淺析京滬高速鐵路雙線整孔簡支箱梁摩阻試驗

王文勝

淺析京滬高速鐵路雙線整孔簡支箱梁摩阻試驗

王文勝

通過對京滬高速鐵路雙線整孔簡支箱梁施工實踐的總結(jié),綜合介紹了雙線整孔簡支箱梁摩阻試驗方法、計算過程及徐變控制,進而保證橋梁預(yù)應(yīng)力施加的準確性,確保橋梁結(jié)構(gòu)安全。

高速鐵路,雙線整孔簡支箱梁,摩阻試驗,徐變控制

1 概述

京滬高速鐵路全線正線長度 1 318 km,橋梁 247座,長1 061 km,占全線的 80.5%,箱梁 3萬余孔。預(yù)應(yīng)力在箱梁結(jié)構(gòu)中能起到提高箱梁的抗裂性和耐久性、增大結(jié)構(gòu)的剛度、節(jié)省材料、減輕結(jié)構(gòu)自重的作用,預(yù)應(yīng)力是箱梁的生命。

2 梁體預(yù)施應(yīng)力設(shè)計

32m雙線整孔簡支箱梁預(yù)施應(yīng)力設(shè)計采用兩端同步張拉,并左右對稱進行。錨具采用ATM-9型和 ATM-12型。預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用 1×7-15.2-1860-GB/T 5224-2003。預(yù)應(yīng)力孔道采用抽拔橡膠棒成孔,管道采用鋼筋定位網(wǎng)片定位,并將鋼筋定位網(wǎng)片固定到鋼筋籠上,保證定位網(wǎng)片的穩(wěn)定性。生產(chǎn)初期,應(yīng)至少對兩孔梁進行管道摩阻、喇叭口摩阻等預(yù)應(yīng)力瞬時損失測試,以保證預(yù)施應(yīng)力準確。

3 摩阻試驗方法及計算公式

3.1 摩阻試驗方法

摩阻試驗包括管道摩阻試驗、錨口摩阻及喇叭口摩阻試驗。選擇制好的兩孔箱梁進行管道摩阻試驗,錨口摩阻及喇叭口摩阻試驗可在試件上進行。

3.1.1 管道摩阻試驗

1)試驗時采用單端張拉,張拉前應(yīng)標定好試驗用的千斤頂和高壓油泵,并在試驗中配套使用,以校核傳感器讀數(shù)。2)從 10%張拉控制拉力開始,荷載分 8級張拉至接近設(shè)計張拉力,每個管道張拉兩次(以第一次為準,第二次作復(fù)核用)。試驗時根據(jù)千斤頂油表讀數(shù)控制張拉荷載級,并校核數(shù)據(jù),以確保試驗結(jié)果的可靠性。3)試驗采用兩臺壓力傳感器,分級測試預(yù)應(yīng)力束張拉過程中主動端與被動端的荷載,通過線性回歸確定管道被動端和主動端荷載的比值,然后利用二元線性回歸的方法確定預(yù)應(yīng)力管道的k,μ值。4)鋼束伸長量和夾片外露量通過直鋼尺測量。5)鋼絞線下料長度要滿足要求。

3.1.2 錨口摩阻試驗

錨口摩阻試驗在現(xiàn)場預(yù)制的4.0m×0.5m×0.5m混凝土試件上進行,截面中心處的預(yù)應(yīng)力管道為直管道,成孔方式及錨具、錨墊板與箱梁采用的完全相同。測試時需采用工作狀態(tài)的錨頭(安裝夾片),試驗采用單端張拉方式,在試件兩端分別安裝千斤頂,被動端測試前首先張拉,以便完成測試后進行退錨。試驗時示意圖見圖 1。

試驗時千斤頂一次直接張拉至 0.8fptkAp(Ap為 9根鋼絞線的面積),分別讀取錨內(nèi)和錨外傳感器讀數(shù)。選取 3套 9孔群錨錨具進行試驗,每套共計張拉 2次。

3.1.3 喇叭口摩阻試驗

進行喇叭口摩阻損失的試驗,測定其損失主要通過間接的方式進行,方法是通過測試喇叭口與錨口摩阻損失之和,再從中扣除錨口摩阻損失以確定喇叭口的摩阻損失。試驗的具體操作與錨口摩阻試驗一樣,只是在主動端與被動端各安置一個傳感器(見圖 2)。

試驗時千斤頂一次直接張拉至 0.8fptkAp(Ap為 9根鋼絞線的面積),分別讀取主動端和被動端傳感器讀數(shù)。選取 3套 9孔群錨錨具進行試驗,每套共計張拉 2次。

3.2 注意事項

在測試過程中需注意以下事項：

1)分級測試時,應(yīng)要求油泵操作人員控制好每級荷載,在壓力顯示值穩(wěn)定后,迅速讀取主、被動兩端讀數(shù)。2)管道摩阻試驗最后一級荷載根據(jù)油缸最大行程不超過 195mm控制(現(xiàn)場和施工單位協(xié)商,也可 190mm)。3)摩阻試驗前,被動端油缸應(yīng)至少空走行程 150mm左右,以便退錨。4)錨口及喇叭口摩阻試驗,工作夾片退錨方法應(yīng)提前和施工人員協(xié)商。5)一次測試循環(huán)完成后,應(yīng)對整個測試系統(tǒng)進行仔細檢查,包括安裝傳感器位置是否偏心偏離,千斤頂油泵等是否狀態(tài)良好,鋼絞線是否出現(xiàn)問題等,之后擱置約 10min,方可進行下次測試。6)摩阻試驗時箱梁混凝土強度需達到設(shè)計值的 80%以上,試驗前要對管道進行清孔。7)測試時需張拉安裝配合人員約 8人～9人,現(xiàn)場需提供電源、倒鏈、操作平臺。8)根據(jù)摩阻試驗示意圖,試驗管道鋼絞線需提前下料,下料長度滿足要求,鋼束切割整齊。9)試驗過程中,所有試驗人員注意安全,千斤頂前方及側(cè)前方禁止有人員活動。

4 結(jié)語

1)在箱梁預(yù)制生產(chǎn)過程中預(yù)應(yīng)力的施加成為控制橋梁質(zhì)量的關(guān)鍵工序。準確的對橋梁施加預(yù)應(yīng)力是控制結(jié)構(gòu)安全和橋梁線形的關(guān)鍵。而對橋梁準確施加預(yù)應(yīng)力的前提是對梁體的摩阻試驗和穩(wěn)定的管道定位和成孔工藝。

2)橋梁徐變收斂是無砟軌道鋪板的前提,沉降觀測的方法和觀測精度是準確反映橋梁徐變是否收斂的前提。

[1]TB 10002.3-2005,鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]京滬高速鐵路線下工程沉降變形觀測及評估實施細則[Z].

[3]張智懷.32m雙線簡支箱梁 2.0級靜載試驗加載設(shè)計[J].山西建筑,2009,35(17)：302-303.

Analysis on the friction experiment of double-track monolithic sim ply supported box-girders on Jing-Hu high-speed railway

W ANG W en-sheng

Through summarizing the construction practice of double-track monolithic simply supported box-girders on Jing-Hu high-speed railway,this article introduces the friction experimentmethod,calculation process,and creep control of double-track monolithic simply supported box-girders,so as to ensure the p recision of prestressed bridge imp lementation and the structural safety.

high-speed railway,doub le-track monolithic sim ply supported box-girders,friction experiment,creep control

U 448.213

A

1009-6825(2011)03-0174-02

2010-09-23

王文勝(1968-),男,工程師,中鐵十二局集團第一工程有限公司,山西 臨汾 041000