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【摘要】石武客专采用无碴轨道，轨道平顺是其重要的指标，这就对箱梁顶面的平整度及徐变上拱度提出了更高的要求。本文通过对32米预应力混凝土箱梁徐变上拱形成分析，根据生产前十榀箱梁的徐变上拱的跟踪2测及数据分析，总结经验，提高箱梁的平顺性，以保证客运专线高速行车的稳定性。
【关键词】无碴轨道;32米预应力混凝土箱梁;徐变上拱
0.概述
石武客运专线设计时速为350km/h，具有速度高，对线路平顺性要求高等特点，于是要求其下部结构具有较大的抗弯和抗扭的钢度，所以在桥梁上部采用32米预应力混凝土简支箱梁，铺设无碴轨道。
对于无碴轨道线路，由于没有道碴来调节高程，轨道扣件的可调节量很小，预应力混凝土结构不可避免的产生不容忽略的徐变变形，徐变拱度超出了无渣轨道高程可调节范围，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，因此对预应力产生的徐变上拱的控制就成为无渣轨道预应力混凝土梁的控制关键。
1.徐变上拱形成分析
1.1徐变上拱的定义
32米预应力简支箱梁在持续的预压应力作用下，由于混凝土徐变使混凝土的变形持续地增长，梁不断地向上拱起，反映为混凝土梁的徐变上拱。
1.2徐变上拱的影响因素
1.2.1设计方面因素
桥梁在使用阶段恒载作用下其截面下缘应力水平以及梁体的恒、活载设计弯矩比值是设计方面的主要因素长期受压的混凝土徐变变形与其应力大小有直接关系。在设计过程中，可采用提高其高跨比以加大梁的竖向刚度来减小活载作用下的梁体下缘混凝土拉应力值，其次，通过调整预应力筋的布置使梁的截面上下缘应力在预应力筋及恒载的作用下尽力接近，从而将梁体徐变上拱值控制于规定的限值之内。
1.2.2施工方面因素
(1)水灰比和水泥用量。水灰比和水泥用量是影响徐变上拱的重要因素，这是因为混凝土的徐变主要由水泥浆的徐变引起的，在相同水灰比情况下，徐变变形随水泥用量增多而变大；当水泥用量一定时，又会随水灰比的增大而增加。
(2)骨料的力学性能。骨料在混凝土中主要是对水泥浆体徐变起约束作用，其程度取决于骨料的弹性模量和体积含量，因此，施工时应强调选用弹性模量较高的岩石和适宜的级配。
(3)施加预应力时梁体的弹性模量。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，还应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。
(4)混凝土龄期及加载龄期。所谓混凝土的龄期是从混凝土浇筑到计算时刻的那一段时间。加载龄期则是从混凝土浇筑到施加荷载或预应力的那段时间。加荷时混凝土龄期越短，则徐变越大。
2.徐变的观测与控制
为保证无碴轨道平顺性，在施工中我们对于箱梁的徐变上拱变形高度重视，编制了规范的变形观测实施细则。
2.1设计数据
2.1.1扣除自重后预应力产生的上拱度的设计值为11.89mm。
2.1.2跨中徐变上拱度≤±L/3000mm。
2.1.3为保证线路在运营状态下的平顺性，梁体应预设反拱，理论计算跨中反拱度为17.84mm。实际施工中我們预设15mm的反拱。
2.2测量控制
2.2.1测量点位
32米预应力简支箱梁徐变上拱变形观测点设置在箱梁四个支点和跨中截面两侧腹板梁顶处，每孔梁的测点不少于六个。
观测点钢筋预埋钢筋头，钢筋头为半球型，高出埋设表面3mm，表面做防锈处理，在浇注箱梁时预埋于梁体之中。
2.2精度要求
梁体徐变变形的观测精度为±1mm，读数精确到0.1mm。
2.3测量程序
采用DSZ05水准仪，固定测量人员，采用相同的观测顺序和观测方法，在基本相同的环境和观测条件下工作。
2.4观测的数据分析
2.4.1终张拉时弹性模量、强度、龄期
在施加预应力前，除了检验混凝土强度外，还应同时检测其弹性模量、龄期、在三者均满足设计要求后，再予以施加预应力。前十榀箱梁的强度、弹性模量、龄期, 梁体混凝土强度达到设计值的100%（53.5Mpa）及弹性模量达到设计值且混凝土龄期不小于10天，都满足终张拉的设计要求，张拉过程满足设计要求，没有滑丝、断丝现象。
2.4.2 32米预应力混凝土简支箱梁的变形要求
(1)扣除自重后预应力产生的上拱度的设计值为11.89mm，终张拉完成后梁体跨中变形不宜大于设计值的1.05倍。
(2)跨中徐变上拱度≤±L/3000mm,在采用工地制梁或工厂制梁时，无碴轨道残余徐变上拱设计限值还需考虑徐变变异系数的影响，经调查，铁路预应力混凝土梁实测徐变上拱度的变异系数为0.30，无碴轨道预应力箱梁预制的变异系数参照其调查结果取0.30，这样，在要求残余徐变上拱度不大于10mm时，按95%保证率时有：
[ft]≤1.0/（1+1.645×0.30）=6.7mm
将[ft]做为32米预应力混凝土简支箱梁的徐变上拱限值。
2.4.3在箱梁终张拉后，按照制定的变形观测程序对梁体的徐变上拱进行了观测
结果可以看出偏低的弹性模量会引起较大的徐变上拱。张拉时混凝土龄期越短，则徐变越大。
2.5徐变上拱的控制方法
为保证梁体在允许的拱度之内，应从混凝土配制、浇筑、养生及存梁环境方面进行严格控制。
2.5.1混凝土配合比应通过设计和试配选定。提高砼的和易性不宜采用加大砂率和水泥的方法。混凝土拌和物选择适宜的坍落度及水灰比。试配时应做静抗压弹性模量试验，以满足验算的参数要求。
2.5.2混凝土梁体一般较高，混凝土的方量较大，应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。
2.5.3严格按设计规定的方式张拉，箱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。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。另外，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。
2.5.4预应力张拉完毕后应及时压浆（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。
2.5.5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。（下转第93页）
（上接第204页）2.5.6湿润的环境可以扼制砼徐变变形，因此梁体存放期内要保持75%以上的湿度，避免过份干燥。当变形增长较快，超过上拱限值时应吊装或加载预压。
2.5.7二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。实践证明，桥面轨道铺设宜在预应力终张拉60天后进行。
3.结束语
无碴轨道预应力混凝土梁的徐变上拱必须予以严格控制，经过实践的证明:控制箱梁的徐变上拱需要考虑不同生产工艺、结构所处环境条件的综合影响；施工过程中要通过适当增加梁体的刚度，提高恒活载作用效应比值，降低对其施加的预应力水平，有效地降低结构徐变上拱；同时要严格控制桥面无碴轨道铺设时间,以控制箱梁残余徐变上拱度值。通过各道工序的规范施工，使梁体徐变上拱值满足设计要求，保证客运专线行车的平稳、舒适。■
【参考文献】
［１］范立础.桥梁工程(第二版).人民交通出版社.1987.
［２］石武客运专线沉降变形观测系统实施细则.2008.
【关键词】无碴轨道;32米预应力混凝土箱梁;徐变上拱
0.概述
石武客运专线设计时速为350km/h，具有速度高，对线路平顺性要求高等特点，于是要求其下部结构具有较大的抗弯和抗扭的钢度，所以在桥梁上部采用32米预应力混凝土简支箱梁，铺设无碴轨道。
对于无碴轨道线路，由于没有道碴来调节高程，轨道扣件的可调节量很小，预应力混凝土结构不可避免的产生不容忽略的徐变变形，徐变拱度超出了无渣轨道高程可调节范围，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，因此对预应力产生的徐变上拱的控制就成为无渣轨道预应力混凝土梁的控制关键。
1.徐变上拱形成分析
1.1徐变上拱的定义
32米预应力简支箱梁在持续的预压应力作用下，由于混凝土徐变使混凝土的变形持续地增长，梁不断地向上拱起，反映为混凝土梁的徐变上拱。
1.2徐变上拱的影响因素
1.2.1设计方面因素
桥梁在使用阶段恒载作用下其截面下缘应力水平以及梁体的恒、活载设计弯矩比值是设计方面的主要因素长期受压的混凝土徐变变形与其应力大小有直接关系。在设计过程中，可采用提高其高跨比以加大梁的竖向刚度来减小活载作用下的梁体下缘混凝土拉应力值，其次，通过调整预应力筋的布置使梁的截面上下缘应力在预应力筋及恒载的作用下尽力接近，从而将梁体徐变上拱值控制于规定的限值之内。
1.2.2施工方面因素
(1)水灰比和水泥用量。水灰比和水泥用量是影响徐变上拱的重要因素，这是因为混凝土的徐变主要由水泥浆的徐变引起的，在相同水灰比情况下，徐变变形随水泥用量增多而变大；当水泥用量一定时，又会随水灰比的增大而增加。
(2)骨料的力学性能。骨料在混凝土中主要是对水泥浆体徐变起约束作用，其程度取决于骨料的弹性模量和体积含量，因此，施工时应强调选用弹性模量较高的岩石和适宜的级配。
(3)施加预应力时梁体的弹性模量。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，还应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。
(4)混凝土龄期及加载龄期。所谓混凝土的龄期是从混凝土浇筑到计算时刻的那一段时间。加载龄期则是从混凝土浇筑到施加荷载或预应力的那段时间。加荷时混凝土龄期越短，则徐变越大。
2.徐变的观测与控制
为保证无碴轨道平顺性，在施工中我们对于箱梁的徐变上拱变形高度重视，编制了规范的变形观测实施细则。
2.1设计数据
2.1.1扣除自重后预应力产生的上拱度的设计值为11.89mm。
2.1.2跨中徐变上拱度≤±L/3000mm。
2.1.3为保证线路在运营状态下的平顺性，梁体应预设反拱，理论计算跨中反拱度为17.84mm。实际施工中我們预设15mm的反拱。
2.2测量控制
2.2.1测量点位
32米预应力简支箱梁徐变上拱变形观测点设置在箱梁四个支点和跨中截面两侧腹板梁顶处，每孔梁的测点不少于六个。
观测点钢筋预埋钢筋头，钢筋头为半球型，高出埋设表面3mm，表面做防锈处理，在浇注箱梁时预埋于梁体之中。
2.2精度要求
梁体徐变变形的观测精度为±1mm，读数精确到0.1mm。
2.3测量程序
采用DSZ05水准仪，固定测量人员，采用相同的观测顺序和观测方法，在基本相同的环境和观测条件下工作。
2.4观测的数据分析
2.4.1终张拉时弹性模量、强度、龄期
在施加预应力前，除了检验混凝土强度外，还应同时检测其弹性模量、龄期、在三者均满足设计要求后，再予以施加预应力。前十榀箱梁的强度、弹性模量、龄期, 梁体混凝土强度达到设计值的100%（53.5Mpa）及弹性模量达到设计值且混凝土龄期不小于10天，都满足终张拉的设计要求，张拉过程满足设计要求，没有滑丝、断丝现象。
2.4.2 32米预应力混凝土简支箱梁的变形要求
(1)扣除自重后预应力产生的上拱度的设计值为11.89mm，终张拉完成后梁体跨中变形不宜大于设计值的1.05倍。
(2)跨中徐变上拱度≤±L/3000mm,在采用工地制梁或工厂制梁时，无碴轨道残余徐变上拱设计限值还需考虑徐变变异系数的影响，经调查，铁路预应力混凝土梁实测徐变上拱度的变异系数为0.30，无碴轨道预应力箱梁预制的变异系数参照其调查结果取0.30，这样，在要求残余徐变上拱度不大于10mm时，按95%保证率时有：
[ft]≤1.0/（1+1.645×0.30）=6.7mm
将[ft]做为32米预应力混凝土简支箱梁的徐变上拱限值。
2.4.3在箱梁终张拉后，按照制定的变形观测程序对梁体的徐变上拱进行了观测
结果可以看出偏低的弹性模量会引起较大的徐变上拱。张拉时混凝土龄期越短，则徐变越大。
2.5徐变上拱的控制方法
为保证梁体在允许的拱度之内，应从混凝土配制、浇筑、养生及存梁环境方面进行严格控制。
2.5.1混凝土配合比应通过设计和试配选定。提高砼的和易性不宜采用加大砂率和水泥的方法。混凝土拌和物选择适宜的坍落度及水灰比。试配时应做静抗压弹性模量试验，以满足验算的参数要求。
2.5.2混凝土梁体一般较高，混凝土的方量较大，应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。
2.5.3严格按设计规定的方式张拉，箱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。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。另外，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。
2.5.4预应力张拉完毕后应及时压浆（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。
2.5.5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。（下转第93页）
（上接第204页）2.5.6湿润的环境可以扼制砼徐变变形，因此梁体存放期内要保持75%以上的湿度，避免过份干燥。当变形增长较快，超过上拱限值时应吊装或加载预压。
2.5.7二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。实践证明，桥面轨道铺设宜在预应力终张拉60天后进行。
3.结束语
无碴轨道预应力混凝土梁的徐变上拱必须予以严格控制，经过实践的证明:控制箱梁的徐变上拱需要考虑不同生产工艺、结构所处环境条件的综合影响；施工过程中要通过适当增加梁体的刚度，提高恒活载作用效应比值，降低对其施加的预应力水平，有效地降低结构徐变上拱；同时要严格控制桥面无碴轨道铺设时间,以控制箱梁残余徐变上拱度值。通过各道工序的规范施工，使梁体徐变上拱值满足设计要求，保证客运专线行车的平稳、舒适。■
【参考文献】
［１］范立础.桥梁工程(第二版).人民交通出版社.1987.
［２］石武客运专线沉降变形观测系统实施细则.2008.