緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鐵路橋梁中的研究與應(yīng)用

吳延偉

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,西安 710043)

1 概述

1.1 傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力技術(shù)存在的問(wèn)題

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鐵路橋梁中的應(yīng)用非常普遍，橋梁縱向、豎向及橫向預(yù)應(yīng)力大量采用波紋管有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。由于波紋管預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工工藝復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量不易控制，經(jīng)常存在因灌漿密實(shí)度不足而產(chǎn)生的孔道內(nèi)積水、塌陷、空洞、堵塞等現(xiàn)象[1]，從而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕、耐久性降低[2]、疲勞壽命衰減，致使結(jié)構(gòu)存在安全隱患，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期限內(nèi)養(yǎng)護(hù)及維修費(fèi)用大幅增加[3]。因此，提高材料利用率，擴(kuò)展材料使用性能，保障橋梁結(jié)構(gòu)耐久性與疲勞壽命尤為重要。

1.2 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究及發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.1 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)簡(jiǎn)介

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力是目前國(guó)內(nèi)和國(guó)際預(yù)應(yīng)力領(lǐng)域中的新型預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力由外包護(hù)套、緩凝粘合劑和鋼絞線組成[4]，組成示意見(jiàn)圖1。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工作機(jī)理為：通過(guò)緩粘合劑的固化實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間從無(wú)粘結(jié)逐漸過(guò)渡到有粘結(jié)的一種預(yù)應(yīng)力形式。其是指在施工階段預(yù)應(yīng)力筋可伸縮自由變形、不與周?chē)從澈蟿┊a(chǎn)生粘結(jié)，而在施工完成后的預(yù)定時(shí)期內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋通過(guò)固化的緩凝粘合劑與周?chē)炷廉a(chǎn)生粘結(jié)作用，預(yù)應(yīng)力筋與周?chē)炷列纬梢惑w，共同工作，達(dá)到粘結(jié)效果。因此，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)綜合了有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)性能優(yōu)異，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工簡(jiǎn)便，質(zhì)量易于控制的共同優(yōu)點(diǎn)[5]。

圖1 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力組成示意

1.2.2 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的研究持續(xù)了30年左右，日本1987年開(kāi)始研制緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋[6]，并于1996年開(kāi)始應(yīng)用于橋梁的橫向預(yù)應(yīng)力部位，2001年應(yīng)用在橋梁縱向預(yù)應(yīng)力部位；1997年日本道路公團(tuán)修訂的橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中增加了緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼束在預(yù)應(yīng)力混凝土橋中的相關(guān)內(nèi)容[7]；日本的建筑及橋梁工程界2001年、2002年分別制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[7]，并開(kāi)始大規(guī)模工程推廣應(yīng)用；2010年由日本土木學(xué)會(huì)制定了《環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)應(yīng)力鋼材的設(shè)計(jì)施工規(guī)范》。我國(guó)于20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始研究緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)[8]，起初緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的研究與應(yīng)用是以緩凝砂漿為介質(zhì)、以塑料布包裹的手工加工工藝的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系為主，但緩凝砂漿從配制到使用時(shí)間間隔較短，在現(xiàn)場(chǎng)以手工制作來(lái)完成，很難批量生產(chǎn)，工廠化生產(chǎn)難度較大，且產(chǎn)品外部?jī)H靠塑料布包裹纏繞很難進(jìn)行有效的成品保護(hù)，妨礙了此項(xiàng)技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用，未形成規(guī)?；?yīng)。目前，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)以緩凝粘合劑為介質(zhì)，以工廠化生產(chǎn)為工藝的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系為主。從2000年開(kāi)始，北京兆福基新材料科技發(fā)展有限公司、中國(guó)建筑科學(xué)研究院、中國(guó)建筑技術(shù)集團(tuán)有限公司、大連理工大學(xué)、東南大學(xué)、天津大學(xué)、中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司、鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司等單位，針對(duì)緩凝粘合劑材料的配方研制、材料穩(wěn)定性研究、材料制備工藝、材料力學(xué)性能、緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋生產(chǎn)設(shè)備、緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件試驗(yàn)等方面進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究[9-12]。目前，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)已得到了廣泛應(yīng)用，其代表項(xiàng)目有：上海市成都路橋梁工程、廣西飛龍郁江特大橋、甘肅蘭州銀灘黃河大橋、北京建筑大學(xué)大興校區(qū)抗震實(shí)驗(yàn)室反力墻、北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)、?？诿捞m國(guó)際機(jī)場(chǎng)、陜西大劇院、華農(nóng)體育館、石家莊會(huì)展中心、黃石體育中心、慈溪觀海衛(wèi)文化中心等，應(yīng)用效果良好。

中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司2015年在吳忠至中衛(wèi)城際鐵路項(xiàng)目連續(xù)梁橫向預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)中首次對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鐵路橋梁上的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

2 工程概況及設(shè)計(jì)

2.1 工程概況

吳忠至中衛(wèi)城際鐵路由銀西線吳忠站南端引出，向南沿京藏高速經(jīng)關(guān)馬湖和滾泉，穿越牛首山丘陵區(qū)至中寧東設(shè)站，向西沿黃河南岸經(jīng)宣和至中衛(wèi)市設(shè)中衛(wèi)南站，是國(guó)家快速鐵路網(wǎng)的重要干線，將與京張、張呼高鐵共同構(gòu)成北京至蘭州的京呼銀蘭快速客運(yùn)通道。線路全長(zhǎng)134.8 km，設(shè)計(jì)時(shí)速250 km，橋梁全長(zhǎng)67.384 km，占線路總長(zhǎng)的50%。

在本項(xiàng)目(48+80+48)m雙線箱形連續(xù)梁、(60+100+60)m雙線箱形連續(xù)梁橫向預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)中使用了緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

2.2 橫向預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)技術(shù)選型

現(xiàn)澆連續(xù)梁橫向預(yù)應(yīng)力一般采用扁錨波紋管的后張法預(yù)應(yīng)力體系，而后張法預(yù)應(yīng)力體系常存在如下問(wèn)題。

(1)扁形波紋管在布置過(guò)程中及布好后，常由于工人踩踏或機(jī)械設(shè)備碾壓容易塌陷，致使后期灌漿困難。

(2)穿束時(shí)容易將扁形波紋管扎破，澆筑混凝土?xí)r發(fā)生漏漿、堵塞。

(3)混凝土澆筑過(guò)程中，振搗棒容易振破波紋管，致使漏漿、堵塞。

(4)混凝土保護(hù)層厚度小，灌漿壓力過(guò)大時(shí)，易造成混凝土爆裂。壓力不夠，又造成灌漿密實(shí)度不足，腐蝕鋼絞線，造成耐久性下降。

(5)良好的預(yù)應(yīng)力灌漿質(zhì)量是確保預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的前提。在日平均溫度低于4 ℃，且必須進(jìn)行灌漿冬季施工時(shí)，需采取冬施養(yǎng)護(hù)措施。若無(wú)適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，漿體凍結(jié)導(dǎo)致強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)漿體受凍膨脹，混凝土易產(chǎn)生裂縫。但冬施灌漿的養(yǎng)護(hù)方法要保持必要的養(yǎng)護(hù)溫度較困難[13]，一旦養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，將會(huì)帶來(lái)不可估量的損失。

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)無(wú)需布設(shè)波紋管，亦無(wú)需灌漿，振搗棒振搗對(duì)其影響較小，從根本上規(guī)避了采用波紋管的后張法預(yù)應(yīng)力存在的各種質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工簡(jiǎn)便，省略了鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力波紋管和后期壓力灌漿的工序，大大縮短了施工周期；在耐久性上，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線在緩凝粘合劑及外包護(hù)套的雙重保護(hù)下，鋼絞線極難銹蝕。又由于緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線為工廠化制作，材料質(zhì)量有保障，優(yōu)良的材料耐久性也同步提高了結(jié)構(gòu)耐久性。

綜合以上技術(shù)比選，該工程連續(xù)梁橋面橫向預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計(jì)采用緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

2.3 橫向預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)

參照《時(shí)速250公里客運(yùn)專線鐵路有砟軌道現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(雙線)》通用圖，在橋面、橫隔板等位置布置了后張法預(yù)應(yīng)力筋，采用φ15.2 mm規(guī)格強(qiáng)度級(jí)別為1 860 MPa的鋼絞線，型號(hào)分別為3根一束、4根一束或5根一束。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線常用規(guī)格有φ15.2，φ17.8，φ21.8 mm?？紤]到緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的選用及布置應(yīng)與通用圖設(shè)計(jì)有較強(qiáng)適配性，最終采用φ15.2 mm規(guī)格的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線。該設(shè)計(jì)有以下優(yōu)點(diǎn)：φ15.2 mm規(guī)格緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋采用的鋼絞線亦為φ15.2 mm規(guī)格，依據(jù)通用圖及等強(qiáng)度代替原則，可對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線直接替代，根數(shù)不變；張拉端錨口構(gòu)造及尺寸不變；鋼束線型不變。

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力為單根單孔張拉，錨具均為單孔錨具。后張法預(yù)應(yīng)力錨口構(gòu)造見(jiàn)圖2，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨口構(gòu)造見(jiàn)圖3，施工現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)圖4。

圖2 后張法預(yù)應(yīng)力錨口構(gòu)造(單位：mm)

圖3 橫向緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨口構(gòu)造(單位：mm)

圖4 橫向緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工現(xiàn)場(chǎng)

2.4 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)合理參數(shù)研究

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線專用粘合劑固化后結(jié)構(gòu)檢算均可按有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力考慮，固化前按無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力考慮[14]。

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB 10092—2017《鐵路橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)規(guī)定。計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)截面應(yīng)力時(shí)，在管道內(nèi)緩粘合劑完全固化以前，應(yīng)采用被管道削弱的凈混凝土并計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋后的換算截面(即凈截面)。在建立了鋼絞線與混凝土間的粘結(jié)力后，則采用全部換算截面。

在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力摩擦損失計(jì)算是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中預(yù)應(yīng)力張拉控制的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)不同直徑緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力不同張拉時(shí)期的摩阻試驗(yàn)表明，在張拉適用期內(nèi)緩粘合劑的稠度對(duì)于摩阻損失的影響較小，但隨著緩粘合劑稠度的增加摩阻損失逐漸增大。

為直觀地研究緩粘結(jié)粘合劑由液態(tài)到固體逐漸轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線摩阻的變化情況，選用標(biāo)準(zhǔn)張拉適用期為4個(gè)月的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，在20～25 ℃恒溫環(huán)境下，研究不同時(shí)間階段k值與稠度的變化，從而得出因緩粘結(jié)粘合劑發(fā)生固化反應(yīng)導(dǎo)致稠度下降對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線摩阻的影響規(guī)律[15]，見(jiàn)圖5。

圖5 稠度和k值變化曲線(藍(lán)色為稠度，橙色為k值)

在通常溫度環(huán)境中，張拉適用期內(nèi)的摩阻系數(shù)可按照μ=0.12、k=0.006考慮[16-17]，如在非常規(guī)的溫度條件下或張拉適用期即將結(jié)束時(shí)，應(yīng)采取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方式進(jìn)行確定。

鐵路橋梁在使用中需長(zhǎng)期承受周期往復(fù)的動(dòng)荷載，在此過(guò)程中緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線通過(guò)緩粘結(jié)粘合劑與混凝土的咬合作用而共同承受動(dòng)荷載，由此緩粘結(jié)粘合劑的耐疲勞作用能力顯得尤為重要。緩粘結(jié)粘合劑的耐疲勞性能亦隨其環(huán)氧樹(shù)脂含量的增加而遞增。在T/CECS 10097—2020《大直徑緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線》中規(guī)定，緩粘結(jié)粘合劑快速固化的拉伸剪切強(qiáng)度≮10 MPa。而通過(guò)本研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，要達(dá)到5×106次的疲勞指標(biāo)要求，快速固化的拉伸剪切強(qiáng)度不宜小于15 MPa。

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋護(hù)套起定型與保護(hù)作用，其最重要功能是給內(nèi)部緩凝粘合劑定出肋狀形狀。只有如此，緩凝粘合劑固化后才可與周?chē)炷列纬珊軓?qiáng)的機(jī)械咬合與粘結(jié)作用，最終形成良好的粘結(jié)錨固性能。故而，外包護(hù)套肋高與肋槽參數(shù)指標(biāo)非常重要。從某種程度上講，肋槽參數(shù)比肋高參數(shù)更重要。而行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T 370—2012《緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線專用粘合劑》只對(duì)肋高參數(shù)作了要求，未對(duì)肋槽參數(shù)做出規(guī)定。中鐵一院在承擔(dān)中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃課題《鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力緩粘結(jié)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究》過(guò)程中結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)肋槽參數(shù)的選擇進(jìn)行了深入研究，提出鐵路橋梁緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋主要規(guī)格和性能，見(jiàn)表1。在吳中城際項(xiàng)目中應(yīng)用緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)，對(duì)肋槽指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格要求與把控，以確保材料質(zhì)量與工程質(zhì)量。

表1 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋主要規(guī)格和性能

3 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工

作為鐵路橋梁施工中的關(guān)鍵工序，優(yōu)良的預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量是決定結(jié)構(gòu)耐久性和安全性的重要保證[18]。較傳統(tǒng)有粘結(jié)波紋管預(yù)應(yīng)力，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力將波紋管穿設(shè)布置與灌漿這兩道工序省略，不僅提高了施工速度，縮短了主體工期，同時(shí)規(guī)避了波紋管鋪設(shè)與灌漿帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，施工質(zhì)量得以保證。因此，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)可有效確保鐵路橋梁的施工質(zhì)量和使用壽命。

3.1 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施工工序

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工序簡(jiǎn)單，其總體施工主要有4道工序，即：布筋—混凝土澆筑—張拉—封錨。施工工藝流程見(jiàn)圖6。

圖6 橫向緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工流程

3.2 施工注意要點(diǎn)

3.2.1 材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線技術(shù)含量較高，其材料質(zhì)量決定了工程質(zhì)量，故應(yīng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，檢驗(yàn)重點(diǎn)如下。

(1)肋高與肋槽檢查

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線肋高直接影響粘結(jié)錨固性能，鋼絞線肋高及肋槽高應(yīng)滿足表1要求。圖7中h為肋高，hc為肋槽高。

圖7 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋相關(guān)參數(shù)標(biāo)示及外觀

護(hù)套肋槽內(nèi)緩凝粘合劑應(yīng)保證飽滿，固化后形狀如圖8所示。

圖8 護(hù)套肋槽及緩凝粘合劑固化后形狀(剝開(kāi)護(hù)套后)

(2)快速拉伸剪切強(qiáng)度試驗(yàn)

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋具有張拉適用期與固化期，為確定材料中緩凝粘合劑可以固化且強(qiáng)度能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度以上，需在材料進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行快速拉伸剪切強(qiáng)度試驗(yàn)[19]，保證緩凝粘合劑拉伸剪切強(qiáng)度不宜小于15 MPa。

3.2.2 成品保護(hù)

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋為工廠化生產(chǎn)，其成品是由鋼絞線、緩凝粘合劑和帶肋的外包護(hù)套組成。由于在固化前緩凝粘合劑均為流塑狀態(tài)，為保證緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在結(jié)構(gòu)中與混凝土有效工作，材料在裝卸、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存和布筋時(shí)必須特別注意成品保護(hù)，避免緩凝粘合劑外漏[20]。

(1)材料運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)采取可靠保護(hù)措施避免包裝破損和散包。

(2)材料裝卸應(yīng)采用尼龍吊索，裝卸過(guò)程中應(yīng)輕裝輕卸，嚴(yán)禁鋼絲繩和其他堅(jiān)硬吊具與緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋外包護(hù)套直接接觸。

(3)若發(fā)現(xiàn)外包護(hù)套輕微破損，應(yīng)采用黑膠帶充分纏繞。

(4)成品堆放期間，應(yīng)分類堆放于通風(fēng)良好、溫度變化平穩(wěn)處。成品不得與地面直接接觸，并應(yīng)采取覆蓋或遮陰措施，嚴(yán)禁太陽(yáng)直接暴曬。

3.2.3 張拉

由于鐵路橋梁存在環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，預(yù)應(yīng)力實(shí)際施工與設(shè)計(jì)可能會(huì)存在偏差。因此，為確保張拉效果，需采取措施滿足設(shè)計(jì)方案要求或按照實(shí)際情況對(duì)參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行一定調(diào)整。

(1)為減小張拉時(shí)的摩擦阻力，可以考慮多次張拉的方法來(lái)減小緩凝粘合劑對(duì)鋼絞線產(chǎn)生的阻力。用千斤頂張拉卸載反復(fù)2～3次，待粘合劑達(dá)到一定程度的軟化，再裝上夾片，直到張拉到位。也可采用一次張拉到位持荷3～4 min。

(2)若溫度過(guò)低，導(dǎo)致緩凝粘合劑稠度過(guò)高，張拉損失過(guò)大，應(yīng)采用專業(yè)電加熱設(shè)備對(duì)鋼絞線進(jìn)行通電加熱升溫，以降低由粘滯力產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。通電電壓不得高于人體安全電壓36 V。吳中城際鐵路橫向預(yù)應(yīng)力張拉存在冬季張拉情況，且冬季溫度較低，達(dá)到-10 ℃以下。因此，本項(xiàng)目橫向預(yù)應(yīng)力在冬季張拉時(shí)采用了電加熱措施，對(duì)單端張拉的鋼絞線將2根鋼絞線加扁鐵連接成一個(gè)回路，在張拉端外接輔助電加熱機(jī)，通電后加熱，具體措施參見(jiàn)圖9，張拉效果良好。常規(guī)預(yù)應(yīng)力在-10 ℃以下一般無(wú)法施工，而緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力通過(guò)電加熱方式實(shí)現(xiàn)了冬季施工，可有效縮短工期，減少施工單位蒸汽養(yǎng)護(hù)施工措施支出。

圖9 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋冬季張拉固定端節(jié)點(diǎn)(單位：mm)

4 結(jié)語(yǔ)

(1)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力既具有傳統(tǒng)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的傳力機(jī)制，受力合理、耐久性好，又具備了無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，有效解決了有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工困難，質(zhì)量難以控制和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)傳力性能差、不適合抗震的弱點(diǎn)，綜合性能優(yōu)良，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

(2)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力摩阻損失與緩粘合劑的稠度有較大關(guān)系，在通常溫度環(huán)境中、張拉適用期內(nèi)的摩阻系數(shù)可按μ=0.12、k=0.006考慮。

(3)鐵路橋梁在使用中需長(zhǎng)期承受周期往復(fù)的動(dòng)荷載。在鐵路橋梁領(lǐng)域中應(yīng)用，緩粘結(jié)粘合劑耐疲勞作用能力尤為重要，研究表明緩粘結(jié)粘合劑快速固化的鋼對(duì)鋼拉伸剪切強(qiáng)度指標(biāo)不宜小于15 MPa。

(4)為保證緩凝粘合劑固化后與周?chē)炷列纬珊軓?qiáng)的機(jī)械咬合與粘結(jié)作用，最終形成良好的粘結(jié)錨固性能，必須對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋護(hù)套肋高與肋槽參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格要求與把控。

(5)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋成品是由鋼絞線、緩凝粘合劑和帶肋的外包護(hù)套組成。為保證緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在結(jié)構(gòu)中與混凝土有效工作，必須加強(qiáng)成品保護(hù)，避免緩凝粘合劑外漏。

吳忠至中衛(wèi)城際鐵路項(xiàng)目已建成通車(chē)，運(yùn)營(yíng)狀況良好。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在該項(xiàng)目中的成功應(yīng)用為緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鐵路橋梁中的設(shè)計(jì)與施工提供了重要借鑒與參考。