跨座式單軌交通簡(jiǎn)支PC軌道梁走形面平整度影響因素敏感性分析

劉琳

摘? ? 要：蕪湖市跨座式單軌交通體系中軌道梁既是高架橋梁的承重結(jié)構(gòu)，也是列車(chē)運(yùn)行的軌道，是梁軌合一體系。作為列車(chē)直接接觸的運(yùn)行軌道，為達(dá)到乘坐舒適度，軌道梁的平整度要求非常高，制造精度達(dá)到毫米級(jí)。軌道梁采用的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力張拉往往引起軌道梁起拱，因此需設(shè)置相應(yīng)的反拱值。然而施工誤差會(huì)導(dǎo)致軌道梁起拱值的偏差，極大影響軌道梁走形面（頂面）的平整度控制。本文以跨度25m直線(xiàn)簡(jiǎn)支PC軌道梁為例，通過(guò)設(shè)定施工誤差計(jì)算敏感程度，找出平整度控制的主要影響因素，并在施工過(guò)程給予了重點(diǎn)控制，實(shí)現(xiàn)了平整度質(zhì)量控制目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：蕪湖單軌;軌道梁;平整度;敏感性分析

1? 引言

蕪湖市跨座式單軌交通是通過(guò)單根軌道支持、穩(wěn)定和導(dǎo)向，車(chē)體采用橡膠輪胎直接騎在軌道梁上運(yùn)行的軌道交通制式。跨座式單軌乘坐舒適度主要受軌道梁線(xiàn)形及走形面（頂面）平整度影響，對(duì)于簡(jiǎn)支PC軌道梁，每榀軌道梁的平整度是線(xiàn)形控制的基礎(chǔ)，而走形面（頂面）平整度是每榀軌道梁控制的重中之重。

蕪湖市跨座式單軌交通軌道梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，梁寬設(shè)計(jì)為690mm，跨度25m的直線(xiàn)簡(jiǎn)支PC軌道梁梁高為1.8m。本文以跨度25m直線(xiàn)簡(jiǎn)支PC軌道梁為例，進(jìn)行簡(jiǎn)支PC軌道梁走形面（頂面）平整度影響因素敏感性計(jì)算分析，得到軌道梁走形面（頂面）平整度受施工因素影響的敏感性程度，確定施工過(guò)程平整度質(zhì)量控制要點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)控制精度目標(biāo)。

2? 走形面平整度質(zhì)量指標(biāo)

軌道梁作為列車(chē)運(yùn)行直接接觸的軌道，為保證乘坐舒適度，其平整度質(zhì)量控制精度較高。軌道梁走形面（頂面）縱向平整度有2個(gè)質(zhì)量控制指標(biāo)：（1）在任何20m范圍內(nèi)，軌道梁制造公差不大于6mm;（2）在任何3m范圍內(nèi)，軌道梁制造公差不大于3mm。可見(jiàn)，平整度控制精度較高。

3? 簡(jiǎn)支PC軌道梁施工工藝簡(jiǎn)介

蕪湖單軌簡(jiǎn)支PC軌道梁采用梁場(chǎng)預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)安裝的施工方法，因此預(yù)制階段是簡(jiǎn)支PC軌道梁走形面（頂面）平整度控制的關(guān)鍵。

簡(jiǎn)支PC軌道梁預(yù)制施工工藝為：施工準(zhǔn)備→臺(tái)車(chē)放線(xiàn)→預(yù)埋件安裝→鋼筋綁扎、波紋管安裝→模板安裝→線(xiàn)形調(diào)裝置安裝→混凝土澆筑→第一批預(yù)應(yīng)力鋼束張拉→臨時(shí)存放→第二批預(yù)應(yīng)力鋼束張拉→管道壓漿→封端→出場(chǎng)架設(shè)。

其中線(xiàn)形調(diào)裝置根據(jù)簡(jiǎn)支PC軌道梁的計(jì)算反拱值進(jìn)行安裝，設(shè)置于模板上部，作為軌道梁模板的一部分，是軌道梁混凝土澆筑高度的控制依據(jù)。預(yù)應(yīng)力鋼束的第一批和第二批張拉時(shí)間分別設(shè)定了相應(yīng)的混凝土彈性模量值，以精確控制起拱值。

4? 走形面平整度影響因素分析

如前所述，直線(xiàn)簡(jiǎn)支PC軌道梁預(yù)制施工時(shí)，通過(guò)模板上的線(xiàn)形調(diào)裝置，設(shè)置了反拱值。如果預(yù)應(yīng)力張拉等施工引起起拱值與設(shè)計(jì)狀態(tài)相符，則走行面（頂面）基本處于平整的理想狀態(tài)。

然而，在實(shí)際施工中，往往出現(xiàn)不能完全符合設(shè)計(jì)狀態(tài)的情況，經(jīng)過(guò)分析，主要影響起拱值的因素如下：⑴混凝土澆筑量偏差、⑵預(yù)應(yīng)力鋼束超張（或少?gòu)垼ⅱ穷A(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí)混凝土彈性模量與設(shè)計(jì)值偏差、⑷預(yù)應(yīng)力鋼束偏位、⑸混凝土原材料不穩(wěn)定引起收縮徐變偏差，以上因素會(huì)造成軌道梁起拱值與設(shè)計(jì)目標(biāo)值出現(xiàn)偏差，繼而影響軌道梁走形面（頂面）的平整度。

5? 影響因素敏感程度計(jì)算

針對(duì)上述起拱值的施工影響因素，為研究各個(gè)影響因素的敏感性，以跨度25m直線(xiàn)簡(jiǎn)支PC軌道梁為例，設(shè)定一定的合理施工誤差，計(jì)算對(duì)軌道梁平整度影響結(jié)果，以評(píng)定軌道梁走形面（頂面）平整度對(duì)不同影響因素的敏感性。

利用有限元分析軟件建立模型，采用梁?jiǎn)卧M簡(jiǎn)支PC軌道梁，逐個(gè)輸入影響因素分別計(jì)算最大起拱值的偏差值，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

從表中計(jì)算數(shù)據(jù)可知，軌道梁走形面（頂面）平整度受影響因素的敏感程度排序如下：混凝土澆筑量偏差、第二批預(yù)應(yīng)力超張（少?gòu)垼⑹湛s徐變偏差、第一批預(yù)應(yīng)力超張（少?gòu)垼⒌谝慌A(yù)應(yīng)力張拉時(shí)砼彈模偏差、預(yù)應(yīng)力鋼束位置偏差等，其中混凝土澆筑量偏差、預(yù)應(yīng)力超張（少?gòu)垼?、收縮徐變偏差、混凝土彈模偏差是較為敏感的因素，在施工中須給予重點(diǎn)控制。

6? 結(jié)論

跨座式單軌軌道梁走形面（頂面）平整度對(duì)乘坐舒適度至關(guān)重要，平整度的精確控制是施工重難點(diǎn)之一，對(duì)于簡(jiǎn)支PC軌道梁來(lái)說(shuō)，起拱值越接近設(shè)計(jì)狀態(tài)，平整度越好。通過(guò)上述計(jì)算表格，得知混凝土澆筑量偏差5%、第二批預(yù)應(yīng)力鋼束張拉力偏差5%和第一批預(yù)應(yīng)力鋼束張拉力偏差5%，分別影響反拱值達(dá)到2.15mm、1.95mm和1.45mm，對(duì)走形面（頂面）平整度影響很大，如起拱值控制不利，則會(huì)影響平整度質(zhì)量控制指標(biāo)，因此在施工過(guò)程中對(duì)混凝土澆筑重量、預(yù)應(yīng)力張拉給予了重點(diǎn)控制。同時(shí)，由于施工中混凝土原材料及天氣溫度等影響，混凝土的彈性模量增長(zhǎng)情況難以與設(shè)計(jì)狀態(tài)完全一致，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，不同季節(jié)混凝土初期彈性模量偏差可達(dá)30%，因此施工中也加強(qiáng)了對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉（尤其第一批預(yù)應(yīng)力張拉）時(shí)混凝土彈性模量的控制。

在施工過(guò)程中，除了做好混凝土澆筑量、預(yù)應(yīng)力張拉力及混凝土彈性模量等影響因素控制外，施工單位與設(shè)計(jì)單位加強(qiáng)了配合，施工單位及時(shí)將相關(guān)參數(shù)反饋，設(shè)計(jì)單位根據(jù)實(shí)際情況修正軌道梁預(yù)制工法指導(dǎo)書(shū)，優(yōu)化包括反拱值在內(nèi)的施工參數(shù)，確保與實(shí)際施工情況相匹配，最終實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)支PC軌道梁走形面（頂面）平整度控制目標(biāo)。

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