有砟軌道預應力簡支箱梁技術(shù)改革應用分析

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【摘 要】論文主要闡述了我國有砟軌道預應力簡支箱梁技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，分析了當下簡支箱梁技術(shù)的特點。鐵路運行追求的是整體的安全性、舒適性，有砟軌道預應力簡支箱梁技術(shù)需要不斷精進。論文從有砟軌道預應力簡支箱梁技術(shù)的應用出發(fā)，淺述其發(fā)展。

【Abstract】This paper mainly describes the development status of prestressed simply-supported box girder technology in ballast-track in China， and analyzes the current characteristics of the technology. Railway operation is in pursuit of overall safety and comfort， and the technology of prestressed simply-supported box girder on ballast-track needs continuous improvement. This paper starts from the application of prestressed simply-supported box girder on ballast-track， and briefly describes its development.

【關鍵詞】有砟軌道;簡支箱梁;技術(shù)改革

【Keywords】ballast-track; simply-supported box; technology reform

【中圖分類號】U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069 （2020） 01-0149-02

1 引言

我國是鐵路運營大國，鐵軌的影子已經(jīng)滲透到了我國各個地區(qū)，包括青藏高原等偏僻地區(qū)。鐵軌已經(jīng)成了我國穩(wěn)定發(fā)展的血脈，與民生息息相關。鐵路分為有砟鐵路和無砟鐵路兩種。論文具體闡述有砟鐵路的簡支箱梁技術(shù)的改革應用，在實際施工時，經(jīng)常會出現(xiàn)梁體出現(xiàn)裂紋、斷絲、滑絲等問題，因此，對有砟軌道預應力技術(shù)進行革新與改造是非常有必要的。其中主要涉及的是預應力簡支箱梁張拉問題。

2 預應力簡支箱梁技術(shù)改革的應用

2.1 選擇合理的張拉順序

預應力的張拉順序是十分關鍵的，一旦它的順序出現(xiàn)問題，軌道梁體局部便會因為拉應力受力不均而出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，甚者會導致整個簡支箱梁結(jié)構(gòu)的崩塌。張拉順序的選擇是有理論依據(jù)的，它因設計的不同而不同。若張拉順序沒有給出具體的明確設計，那么張拉順序的選擇就要根據(jù)偏心載荷小、均勻?qū)ΨQ等原則進行選擇設計[1]。

2.2 選擇合適的張拉方式與張拉機具

2.2.1 張拉方式

在橋梁的設計施工中，梁體需要起拱，但是在梁體起拱時會遇到起拱不足的情況，這是因為預應力沒有達到既定目標，主要原因是選錯了張拉方式。在操作時經(jīng)常是從梁體的兩側(cè)進行同步張拉。受到施工環(huán)境的影響而使設計不能順利進行，有些設計還限制了不能兩端同時張拉。這時便需要工作人員做事更加靈活，可以選擇逐束變換張拉方向，使預應力分布更加均勻。預應力張拉方式有對稱張拉、單端張拉和分批張拉、分段張拉、分階段張拉等方式。

對稱張拉：千斤頂在梁體兩端施加拉力的同時在兩端裝張拉端錨具。

單端張拉：單端張拉是將千斤頂在梁體的一段進行拉力的施加，另外一段將錨具埋進梁體內(nèi)。

分批張拉：在梁體的施工中，往往會出現(xiàn)而需求目的不同所導致的不同設計。正是因為這些不同的設計需要，因此，張拉方式需要分不同批次進行多束預應力的張拉。需要注意的是，每一次后一批預應力的施加會在不同程度上引起梁體出現(xiàn)彎曲變形壓縮崩塌的風險，一旦發(fā)生，便是一次不小的損失。因此，在每一次施加預應力筋張拉時都要事先計算好應力損失量。

分段張拉：該張拉方式應用在多跨連續(xù)梁的施工當中，需要一段一段地進行梁體的張拉。有一些橋梁的跨度非常多，這需要施工時，在當前一段的混凝土澆筑完成了預應力束后，緊接使用連接器設備，及時將前一段的預應力束掛上續(xù)長，以此方式接著張拉下一段的橋梁，一點一點地建起整個橋梁梁體的預應力筋。

分階段張拉：這個張拉方式是為了保證簡支箱梁梁體在后期施工中平衡各個梁端的載荷。它是將預應力分段施加，逐步完成。其中所包含的載荷有混凝土的彈性壓縮、收縮和徐變結(jié)構(gòu)，當然自身的重量也算在其中，這些都是簡支箱梁產(chǎn)生內(nèi)力的主要因素，把控好這些因素，才能更好地施行分階段張拉的方式。

2.2.2 張拉機具

千斤頂是張拉機具中必不可少的工具，它的大小是由所受張拉預應力的性質(zhì)所決定的。如果張拉預應力束的根數(shù)越多，那么所需要的千斤頂?shù)膰嵨粩?shù)就越大。當下人們基本上使用1860MPa鋼絞線，一根絞線需要200kN的力，所以千斤頂能承受至少200kN的噸位，但是有利就有弊，當需噸位需要更大更強的千斤頂時，隨之遇到的就是千斤頂體積龐大所造成的施工不便問題。因此，千斤頂?shù)倪x用也需要靈活的分析。

3 技術(shù)的應用改革

3.1 孔道壓漿技術(shù)

在預應力簡支箱梁結(jié)構(gòu)中，預應力筋會隨著應力狀態(tài)的高低而出現(xiàn)敏感性的變化，特別是在高應力的狀態(tài)下，預應力筋十分容易受到腐蝕。當預應力筋發(fā)生腐蝕時，那么它所引起的結(jié)果是非?？膳碌模g狀態(tài)下的預應力筋會腐蝕的更加快速，很容易引起預應力筋出現(xiàn)快速斷裂的現(xiàn)象，預應力對梁體的作用隨之失效，直接影響了簡支箱梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性[2]?？椎缐簼{技術(shù)就是為了避免此現(xiàn)象的發(fā)生（預應力筋外層的漿體為整體的耐久性提供了可靠保障）。

除了保護預應力筋免受腐蝕之外，漿體還會影響整個簡支箱梁整體結(jié)構(gòu)的強度。原理就類似于混凝土的調(diào)配，沙子比例的不同影響著混凝土的結(jié)實程度。同理，若灌漿不夠足量，那么整個梁體的結(jié)構(gòu)強度就會大打折扣，起不到保護橋梁的作用，甚至會使梁體的裂縫更早出現(xiàn)，加快預應力筋的腐蝕。根據(jù)實踐經(jīng)驗，傳統(tǒng)的壓漿工藝存在著很大的安全隱患，普通的壓漿工藝所導致的不飽滿壓漿問題早已是國內(nèi)統(tǒng)一承認不可否定的事實。因此在此基礎上人們做出了技術(shù)的改革，開發(fā)出了真空壓漿工藝。

真空壓漿工藝完美地避開了之前傳統(tǒng)壓漿工藝出現(xiàn)的惡劣問題。它提高了壓漿的質(zhì)量，將簡支箱梁結(jié)構(gòu)的整體強度又提高了一個層次。該技術(shù)的優(yōu)點有：①在整個真空的施工環(huán)境下，有效避免了孔道里氣泡的產(chǎn)生，孔隙、泌水現(xiàn)象基本杜絕;②密封性大大增強，漿體能夠飽滿充入整個孔道;③真空環(huán)境下的連續(xù)施工，大大減少了灌漿所需的時間，提高了壓漿效率。

3.1.1 張拉過程中出現(xiàn)的滑絲和斷絲問題

這兩個問題是預應力施工時最常見的問題。張拉過程要求很高，因此回錨初期這一環(huán)節(jié)尤為關鍵。一方面，千斤頂?shù)幕赜退俣瓤炻龑ζ溆兄艽蟮挠绊?，如果太快，夾片在此條件下很難抓住鋼絞線的動作，未被跟進的鋼絞線就會回縮很大的范圍，甚者會引發(fā)滑絲現(xiàn)象。另一方面，若鋼材材質(zhì)不夠好，腐蝕嚴重，在錨圈口處分絲便會發(fā)生交叉重疊;操作時沒有對齊孔道、錨圈、千斤頂，鋼絲便會偏重、受力不均，最終便會引發(fā)斷絲。為此人們對此問題進行了革新探討：嚴格審查錨具和鋼絞線的材質(zhì)質(zhì)量，反復審核，保證選材達到執(zhí)行標準;在誤差范圍之內(nèi)，選用合理的槽深限位板;澆筑混凝土時避免振搗棒接觸錨具;嚴格按規(guī)定將錨圈、預留孔和千斤頂三者同軸同心對齊。

3.1.2 錨固區(qū)損壞

在施工時，錨墊板往往會受振搗棒的影響而出現(xiàn)或多或少的錯位。有時錨下加固的鋼筋數(shù)量和方式往往不能達到相應的規(guī)定與要求。再者就是錨下的混凝土在澆筑時沒有密實完整或者混凝土在制作時沒有達到相應的強度。這些都會引起錨固區(qū)損壞的現(xiàn)象。當下，為了避免出現(xiàn)這類情況，已經(jīng)在不斷要求施工人員按照設計圖紙準確施工，不斷精確磨合，提高鋼筋綁扎的質(zhì)量，在澆筑混凝土時也要嚴格把控各個環(huán)節(jié)，不斷提高簡支箱梁結(jié)構(gòu)的強度。

3.2 裂紋綜合治理技術(shù)

此技術(shù)是根據(jù)簡支箱梁出現(xiàn)裂紋的原因出現(xiàn)的。梁體的抗壓強度、跨中截面抗裂安全系數(shù)及撓跨比對其有一定程度的影響。結(jié)合后期的數(shù)據(jù)監(jiān)測處理，能夠明顯判斷出技術(shù)革新后的梁體頂板表面所具有的超高性能混凝土變化較小，同時它所能承受的力的效果顯著增強，耐久性提高了一個層次。該綜合治理技術(shù)包括：灌壓環(huán)氧漿、淺層鑿除修復、監(jiān)控量測。

4 結(jié)語

對有砟軌道預應力簡支箱梁技術(shù)進行改革是國家發(fā)展的需要，也是提高國家基礎建設能力的一個表現(xiàn)。人們在簡支箱梁結(jié)構(gòu)的檢查、監(jiān)測、維護過程中不斷發(fā)現(xiàn)新的問題，不斷去解決，在新技術(shù)的保證下提高了我國有砟軌道簡支箱梁的耐久性、可靠性，保證了我國鐵路運行的安全，同時為與此類似的工程工作積累了豐富的經(jīng)驗，打下了堅實的實踐基礎。

【參考文獻】

【1】黃冠達.大體積預應力混凝土簡支箱梁澆筑工藝[J].中國標準化，2019（18）：85-87.

【2】謝咸瑜，楊中委.移動模架法現(xiàn)澆簡支箱梁中的預應力施工技術(shù)應用[J].四川水力發(fā)電，2019，38（S1）：21-22.