二期恒載對(duì)高速鐵路連續(xù)箱梁變形影響分析

1、二期恒載對(duì)高速鐵路連續(xù)箱梁變形影響分析鐘昌衛(wèi)(中鐵第四勘疼設(shè)計(jì)院集團(tuán)右限公司，武漢430063)摘 要：為了分析高速扶路二期恆教對(duì)連埃箱架變形的彩響及規(guī)# 以滬就高速伙路(60i100 + 60)m連續(xù)箱桀為 例，利用bsas建橫，通過(guò)計(jì)算得出連續(xù)箱架合龍后在不同的計(jì)算齡朗二恒取值、二恒上橋時(shí)何、施工時(shí)何及施工 順序下連址箱梁愛(ài)形值以及二恒上橋前后梁依溫度變形值，并分析其隨時(shí)間及二恒歩數(shù)變化的規(guī)律為連續(xù)箱梁 設(shè)計(jì)與施工中的變形披制提供借鑒。關(guān)鍵詞：高逢扶路；預(yù)應(yīng)力混礙土；連續(xù)箱梁；二期恒我；變形；彬響中圖分類號(hào)：u44& 13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1004 -2954(2012)06

2、-0063 -03analysis of secondary dead load1 s effect on continuous boxgirder's deformation in high-speed railwayzhong chang-wei(china railmray siyuan survey and design group co. , ltd. , wuhan 430063 f china)abstract： to analyze the secondary dead load f s effect and law on the continuous girder b

3、ridged deformation, taking( 60+100+60 ) m continuous girder in shanghai-hangzhou high-speed railway as an example, and modeling by bsas, the deformation values of the continuous girder bridge were obtained by calculation under different conditions such as the calculation ages, secondary dead load va

4、luest times of secondary dead load over the bridge, times of constructiont and construction sequences. also, the values of girdefs temperature deformation before and after secondar)r dead load over the bridge were obtained by calculation. furthermore, the laws about deformation varies with the chang

5、e of the time and the change of secondary dead load parameter were analyzed in this paper, and it can provide reference to deformation control in design and construction of continuous box girder bridges in the futurekey words* high -speed railway; presressed concrete； continuous box girder; secondar

6、y dead load ； deformation; effect1 概述我國(guó)高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速都在200 km以上，最爲(wèi)設(shè) 計(jì)時(shí)速達(dá)到350 bn,部分線路試運(yùn)行速度達(dá)到了 400 km以上，要保證如此高速度運(yùn)行列車(chē)的安全性、 舒適性，其運(yùn)行線路必須具備很高的平順性、穩(wěn)定 性。當(dāng)今我國(guó)高速鐵路主要采用無(wú)亦軌道，英具有 平順性髙、剛度均勻、后期養(yǎng)護(hù)維修工作少等優(yōu)點(diǎn)， 但由于其運(yùn)營(yíng)期間線路平順性只能通過(guò)軌道扣件進(jìn)行 調(diào)整，且調(diào)整量有限，因此在高速鐵路線路中占據(jù)絕對(duì) 比例且承載無(wú)祚軌道的橋梁結(jié)構(gòu)的變形控制就顯得尤 為重要1231 o預(yù)應(yīng)力混凝土梁的變形主要由混凝土收收稿日期：2011 -12-20作

7、者簡(jiǎn)介：忡昌衛(wèi)(1979-),男，工程師,2002年牛業(yè)于中南大學(xué)，工學(xué) 學(xué)士 .£!11初：訕2*4)07 sina. com?？s變形、徐變變形、溫度變形等組成，其中徐變變形影 響最大。我國(guó)窈速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)對(duì)鋪設(shè)無(wú) 祚軌道的橋梁結(jié)構(gòu)徐變變形提出了嚴(yán)格的要求:“l(fā)w 50 m時(shí)，豎向變形不得大于10 mm；£>50 m時(shí),豎向變 形不得大于厶/5 000或20 mm”*')。彫響預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁徐變的因素眾多，其中內(nèi) 部因索包括骨料種類、水泥品種、配合比、水灰比、外加 劑、構(gòu)件外形尺寸、攪拌搗周、養(yǎng)護(hù)時(shí)間、濕度、溫度，外 部因索冇環(huán)境濕度、溫度、環(huán)境介

8、質(zhì)、加載或十燥齡期、 荷載持續(xù)時(shí)間、荷載循環(huán)次數(shù)、卸荷時(shí)間、應(yīng)力分布、應(yīng) 力大小、加荷速度等。各國(guó)規(guī)范中在徐變系數(shù)選用 時(shí)多以加載齡期、相對(duì)環(huán)境平均濕度和構(gòu)件理論厚度 為主耍參數(shù)。高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中較為關(guān) 注的足橋上軌道結(jié)構(gòu)(即二期恒載)鋪設(shè)后梁體的豎 向變形，即殘余變形，該殘余變形t接影響到軌道的平順性。預(yù)應(yīng)力混凝土梁殘余變形包括：混凝土徐變變 形、混凝土收縮變形、預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)期損失引起的彈性變形 恢復(fù)，其中混凝土徐變變形為其豎向殘余變形的主要 部分。2連續(xù)箱梁變形隨時(shí)間變化發(fā)展趨勢(shì)以滬杭高速鐵路(60 + 100 + 60) m懸臂澆筑施工 連續(xù)梁為例，該梁為單箱單室、變高度、變截面

9、結(jié)構(gòu)。 箱梁頂寬12.0m,底寬6.7 m。各控制戳血梁高分別 為:端支座處及邊跨直線段和跨中處為4. 85 m,中支 點(diǎn)處梁高7. 85 m,梁底下緣按圓曲線變化，頂板厚 40 cm,腹板厚分別為60 cm、80 cm、100 cm,底板按 40 cm至120 cm線性變化;全橋共設(shè)5道橫隔梁，分別 設(shè)于中支點(diǎn)、端支點(diǎn)和中間跨跨中截而，懸宵澆筑節(jié)段 長(zhǎng)度45m。在白身恒載作用下，其跨中變形隨時(shí)間 變化趨勢(shì)如圖1所示。從圖1可以看出：隨著計(jì)算齡期的增加，連續(xù)梁合 龍后中跨跨中上拱，且變形隨著時(shí)間的增長(zhǎng)呈增大的 趨勢(shì)，先期變形發(fā)展較快，而在后期變形發(fā)展趨于 緩慢叫3二期恒載對(duì)連續(xù)箱梁變形的影響3

10、. 1二期恒載對(duì)連續(xù)梁變形影響定性分析圖2梁體長(zhǎng)期變形對(duì)比05052o17.i51250502.j-5.以往研究表明：恒載作用下載面應(yīng)力水平以及梁 體恒、活載設(shè)計(jì)彎矩比值是彫響梁體豎向徐變變形的 關(guān)鐵因素。二期恒載作用前后各截面的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生 較大變化；為了解它對(duì)梁體長(zhǎng)期變形的影響，仍以滬杭 高速鐵路(60+100 + 60) m懸臂澆筑施工連續(xù)箱梁為 例，自橋梁中跨合龍(終張拉)起，分別就考慮和不考 慮二期恒載情況下梁體長(zhǎng)期變形進(jìn)行分析。本設(shè)計(jì)二 期恒載p=157 kn/m,上橋時(shí)間按預(yù)加應(yīng)力后60 d計(jì) 算，理論計(jì)算殘余徐變拱度值10年后上拱4. 3 mmo 如圖2所示。從梁體長(zhǎng)期變形對(duì)比

11、圖2可以看出：(1) 在二期恒載作用下，連續(xù)梁中跨長(zhǎng)期變形量 明顯降低，中跨跨中截面變形降低75.4%,具有顯苫 降低梁體跨中徐變上拱的作用，其原因?yàn)槎诤爿d引 起的中跨徐變等變形與底板預(yù)應(yīng)力束效應(yīng)反向；(2) 二期恒載對(duì)于邊跨的變形影響相對(duì)較小。3.2二期恒裁大小對(duì)梁體變形的影響本文前面提到：恒載作用下截面應(yīng)力水平以及梁 體恒、活載設(shè)計(jì)彎矩比值是影響梁體豎向徐變變形的 關(guān)鍵因素。二期恒載作用前后各截面的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生 絞大變化,不同大小二期恒載作用后連續(xù)箱梁各截面 應(yīng)力狀態(tài)不同，其梁體殘余變形也不同，二期恒載分別 為 135、145、157、165 kn/m 時(shí),(60 + 100+60) m

12、 預(yù)應(yīng) 力混凝土連續(xù)箱梁跨中理論計(jì)算殘余變形詳見(jiàn)表1。表1不同二期恒裁作用下梁體變形對(duì)比二期恒戟/(kn/m)理論計(jì)算殘余除變/nun1354. 931454. 621574. 30j654.01從表1中可以看出，理論計(jì)算殘余徐變?cè)谝欢ǚ?圍內(nèi)隨二期恒載的變大逐漸誠(chéng)小，這是因?yàn)槎诤爿d 產(chǎn)生的跨中變形與連續(xù)箱梁底板束產(chǎn)生徐變上拱方向 相反。因此，在二期恒載確定的情況下，設(shè)計(jì)中如何合 理的配置連續(xù)箱梁的預(yù)應(yīng)力束使梁體截面上、下緣應(yīng) 力在預(yù)應(yīng)力及恒載作用下盡量接近是控制連續(xù)箱梁后 期殘余變形的關(guān)鍵。3.3二期恒載上橋時(shí)間對(duì)梁體變形的影響彫響高速無(wú)於軌道橋梁平順性的是軌道鋪設(shè)后梁 體變形，即殘余長(zhǎng)期

13、變形；由于后期徐變變形與彈性變 形是密切和關(guān)的,產(chǎn)生彈性變形的外荷載包括先期自 重、預(yù)應(yīng)力及后期二期恒載等。隨著二期恒載上橋時(shí) 間的推移，前期徐變變形完成量不斷增加，而由于二期 恒載作用時(shí)混凝土齡期已足夠長(zhǎng)，不同上橋時(shí)間對(duì)該 部分荷載本身引起的徐變變形影響相對(duì)較小。二期恒 載不同上橋時(shí)間對(duì)梁體殘余變形影響對(duì)比如圖3 所示。圖3二期恒載不同上橋時(shí)間梁體變影從圖3可以看出；二期恒載的上橋時(shí)間對(duì)于中跨 變形影響較大。隨右二期恒載上橋時(shí)間的推移中跨 的殘余變形逐漸變小，因此，合理確定二期恒載上橋時(shí) 間對(duì)于控制梁體殘余變形至關(guān)重要，日前設(shè)計(jì)中一般 悄況下均按終張拉完成后60 d加載二期恒載設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)實(shí)

14、踐表明，通過(guò)嚴(yán)格控制階段混凝土質(zhì)量和各階 段預(yù)應(yīng)力束張拉，按照終張拉完成后60 d開(kāi)始施工橋 面二期恒載，其梁體長(zhǎng)期殘余變形可以控制在規(guī)范要 求范國(guó)內(nèi)。3. 4二期恒載施工時(shí)間對(duì)梁體變形的影響在設(shè)計(jì)計(jì)算中考慮二期恒載上橋時(shí)間時(shí),一般為 在橋梁合龍后某時(shí)刻一次性作用的悄況，實(shí)際施工中 橋上二期恒載施工具有一定的時(shí)間(過(guò)程)(，0,o以 (60 + 100+60) m連續(xù)箱梁為例，分別按合龍后60(1- 次作用和1 60 d分階段作用的愴況，對(duì)梁體殘余變 形進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果對(duì)比詳見(jiàn)圖4。圖4二期恒載不同加栽時(shí)間梁體變形對(duì)比ee會(huì)第從圖4可以明顯看出，二期恒載的施工時(shí)間對(duì)連 續(xù)箱梁殘余變形有影響，相當(dāng)

15、于二期恒載上橋時(shí)間提 前，導(dǎo)致梁體殘余變形增大。在實(shí)際施工中，應(yīng)按設(shè)計(jì) 所要求的上橋吋間施工二期恒載部分工程，以確保梁 體的變形滿足相關(guān)要求。3.5二期恒載施工順序?qū)α后w變形的影響對(duì)于鋪設(shè)無(wú)酢軌道的高速鐵路橋梁，其殘余變形 定義為自無(wú)祚軌道精調(diào)后發(fā)生的橋梁長(zhǎng)期變形；一般 情況下主要考慮由于混凝土徐變等因素引起的。實(shí)際 施工中，由于在軌逍板箱調(diào)后仍有部分二期恒載(如 聲屏障、鋼軌、接觸網(wǎng)支柱及電纜等)施工，該部分荷 載引起的彈性變形也應(yīng)視為殘余變形的一部分。以(60 + 100+60) m連續(xù)梁為例，對(duì)比在橋梁合龍 后60 d鋪設(shè)二期恒載后梁體殘余變形與后續(xù)二期恒 載(按36. 2 kn/m計(jì))

16、產(chǎn)生的彈性變形(圖5),可以看 出，后續(xù)二期恒載引起的彈性變形大于梁體的殘余變 形。因此，對(duì)于鋪設(shè)無(wú)祚軌道的奇速鐵路橋梁,在軌道 系統(tǒng)精調(diào)前應(yīng)盡可能完成全部橋面設(shè)施施工，以減小 梁體殘余變形，確保無(wú)昨軌道線路的平順性。殘余洙變變形60m/后水二期恆我引起的變形 100m!60m圖5二期恒載不同施工碩序梁體變形對(duì)比0:-3:3.6二期恒載對(duì)梁體溫度變形的影響二期恒載上橋前，整個(gè)梁部均直接暴露在自然大 氣環(huán)境下。二期恒載施工后，無(wú)磚軌道橋面防護(hù)墻外 側(cè)被電纜槽遮蓋，防護(hù)墻內(nèi)側(cè)被無(wú)酢軌道底座板及防 水層遮蓋。我國(guó)鐵路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：對(duì)于無(wú)酢軌 道橋梁需同時(shí)考慮沿梁高和梁寬方向的溫度梯度影 響。以(

17、60+100+60) m連續(xù)箱梁為例，梵二期恒載上 橋前后溫度變形計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)農(nóng)2。表2二期恒裁上橋前后梁體溫度變形對(duì)比mm位ar邊跨中跨二期恒微上橋前379-7.81二期恆載上橋后2. 554. 93從表2可以看出，二期恒載上橋后，梁體溫度變形 明顯減小,邊跨溫度變形減低約32.7%,中跨溫度變 形降低約36.9%。由此可以得出，二期恒載尤其是無(wú) 祚軌逍結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)能夠有效地降低梁體溫度變形。4研究結(jié)論(1) 影響奇速鐵路平順性的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱 梁長(zhǎng)期豎向變形主要發(fā)生在中跨，其變形隨著時(shí)間的 推移逐漸增大。(2) 二期恒載對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁跨中殘余 變形影響較大，其產(chǎn)生的梁體變形與連續(xù)

18、箱梁中跨底 板束張拉引起的徐變上拱方向相反，能夠有效地降低 中跨梁體徐變上拱就,且能有效降低梁體溫度變形，因 此設(shè)計(jì)過(guò)程中如何合理地布置梁部預(yù)應(yīng)力束對(duì)于控制 梁體殘余變形非常關(guān)健。(3) 二期恒載上橋時(shí)間、施工時(shí)間、施工順序?qū)B 續(xù)箱梁的殘余變形也會(huì)產(chǎn)生影響。設(shè)計(jì)中如何確定二 期恒載上橋時(shí)間非常重要，在現(xiàn)有客運(yùn)專線連續(xù)梁剛 度和預(yù)應(yīng)力配束條件下，通過(guò)嚴(yán)格控制階段混凝土質(zhì) 址和各階段預(yù)應(yīng)力束張拉，按照終張拉完成后60 d開(kāi) 始施工橋面二期恒載，其梁體長(zhǎng)期殘余變形可以控制 在規(guī)范要求范圍內(nèi)。在工期允許的條件下，應(yīng)盡員推 遲二期恒載上橋時(shí)間，以減小梁體殘余變形。(4) 對(duì)于鋪設(shè)無(wú)祚軌道的髙速鐵路橋梁

19、，無(wú)祚軌 道精調(diào)應(yīng)在二期恒載施工全部完成后進(jìn)行，特別對(duì)于 設(shè)有非輕質(zhì)型聲屏障的連續(xù)梁，應(yīng)首先完成聲屏障 安裝。參考文獻(xiàn)：1 鄭建.中國(guó)島速鐵路橋梁m.北京：離等扶育岀版社.2008：1 22 喬健陳良江鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土橋粱收縮徐變控制技術(shù)探縈j鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì).2007(6):1-4,3 何義斌大跨度無(wú)祚軌逍連續(xù)梁橋后期徐變變形硏究j 佚遜學(xué) 報(bào).2008(4):120-124淺海地區(qū)大直徑深樁基施工技術(shù)呂秀華(中飲十六局集團(tuán)第五工程有限公司，河北唐山064000)摘 要：介紹淺海地區(qū)的納潮河特大橋大直徑深樁基的施工過(guò)程q施工中采取沖擊鮎與正循環(huán)桔機(jī)組合成孔的施 工方法解決了上硬下軟地質(zhì)特點(diǎn)的成孔

20、於題；沖擊鉆沖孔后安裝悟時(shí)長(zhǎng)鋼護(hù)簡(jiǎn)并返填鮎土的方法解決了地層上 部水頭失穗易塌孔的施工難題；采用安裝逵沙器、并聯(lián)2臺(tái)泥漿泵的渝孔方法，決逢降低了含砂率，加塊了清孔速 度。施工中釆取的具有針對(duì)性的捋施確探了繪基的施工質(zhì)童和施工進(jìn)度取得了良好的效杲。關(guān)鍵詞：大克徑帖孔濯注樁；深樁；施工中圖分類號(hào)-u443. 15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：b 文章編號(hào):1004 -2954(2012)06-0066-04construction technology of deep pile with big diameter in neritic arealv xiu-hua(the 5th engineering co.

21、, ltd. f china railway 16ih bureau croupt tangshan 064000. china)abstract： this article introduces the construction process of deep pile with big diameter of nachao river bridge in neritic area during construction t percussion drill and normal-circulation rotary drill were applied together to solve

22、the geological problem which is hard in upper layers and is soft in below layers; temporary long steel casing was installed and clay soil was refilled after the drilling of percussion drill so as to solve the construction problem of collapse caused by instability of water head at upper strata; sand

23、filter and two parallel connected mud pumps were set up for hole cleaning, which decrease the sand percentage quickly, and increase lhe cleaning sjieed in conclusionf these targeted measures are helpful to ensure construction quality and construction schedule of pile foundation, and the effects are good. key words： cast-in-situ bored pile with big diameter； deep pile； construction1工程概況納潮河待大橋位于曹妃甸港區(qū)連接工業(yè)區(qū)與陸域 的一號(hào)路上，長(zhǎng)1 700 m,主橋采