cm，3、4号点位于箱梁横桥向中线上，距离防护墙底端10±2cm，1、2、5、6各

点距梁端50cm 。每个点用预埋钢筋标明，预埋钢筋采用直径8mm 圆钢制作长15cm 。混凝土灌注后，露出桥面1+0.5cm 。

2. 箱梁徐变上拱计算公式

箱梁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，影响预应力混凝土桥梁徐变的因素有：有效预加混凝土徐变引起的结构徐变变形计算，因影响因素的复杂性，要精确分析是十分困难的。采用1978年国际预应力协会(FIP)关于混凝土徐变系数计算

公式

()[])()()-d(t )(,τββφτβφτβτφf t f f d a t -++=

式中[]fcw fc a /)(18.0)(ττβ-=；

()fcw fc /τ------砼岭期τ时的强度与最终强度之比；

d φ-----滞后弹性模量，取

0.4； f φ-----21f f φφ∙为徐塑系数；

1f φ-----依周围环境而定的系数，取

1.5； 2f φ-----依理论厚度h 0而定的系数，μλ/20Ac h =；

λ-----依周围环境而定的系数，取

1.5； Ac -----砼截面积；

μ-----与大气接触的截面周边长度；

)(τβ-t d -----随时间而增长的滞后弹性应变系数；

τ,t ----计算徐变系数时的砼龄期、砼加载龄期；

3.箱梁徐变上拱观测周期

观测周期如下表所示：

4.观测精度要求：

梁体徐变观测的精度为±1mm，读数取位至0.1mm

三、箱梁徐变上拱控制措施

无碴梁徐变上拱控制在10mm以内；对混凝土的试验研究指出，预应力混凝土箱梁的最终徐变变形量可达到初始变

形量的2-3倍。桥上无碴轨道设备在铺设后，其扣件的调整量有限，过量的收缩徐变上拱会严重影响轨道的平顺性、旅客的舒适性，甚至行车安全性，对于箱梁的徐变上拱的控制就成为无碴轨道预应力混凝土箱梁设计和施工控制的关键。

混凝土弹性模量的高低为混凝土产生徐变大小的决定性因素，弹性模量愈高混凝土的徐变越小，反之混凝土的徐变就越大。施工中以优化混凝土配合比设计，最大限度的提高混凝土的弹性模量为设计原则，加强混凝土浇注、预应力张拉、养护与存储等各施工环节的严格控制，以保证箱梁的收缩徐变上拱量不超标。

⑴混凝土配制

①选择强度和弹模较高的骨料

骨料在混凝土中的主要作用是约束水泥浆体徐变起，其作用程度取决于骨料的弹性模量和体积含量。骨料弹性模量越大，混凝土的徐变越小弹性模量越大；混凝土中骨料含量越多混凝土的弹性模量也就越大。因此，施工时选用弹性模量高、强度高、级配合格的碎石。试验表明；采用石灰石质碎石骨料有助于降低混凝土的徐变变形。

②优化混凝土配合比设计

试验证明，原材料确定的情况下，混凝土的弹性模量随水泥量的增多而降低，同时随砂率的提高、水灰比的增大而减小，而随混凝土龄期的增长而增长。为提高混凝土的弹性

模量，通过优化混凝土配合比设计，采用正交试验方法，对所采集数据参数进行正确的统计分析，依据统计分析结果选择其他各项技术指标均满足要求同时混凝土弹性模量最大的混凝土配合比作为理论配合比。秦沈客运专线24m预制铁路箱梁施工的成功经验说明，按此方法进行混凝土配合比设计能有效的控制梁体徐变变形。

③严格控制箱梁混凝土施工配合比，注意控制水胶比和骨胶比。

梁体混凝土施工时，严禁采用提高砂率、水泥用量和用水量的方法提高混凝土的和易性，严格按施工配合比施工，控制水泥用量、水灰比和砂率以确保混凝土弹性模量不低于设计值，强度不宜配制过高。混凝土拌和物的坍落度宜选用120-160mm，水灰比控制≤0.35。试配时做静抗压弹性模量试验，以满足验算的参数要求。

⑵浇注

混凝土梁体较高，混凝土的方量较大，采用附着式和插入式振捣器共同进行振捣，特别是张拉的直接受力区混凝土一定要密实。同批梁的混凝土拌和一定要均匀，配合比控制准确，砼运输时间要相近，振捣要密实、全面。否则会由于梁与梁之间混凝土差异较大，使梁体张拉后上拱值亦差异很大。

⑶预应力张拉

严格控制预应力张拉时间以及二期恒载施加期限是保

证无碴轨道预应力箱梁残余徐变上拱度值控制于限值之内

的关键。

根据线性徐变理论，徐变上拱的大小取决于施加预应力时梁体的弹性上拱量，偏低的弹性模量会引起较大的徐变上拱。因此，在施加预应力前，除了检验混凝土强度外，同时检测其弹性模量，在两者均满足设计要求后，再予以施加预应力。

实践证明，预加应力龄期不宜早于10天，桥面轨道铺设宜在预应力终张拉60天后进行。

现场对预筋的管道摩阻进行实测并对其张拉应力进行

修正。

严格按设计规定的方式张拉，同一批梁最好在同一强度时进行预加应力。施工中不能随意更改梁体张拉次序、批次。

施加预应力要严格实行“双控”，严禁超张拉，以确保满足预应力徐变上拱限值的要求。

预应力张拉完毕后及时压浆（48h以内），管道压浆要求密实。当水泥浆结硬时即可传力，提高构件的抗弯刚度，减少梁体上拱

⑷养护

养生期内保证混凝土处于潮湿状态，减少日照引起的温度应力弯曲。