无砟轨道预应力混凝土连续梁桥工后徐变变形研究.pdf

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1、2015年6月第6期城市道桥与防洪桥梁结构45无砟轨道预应力混凝土连续梁桥工后徐变变形研究叶志荣(同济大学建筑设计院(集团)有限公司，上海市200092)摘要：在高速铁路中，对于铺设无砟轨道的预应力混凝土连续梁桥，控制其工后徐变变形具有十分重要的意义。对宁杭客运专线某处预应力混凝土连续梁桥进行有限元分析，采用不同规范的徐变系数计算工后徐变变形并比较计算结果的差异，同时研究施工过程中延迟铺设轨道的时间及拆除中墩临时固结的时间选择对工后徐变变形的影响。关键词：高速铁路；无砟轨道；预应力混凝土连续梁；工后徐变变形中图分类号：U44g．215文

2、献标志码：B文章编号：1009—7716(2015)06—0045—031概况2按不同规范的徐变系数计算工后徐变变形目前，我国大部分高速铁路均采用无砟轨道。2．1徐变及徐变系数定义无砟轨道能适应高速列车高平顺性和高稳定性的徐变是指在持续荷载作用下，混凝土结构的要求，但可调性很小。对铺设无砟轨道的预应力混变形随时间不断增加的现象。影响混凝土徐变的凝土连续梁桥，深入了解主梁混凝土在铺轨后的因素有很多，如应力的性质和大小、加载时混凝土徐变变形(即工后徐变变形)具有十分重要的工程的龄期、荷载的持续时间、混凝土的组成材料及配意义。目前，各种设计规

3、范有关徐变系数计算公式合比、周围环境的温度湿度、构件的截面形式等。的规定差别很大，由此计算得出的徐变变形值也通常采用徐变系数来描述混凝土的徐变：各不相同。此外，施工过程中某些步骤的调整，如(D=．曼￡_(1)铺轨、拆除中墩墩梁临时固结的时间不同，也会对e主梁的工后徐变变形产生影响。本文以宁杭客运式中：——混凝土的徐变应变；专线某处特大桥(下称D桥)为背景，选取不同规——混凝土的徐变应变开始时的瞬时弹性应变。范的徐变系数计算其工后徐变变形，比较计算结果的差异，并研究上述施工步骤的调整对工后徐2．2常用规范徐变系数计算方法变变形的影响。目前

4、，由于各种规范的混凝土徐变系数计算公式不同，因此选用不同规范计算得出的徐变变D桥为70m+125m+70m三跨预应力混凝土连续梁桥，全长266．5m，为单箱单室结构，箱梁顶形值差异也较大。D桥有限元模型在计算过程中分宽12．0in，底宽7．0In，中墩梁高9．2ITI，端部及跨别采用了四种较常使用的规范，分别为：CEB—FIP中梁高5．2m。主梁采用C55混凝土，横纵向预应(1978)规范、CEB—FIP(1990)规范、铁路桥涵钢筋混力筋采用1860低松弛高强钢绞线。主梁采用挂篮凝土和预应力混凝土结构设计规范(TB100O2．3—悬臂

5、施工，共分12个悬臂现浇施工节段。边跨采2005)(下称TB05规范)和公路钢筋混凝土及预应用满堂支架施工，吊篮合龙。设计荷载为ZK活载，力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)(下称二期恒载取值为118kN／m。运用Midas建立梁单JTG2004规范)。元有限元模型，同时模拟全桥施工过程。全桥有限其中，CEB—FIP(1978)规范采用的徐变系数为：元模型见图1。(，)()+d(，丁)+，(丁)(2)式中：(f，)——加载龄期r，计算龄期为t时的混凝土的徐变系数，下同；——加载后最初几天产生的不可恢复的变形系数；图1A桥有限元

6、模型(，r)——可恢复的弹性变形系数，或徐弹收稿日期：2015—02—10系数；作者简介：叶志荣(1982一)，男，江苏泰兴人，工程师，从事桥梁，(，r)——不可恢复的流变系数，或徐塑系数。设计工作。46桥梁结构城市道桥与防洪2015年6月第6期CEB—FIP(1990)规范考虑了混凝土的抗压强度、构件尺寸、周围环境的平均相对湿度、加载龄期等各种因素的影响，采用各种系数相乘而得到的徐变系数：(，丁)=0(，丁)=中删(r(￡，)(3)式中：。——名义徐变系数；环境相对湿度修正系数；——混凝土强度修正系数；()——加载龄期修正系数；图3中

7、跨跨中工后徐变变形曲线(，)——徐变进程修正系数。由图2可以看出，按TB05规范计算的总体徐TB05规范采用的计算公式为：变变形最大，变形值在轨道铺设后为l5．5mm，100a(，r)：(r)+o．4(一丁)+，[卢t)—，(r)]后可达33．1mm。发展速度上，TB05规范的曲线在rD1(丁)=0．8ll一l(4)最初的6a里增速最快，第6年总体徐变变形为L』L∞J式中：(￡，)——随时间增长的滞后弹性应变；24．2mm，相比铺轨初期增长了8．7mm。TB05规范尺()一混凝土龄期为的强度尺()与最的计算结果表明，在最初的6a里工后徐

8、变变形就已达到100a工后徐变变形的50％。6a后曲线虽终强度R。。之比；——流塑系数；仍呈上升趋势，但增速明显减小，直至与时间轴趋于平行。(t)、()——随混凝土龄期增长的滞后塑JTG2004规范对应的变