高速鐵路整孔箱梁架設(shè)現(xiàn)澆翼緣可靠性論證

摘要：為解決橋隧相連路段箱梁運(yùn)輸無(wú)法通過(guò)隧道的問(wèn)題，提出現(xiàn)澆箱梁翼緣的方案。并對(duì)其使用可靠性和安全性進(jìn)行分析論證。
關(guān)鍵詞：高速鐵路橋梁架設(shè)橋隧相連預(yù)制現(xiàn)澆翼緣收縮徐變
中圖分類號(hào):U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1.前言

目前我國(guó)高速鐵路中小跨度橋梁一般采用24、32m雙線整孔簡(jiǎn)支箱梁，梁部施工采用集中預(yù)制，分段架設(shè)，由于箱梁頂板較寬，在橋隧集中路段，箱梁在運(yùn)輸途中無(wú)法通過(guò)隧道。針對(duì)這一問(wèn)題，提出了幾種解決方案：1-加大隧道斷面2-設(shè)運(yùn)梁通道繞開(kāi)隧道3-增加橋梁預(yù)制場(chǎng)4-采用滿堂支架或造橋機(jī)施工箱梁5-采用并置小箱梁或T梁6-整孔箱梁兩翼在架梁后制作從技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和施工組織方面考慮,推薦箱梁兩側(cè)翼緣板部分在現(xiàn)場(chǎng)澆筑或安裝的方案，預(yù)制的箱梁頂寬以滿足能運(yùn)輸通過(guò)隧道為限。對(duì)于現(xiàn)澆翼緣與預(yù)制梁體能否可靠連接，其使用安全性如何，以下對(duì)其展開(kāi)論證：

2.翼緣板切割寬度確定

根據(jù)研究擬定的隧道斷面，考慮目前推出的900t運(yùn)梁車高度,并考慮一定的安全距離，箱梁翼緣板約需截取1.25～1.50m，以下以截取翼緣寬度1.25m進(jìn)行論證。

3.現(xiàn)場(chǎng)制作翼緣板施工方法討論

3.1全部現(xiàn)澆
需要確保新舊混凝土之間連接強(qiáng)度足夠，抗剪、抗彎強(qiáng)度和裂縫控制在允許范圍，存在由于澆筑時(shí)間差異引起的收縮、徐變不一致的問(wèn)題。

3.2預(yù)制拼裝
翼緣全部預(yù)制，預(yù)制翼緣與梁體對(duì)縫粘結(jié)，上下表面粘貼纖維布增強(qiáng)。翼緣和梁體同時(shí)預(yù)制，可消除現(xiàn)澆方案收縮、徐變差異的影響，但此方案實(shí)踐不多，耐久性、連接可靠性能否保證難以定論，而且費(fèi)用較高。

部分翼緣預(yù)制，預(yù)制翼緣與梁體之間采用濕接縫連接。此方案能夠較全部現(xiàn)澆節(jié)省時(shí)間，但依然存在收縮、徐變差異問(wèn)題,另外由于濕接縫長(zhǎng)度大，連接可靠性將受到影響。綜合比較，為了確保安全，并考慮結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題，決定采用全部現(xiàn)澆的方案。

4.現(xiàn)澆翼緣檢算

4.1計(jì)算模型
采用全橋結(jié)構(gòu)實(shí)體有限單元模型對(duì)32m簡(jiǎn)支箱梁進(jìn)行計(jì)算分析，分析模型的主要部分見(jiàn)圖3。

4.2計(jì)算參數(shù)
對(duì)于橋梁兩翼與主梁的施工時(shí)間差，計(jì)算中考慮了收縮徐變的影響，同時(shí)檢算現(xiàn)澆翼緣自重、二期恒載及移動(dòng)檢查車對(duì)新老混凝土交接處的影響。新老混凝土分別考慮了60天,90天，120天和180天時(shí)間差徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；新老混凝土收縮時(shí)間差異按溫度差15攝氏度考慮。實(shí)體模型中考慮兩翼二期恒載及移動(dòng)檢查車荷載最不利位置對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；接觸網(wǎng)錨柱按設(shè)于跨中考慮，按豎向力100kN作用于0.8×0.8m2范圍計(jì)算；翼緣上二期恒載的取值:人行道遮板和聲屏障按15KN/m進(jìn)行計(jì)算;蓋板及電纜槽按均布荷載施加：根據(jù)工程數(shù)量表，將蓋板及電纜槽重折算為均布荷載：q=7.815KN/m2;二期鋪裝計(jì)算:兩翼的二期鋪裝分布荷載為：
q=2.198KN/m2；4.2.6梁體混凝土按標(biāo)準(zhǔn)圖為C50高性能混凝土。

4.3計(jì)算結(jié)果
4.3.1主梁與兩翼徐變差對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

60天以后,徐變的影響幾乎沒(méi)有變化，這里不再列出。由分析結(jié)果看,結(jié)構(gòu)的徐變時(shí)間差對(duì)主梁與翼緣交接處的影響很小。

4.3.2主梁與兩翼收縮不同對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

4.3.3主梁與兩翼收縮徐變差＋兩翼自重＋二期恒載＋檢查車對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

計(jì)算中需說(shuō)明的問(wèn)題，移動(dòng)檢查車計(jì)算三種工況：檢查車位于梁端；檢查車位于四分一跨度處；檢查車位于跨中處；檢查車位于梁端檢查車位于跨中處計(jì)算結(jié)果分析

檢查車位于四分一跨度處該處各種應(yīng)力均小于上述位置，故不再詳述。

4.3.4交界面強(qiáng)度檢算
梁端：梁端部新老混凝土交界面上下緣應(yīng)力分別為-2.7MPa和+2.7MPa。取梁端影響范圍3m寬換算出截面內(nèi)力，力矩M=121.5kN-m，即在3m寬，0.3m高的截面上，內(nèi)力矩為121.5kN-m。以此內(nèi)力對(duì)該處翼緣按鋼筋混凝土進(jìn)行檢算：
梁體設(shè)計(jì)該部分翼緣配置直徑25mm的II級(jí)鋼筋，布置間距10cm，檢算結(jié)果如下；
受拉鋼筋重心處應(yīng)力為:σg=36.7860MPa<=[σs]=180.0000MPa【通過(guò)】
受壓鋼筋重心處應(yīng)力為:σg’=13.6493MPa<=[σs]=180.0000MPa【通過(guò)】
混凝土最大壓應(yīng)力為:σh=2.2819MPa<=[σb]=18.2000MPa【通過(guò)】
計(jì)算裂縫寬度ωf=0.04009mm跨中：跨中新老混凝土交界面上下緣應(yīng)力分別為-2.4MPa和+2.4MPa。取影響范圍5m寬換算出截面內(nèi)力，力矩M=180kN-m，即在5m寬，0.3m高的截面上，內(nèi)力矩為180kN-m。以此內(nèi)力對(duì)該處翼緣按鋼筋混凝土進(jìn)行檢算，該部分翼緣配置直徑16mm的II級(jí)鋼筋，布置間距10cm，檢算結(jié)果如下；
受拉鋼筋重心處應(yīng)力為:σg=77.3356MPa<=[σs]=180.0000MPa【通過(guò)】
受壓鋼筋重心處應(yīng)力為:σg’=15.5104MPa<=[σs]=180.0000MPa【通過(guò)】
混凝土最大壓應(yīng)力為:σh=3.2391MPa<=[σb]=18.2000MPa【通過(guò)】
計(jì)算裂縫寬度ωf=0.10420mm剪切應(yīng)力:接縫處縱向水平剪切應(yīng)力分析計(jì)算的最大縱向水平剪切應(yīng)力為新老混凝土收縮差異引起的，1.21MPa。在考慮了翼緣荷載后，該應(yīng)力有所降低。為減小收縮應(yīng)力，按每6m現(xiàn)澆翼緣設(shè)一條斷縫，剪切應(yīng)力大幅減小，0.24MPa<[σtp-2]=1.03MPa【抗剪強(qiáng)度滿足】。交接面的豎向剪切應(yīng)力：豎向最大剪切應(yīng)力0.27MPa<[σtp-2]=1.03MPa【抗剪強(qiáng)度滿足】。

5.構(gòu)造措施

為了加強(qiáng)新舊混凝土之間的連接，擬采用以下構(gòu)造措施：平面上對(duì)縫采用齒塊連接，以加強(qiáng)接縫的水平抗剪能力，如圖8。

為消除混凝土收縮引起的水平剪應(yīng)力，現(xiàn)澆翼緣板每6m設(shè)制一道斷縫，同時(shí)加強(qiáng)斷縫兩側(cè)的鋼筋布置，使其和梁端鋼筋布置一致。預(yù)制梁體時(shí)應(yīng)將翼緣接觸面鑿毛。加強(qiáng)接縫鋼筋布置。