孫伊圣 陳浩威

1 重慶市軌道交通設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 重慶 401147 2 重慶市市政設(shè)計研究院 重慶 401147

正文：

1 引言

重慶軌道交通四號線二期工程區(qū)間高架段全長約11.2km，全線涉及單、雙、三、四線橋梁，以梁寬10.4m標(biāo)準(zhǔn)雙線橋為主。結(jié)合沿線道路條件、橋梁高跨比、城市景觀等因素，主要標(biāo)準(zhǔn)橋跨布置方案為35m雙線預(yù)應(yīng)力簡支箱梁。

由于全線采用無碴軌道，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的變形就給后期運(yùn)營過程帶來了運(yùn)營平順性的問題。預(yù)應(yīng)力混凝土梁的變形包括施加預(yù)應(yīng)力后梁體產(chǎn)生預(yù)拱度、混凝土收縮徐變導(dǎo)致的變形、恒載作用下產(chǎn)生的下?lián)?、墩臺基礎(chǔ)的不均勻沉降等等。由于導(dǎo)致這些變形的不確定因素較多，本次僅討論對運(yùn)營平順性影響較大的施加預(yù)應(yīng)力后梁體產(chǎn)生預(yù)拱度及徐變變形的影響。

由于軌道交通發(fā)展時間較短，現(xiàn)階段國內(nèi)針對軌道交通的預(yù)應(yīng)力簡支梁上拱分析還處于初期階段。而鐵路針對無碴軌道橋梁的上拱分析已較成熟，其中就有徐美庚[1]、許錫昌[2]等人進(jìn)行了探討，其提出了預(yù)應(yīng)力徐變上拱的主要影響因素及減少預(yù)應(yīng)力徐變上拱的有效措施。

2 預(yù)應(yīng)力簡支梁上拱

2.1 預(yù)拱度上拱

根據(jù)《城市軌道交通橋梁設(shè)計規(guī)范》（GB51234-2017）[3]第7.1.5條，后張法預(yù)應(yīng)力梁為了保證成橋時線形與理論線形基本一致，且在無活載作用時保持一定的上拱度，須考慮預(yù)應(yīng)力和自重（二期恒載）和鋪軌前收縮徐變變形，結(jié)合軌道建設(shè)經(jīng)驗，預(yù)拱度僅考慮鋪軌前的收縮徐變變形。

因此，無活載作用時的上拱度等于張拉上拱值減去自重（二期恒載）作用下產(chǎn)生的下?lián)现怠?/p>

2.2 徐變上拱

軌道四號線二期預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁為全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，在預(yù)應(yīng)力和自重（二期恒載）的作用下，截面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，截面處于偏心受壓狀態(tài)。此時，主梁各截面受到預(yù)應(yīng)力的作用，出現(xiàn)橋梁頂面梁長較底面梁長長的現(xiàn)象，即徐變上拱變形，徐變上拱變形與時間有關(guān)，張拉初期增長較快，后期逐漸減少趨于穩(wěn)定。

3 上拱值控制措施

由于軌道四號線二期全線采用的無碴軌道，其能提供的鋼軌調(diào)整量為10～20mm，上拱過大將影響軌面高程，而全線行車速度在100km/h，高速行車將影響軌道交通的安全運(yùn)營。

而上拱值與預(yù)應(yīng)力簡支梁的跨度成正比，跨度越大，上拱值越大，對運(yùn)營的影響也更加明顯，因此，解決該上拱的影響對軌道交通的發(fā)展具有重要意義。

現(xiàn)針對設(shè)計、施工、運(yùn)營期三個階段分別提出解決措施。

3.1 設(shè)計階段

（1）增大梁高。根據(jù)重慶軌道建設(shè)經(jīng)驗，35m跨簡支梁采用2m梁高時即可滿足要求，現(xiàn)軌道四號線二期通過增加梁高至2.2m可達(dá)到減小預(yù)應(yīng)力從而減小跨中截面預(yù)壓力的目的，同時可以增加主梁的剛度，通過該設(shè)計措施可有效減小上拱值。

（3）推遲張拉?；炷恋男熳兩瞎芭c張拉時混凝土的齡期有較大關(guān)系，齡期越短，上拱值越大，齡期越長，上拱值越小。因此，適當(dāng)推遲張拉，也能夠有效減小徐變上拱值。但由于施工進(jìn)度的原因，一般施工單位在滿足規(guī)范要求后即進(jìn)行張拉。由于《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程》（QCR9603-2015）[4]規(guī)定鋼束張拉前應(yīng)保證有效齡期達(dá)5天，因此，軌道四號線二期在設(shè)計時，結(jié)合施工進(jìn)度的要求，對35m預(yù)應(yīng)力簡支箱梁采用齡期達(dá)7天后方可張拉的措施以減小上拱值。

3.2 施工階段

（1）加強(qiáng)混凝土標(biāo)號控制。施工過程中混凝土的強(qiáng)度應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行配合比設(shè)計，由于上拱值與混凝土的彈模成反比，因此不同混凝土標(biāo)號的彈模將導(dǎo)致上拱值的偏差。

（2）加強(qiáng)混凝土水灰比控制。根據(jù)研究，混凝土水灰比越大，其徐變越大，因此，施工過程中應(yīng)進(jìn)行混凝土配合比試驗以減小混凝土的后期徐變。

（3）推遲道床混凝土澆筑時間。由于全線采用無碴軌道，軌道與箱梁頂面間需要澆筑混凝土道床。因此，在徐變上拱等梁上拱均已基本完成后再澆筑道床混凝土，也可效解決運(yùn)營時軌面不平順的問題。由于簡支梁段不是軌道四號線二期全線的控制性節(jié)點(diǎn)工程，其施工均較早即可完工，按重慶現(xiàn)有軌道施工進(jìn)度經(jīng)驗，一般道床混凝土均于箱梁混凝土張拉后半年才進(jìn)行澆筑。通過澆筑時間的調(diào)整，可有效降低上拱對運(yùn)營的影響。

3.3 運(yùn)營階段

由于產(chǎn)生上拱的因素多，設(shè)計時采用的假定導(dǎo)致實(shí)際上拱值與理論設(shè)計計算值存在一定的誤差，雖然設(shè)計及施工階段均已較充分的考慮各種措施降低其影響，但仍不可避免會存在運(yùn)營期不平順的問題。因此，在運(yùn)營階段，通過鋼軌10～20mm調(diào)整量對其進(jìn)行微調(diào)可減小不平順的問題。若調(diào)整值不夠，可通過整體墊鋼板等措施進(jìn)行調(diào)整，以滿足軌面標(biāo)高平順的要求。

4 結(jié)語

綜上所述，通過設(shè)計、施工、運(yùn)營三個階段的有效措施，能夠有效降低預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁上拱對行車平順舒適的影響。主梁的構(gòu)造、預(yù)應(yīng)力張拉、齡期等均是對上拱值影響較大的因素，軌道建設(shè)過程中應(yīng)注意對該因素的控制，以確保在建設(shè)前期就盡量消除其對運(yùn)營的影響。

軌道交通開通運(yùn)營前三年，上拱變形對軌面不平順的影響是最大的，但其后期變化量逐漸減小，因此待上拱變形較小后由于其它因素共同引起的不平順是否趨于穩(wěn)定還需進(jìn)一步研究、監(jiān)測。