高速铁路预应力混凝土连续梁后期徐变主要影响因素分析

・桥　粱・　高速铁路预应力混凝土连续梁后期徐变　主要影响因素分析　盛兴旺　李松报　，（１．中南大学土木工程学院，长沙４１００７５；２．　京广铁路客运专线河南有限公司，郑州４５０００３）　摘要：在长期荷载作用下，徐变将引起大跨度预应力混凝土连续梁桥的上拱或下挠。为满足现行高速铁路的高　平顺性要求，大部分均采用无砟轨道，但其可调性很小。介绍目前国内外徐变计算模型及计算方法。通过理论计　算，分析混凝土弹性模量Ｅ、预应力张拉龄期　、徐变计算模式、二期恒载铺装时间等因素对其后期徐变的影响，得　出几条有益的建议，并提出几个仍有待于解决的问题。　关键词：高速铁路；预应力混凝土连续粱；无砟轨道；后期徐变；影响因素　中图分类号：Ｕ２３８；Ｕ４４８．２１　５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—２９５４（２０１３）ｌ１—００４０—０５　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　Ｍａｉｎ　Ｆａｃｔｏｒｓ　Ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　Ｐｏｓｔ－ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｃｒｅｅｐ　ｏｆ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｇｉｒｄｅｒ　ｏｎ　Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ　Ｒａｉｌｗａｙ　ＳＨＥＮＧ　Ｘｉｎｇ—ｗａｎｇ　．ＬＩ　Ｓｏｎｇ—ｂａｏ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００７５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｅｎａｎ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆ　Ｂｅｉｊｉｎｇ—Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ—ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｌｉｎｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ　ｌｏａｄ，ｔｈｅ　ｃｒｅｅｐ　ｓｔｒａｉｎ　ｔｅｎｄｓ　ｔｏ　ｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ　ｏｆ　ｕｐ—ｗａｒｐ　ａｎｄ　ｄｏｗｎ—ｗａｒｐ　ｏｆ　ｌｏｎｇ—ｓｐａｎ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｇｉｒｄｅｒ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｎ　ｈｉｇｈ　ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ　ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅ　ｂａｌｌａｓｔｌｅｓｓ　ｔｒａｃｋ　ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｌｉｔｔｌｅ　ａｄｊｕｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　ｂｅｉｎｇ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｍｏｓｔ　ｏｆ　ｒａｉｌｗａｙ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｃｒｅｅｐ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌｓ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｗｈｉｃｈ　ｗｏｕｌｄ　ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　ｐｏｓｔ—ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｒｅｅｐ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｇｉｒｄｅｒ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｅｌａｓｔｉｃ　ｍｏｄｕｌｕｓ　Ｅ，　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ　ｔｅｎｓｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ　Ｔ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｃｒｅｅｐ，ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｅｘｅｒｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ—ｐｈａｓｅ　ｄｅａｄ　ｌｏａｄ，　ｅｔｃ．Ｏｎ　ｔｈｉｓ　ｂａｓｉｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｓｏｍｅ　ｕｓｅｆｕｌ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ，ａｌｓｏ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｕｎｒｅｓｏｌｖｅｄ　ｉｓｓｕｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ・ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｇｉｒｄｅｒ；ｂａｌｌａｓｔｌｅｓｓ　ｔｒａｃｋ；ｐｏｓｔ・　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｒｅｅｐ；ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒ　我国高速铁路、客运专线和城际铁路建设如火如　收稿Ｅｔ期：２０１３—０４—０２；修回日期：２０１３—０４—２５　作者简介：盛兴旺（１９６６一），男，教授，博士生导师。　茶，预应力混凝土连续梁是该类铁路中大跨度桥梁的　主力结构形式。预应力混凝土连续梁徐变特征是材料　和结构特征，过大的后期徐变变形将直接影响高速铁　◆．１１１●◆●…●●ＩｉＩ，１●一●　参考文献：　［１］广钟岩，高慧安．铁路无缝线路［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００５　［２］卢耀荣．无缝线路研究与应用［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００４　［３］　蒋金洲，卢耀荣．我国客运专线桥上无缝线路采用小阻力扣件的　铁道建筑，２０１１（４）：ｌ一５．　［７］　孙积顺．伸缩调节器几种常见病害的分析处理［Ｊ］　铁道标准设　计，２００３（２）：１３—１５．　［８］　周诗广．大跨度桥上铺设无砟轨道结构设计研究［Ｊ］　铁道标准设　计，２０１１（３）：１—４．　［９］　李艳．大跨度多跨连续梁桥上无缝线路设计方法研究［Ｊ］．铁道工　程学报，２００４（Ｓ１）：８１—８３．　建议［Ｊ］．铁道建筑，２００７（１１）：９０—９３．　［４］　朱斌．客运专线跨区间无缝线路桥上钢轨伸缩调节器的设置［Ｊ］．　铁道标准设计，２００６（Ｓ１）：８６—８８．　［５］　田春香．关于桥上无缝线路使用伸缩调节器的几点思考［Ｊ］．铁道　建筑，２００６（２）：８５—８７．　［１Ｏ］王平．桥上无缝线路钢轨断缝计算方法的研究［Ｊ］．交通运输工程　与信息学报，２００４（２）：４７—５２．　［６］　曾宪海．高速铁路曲线地段长大连续梁桥无缝线路方案研究［Ｊ］．　４０　铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＴＡＮＤＡＲＤ　ＤＥＳＩＧＮ　２０１３（１１）　盛兴旺，李松报一高速铁路预应力混凝土连续梁后期徐变主要影响因素分析　路运营的平顺性和舒适性，为此，《新建时速３００～　３５０　ｋｍ客运专线铁路设计暂行规定》（以下简称《暂　规》）…提出了严格的后期徐变控制量，而施工规范和　技术标准等又对影响后期徐变的相关因素进行了控　制，如混凝土的强度、弹性模量要求。很多设计文件进　一步提出了纵向预应力张拉的龄期要求，如节段混凝　土预应力张拉时的龄期应大于１０　ｄ。由于我国国情和　工期因素影响，实际施工过程中，很难同步实现各类控　制指标，特别是预应力张拉龄期的要求。着重从理论　计算出发，系统探讨混凝土弹性模量、预应力张拉龄　期、二期恒载铺装时间及徐变计算理论模式对中跨　４８～１２５　ｍ跨度范围内预应力混凝土连续梁后期徐变　变形量的影响。考虑到强度一般均能满足要求，本文　不再讨论强度的影响。　１　混凝土的徐变特性　混凝土徐变现象于２Ｏ世纪初首次被Ｈａｔｔ认　识　，而各学者对其研究并应用到实际则更晚，正如　美国混凝土学会第２０９委员会１９８２年的报告所指出　的：几乎所有影响混凝土徐变、收缩的因素，连同它们　所产生的结果本身就是随机变量，它们的变异系数最　好也要达到１５％～２０％　。一般可将影响因素分为　内部和外部，内部因素主要指混凝土的配合比及原材　料，外部因素则包括加荷龄期、加荷应力、持荷时间、环　境相对温度和湿度、结构尺寸等　。在对上述影响因　素的研究中，各国学者提出了多种理论：黏弹性理论、　渗出理论、黏性流动理论、塑性流动理论、微裂缝理论、　内力平衡理论等，但这些理论均有各自的适用范围，没　有一种理论能得到满意的解释。　２徐变效应的计算理论　影响混凝土徐变的因素多，造成混凝土变异性非　常大。混凝土的徐变，一般采用徐变系数　（ｔ，７－）和徐　变函数．，（ｔ，ｒ）来描述。目前徐变系数的计算表达式　有多种，一类将其表示为一系列系数的乘积，每一个系　数表示一个影响徐变值的重要因素；另一类则将其表　示为几个性质互异的分项系数之和。　根据混凝土徐变在加载与卸载时的特性，将徐变　分为可恢复徐变和不可恢复徐变。ＣＥＢ－ＦＩＰ标准规范　（１９７８）采用的徐变系数计算公式（１）即为此类模型　（ｔ，　）＝卢。（ｒ）＋　ｄ（ｔ，　）＋　ｒ（ｔ，　）　（１）　式中／３　（　）——加载后最初几天产生的不可恢复的　变形系数；　（ｔ，ｒ）——可恢复的弹性变形系数，或徐弹　系数；　，（ｔ，　ｒ）——不可恢复的流变系数，或徐塑系数。　铁道标准设计ＲＡ儿ＷＡＹ　ＳＴＡＮＤＡＲＤ　ＤＥＳＩＧＮ　２０１３（ｊｊ）　・桥　梁・　我国１９８５年《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥　涵设计规范》（ＪＴＪ　０２３—８５）　］，１９９９年铁路桥涵规　范　，２００５年铁路桥涵规范　的徐变系数的计算公式　采用的都是此种模型。　１９７８年Ｂａｚａｎｔ．Ｚ．Ｐ提出了ＢＰ式（２）模式用以计　算徐变函数，其徐变表达式由基本徐变和干燥徐变　组成　Ｊ（ｔ，ｒ，ｔ０）＝１／Ｅ（　ｒ）＋Ｃ０（ｔ，ｒ）＋Ｃｄ（ｔ，ｒ，ｔ０）一　Ｃｐ（ｔ，ｒ，ｔ。）　（２）　式中ｔ，ｆ，ｆ　——分别表示干燥龄期、加载龄期及计算　徐变时的龄期；　１／Ｅ（　）——单位应力产生的初始弹性应变；　ｃ。（ｔ，ｒ）——单位应力产生的基本（无水分转移）　徐变；　Ｃ　（ｔ，ｒ，ｔ。）——单位应力产生的干燥（有水分转移）　徐变；　Ｃ。（ｔ，　，ｔ。）——干燥以后徐变的减小值。　１９９５年Ｂａｚａｎｔ．Ｚ．Ｐ提出的Ｂ３　模型（式３）也属　于此类。该模式基于能量扩散理论提出，是目前最复　杂亦是最理论化的半经验半理论公式　Ｊ（ｔ，ｒ）＝ｑ１＋Ｃ０（ｔ，　ｒ）＋Ｃｄ（ｔ，ｒ，ｔ０）　（３）　式中　ｑ　——瞬时应变；　Ｃ　（ｔ，　）——ｒ时加载的基本徐变；　Ｃ　（ｔ，ｒ，ｔ。）——　时加载、ｔ。时混凝土开始干燥的干燥　徐变。　我国２００４版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥　涵设计规范》（ＪＴＧ　Ｄ６２－－２００４）　以及１９９０版ＣＥＢ—ＦＩＰ　（１９９０）在徐变系数计算表达式（式４）上发生了较大变　化。其并未按照上述两种方式将徐变进行分类，而是采　用一个公式，将混凝土徐变当做整体进行描述　咖（ｔ，　）：　。卢　（ｔ，ｒ）＝咖　Ｊ８（ｆｃ　）卢（ｒ）卢　（ｔ，７－）（４）　式中　——名义徐变系数；　咖　——环境相对湿度修正系数；　１３（ｆｏ　）——混凝土强度修正系数；　（ｒ）——加载龄期修正系数；　（ｔ，ｒ）——徐变进程时间系数。　类似于此类模型的主要还有ＡＣＩ２０９（８２）模型、　ＡＣＩ２０９（９２）模型。美国ＡＣＩ２０９委员会所建议的徐变　系数表达式是Ｄ．Ｅ．Ｂｒａｎｓｏｎ于１９６４年提出的双曲线　幂函数，见式（５）。　（ｔ，Ｔ）＝　（５）　式中　——徐变系数终极值；　Ｂ、　——由试验确定的常数，美国ＡＣＩ２０９委员　会在１９８２年的报告中取Ｂ＝１０，ｄ＝　０．６。　４１　桥　梁・　・盛兴旺，李松报一高速铁路预应力混凝土连续梁后期徐变主要影响因素分析　表１　混凝土弹性模量Ｅ对后期徐变影响　ｃｍ　美国混凝土学会的Ｃａｒｄｎｅｒ和Ｚｈａｏ基于大量的长　期收缩徐变试验数据，提出了Ｇ．Ｚ（１９９３）模型，其徐变　系数表达式采用了系数乘积的形式。随后，Ｃａｒｄｎｅｒ和　Ｌｏｃｋｍａｎ对Ｇ－Ｚ模型进行了修改，提出了简洁、便于计　算的、参数考虑合理的ＧＬ２０００模型。　以上所介绍的徐变系数表达式，由于各提出学者　对产生徐变变形的理论解释、考虑的影响参数、以及对　徐变是否存在极限的认识不同，采用其计算得到的结　果会有较大的差异。其中，以铁路０５规范代表的徐变　系数最为保守，公路０４规范居中，ＣＥＢ—ＦＩＰ（１９９０）最　小。通过试验得出，铁路０５规范、公路０４规范计算得　出的徐变系数亦较实验值大　。　３预应力混凝土连续梁徐变效应分析　３．１　工程背景　某高速铁路上有很多变截面预应力混凝土连续梁　桥，均采用无砟轨道。选取其中典型的５座，跨度布置　分别为：（３２＋４８＋３２）ｍ，（４０＋５６＋４０）ｍ，（４０＋７２＋４０）　ｍ，（４８＋８０＋４８）ｍ，（７５＋１２５＋７５）ｍ。中跨１２５　ｒｎ连续　梁采用Ｃ６０混凝土，其余４座均采用Ｃ５０混凝土。均　系三向预应力体系，从２个中墩开始，采用挂篮对称悬　臂浇筑施工。设直线段、边跨合龙段、中跨合龙段，先　合龙边跨再合龙中跨。　３．２　因素影响分析　根据前述内容，考虑以下５种徐变系数计算模式。　模式一：公路８５规范附录四计算模式，也是目前铁路　０５规范推荐的计算模式；模式二：老化理论；模式三：　公路８５规范附录四计算模式，徐变规律计算（一），不　同拟合曲线；模式四：公路８５规范附录四计算（二）中　简化计算模式；模式五：公路０４规范附录Ｆ计算，即　ＣＥＢ—ＦＩＰ（１９９０）中推荐的计算公式。计算采用直线形　桥梁平面杆系有限元程序，建立上述５座桥的全桥模　型。从参量：混凝土弹性模量　、预应力张拉龄期　、　二期恒载铺装时间及徐变计算理论模式分析其对桥梁　后期徐变（后期徐变指从二期恒载铺装完毕～累计施　工第ｌ　５００　ｄ期间发生的徐变）的影响。考虑文章篇　幅，均只提取具有代表性的中跨跨中截面相关数据。　３．２．１　弹性模量Ｅ的影响　徐变系数计算表达式采用模式一，混凝土龄期　７　ｄ，弹性模量设计值Ｅ＝３．５５×１０　ＭＰａ，改变混凝土弹　性模量Ｅ，变化范围为设计值的８０％～１２０％，以５％　为级差。分析的具体结果见表１和图１。　由表１及图１得出：（１）随混凝土弹性模量Ｅ增　大，不管梁上拱或下挠，后期徐变值变小；（２）中跨小　于８０　ｉｎ的连续梁，后期徐变值最大最小差值在３　ｍｍ　以内，且其值能满足《暂规》中关于后期徐变值的规　４２　注：梁上拱为正值，下挠为负值。　１・Ｏ　０．５　Ａ　一　ｕｕ　｛　ｊ　＋４８ｍ　０　＋５６ｍ　趔　＋７２ｍ　８Ｏｍ　ｍｓ　＋１２５ｍ　１．０　／　１・５　图１　混凝土弹性模量Ｅ对后期徐变影响　定；（３）中跨为１２５　ｍ的连续梁，在设计状态下，后期　徐变值能达到一８．２４　ｍｍ，弹性模量Ｅ的变化对其影响　较大，在０．８Ｅ时，后期徐变值为一１３．１４　ｍｍ，将不能满　足《暂规》第６．４．３条第４款无砟桥梁梁后期徐变的　限值要求。　３．２．２　预应力张拉龄期Ｔ变化的影响　徐变系数计算表达式采用模式一，弹性模量设计　值Ｅ＝３．５５×１０　ＭＰａ，以龄期作为变化量，预应力张拉　龄期变化范围为４～１０　ｄ，以１　ｄ为级差，对应的标准　节段施工周期为６～１２　ｄ。　表２预应力张拉龄期Ｔ对后期徐变影响　ｒ／ｄ　中跨跨度　４８　ｉｎ　５６　Ｉｌｌ　７２　ｍ　８０　ｉｎ　１２５　Ｉｌｌ　４　０　０７２　０．３４６　Ｏ．５８９　—０．８６０　５　０．０６５　０．３３３　Ｏ．５６７　—０．８４７　６　０．０６０　０．３２２　０．５４６　—０．８３５　７　Ｏ　Ｏ５５　Ｏ．３ｌｌ　Ｏ．５２５　—０．８２４　８　０．０４９　Ｏ．３０１　Ｏ．５０５　Ｏ．８ｌ４　９　０．０４４　Ｏ．２８９　０　４８５　０　８０６　１０　０．０３９　０．２７９　０　４６６　Ｏ．８０Ｏ　最大一最小０．０３３　０．０６７　０．１２３　０．０６０　注：柒上拱为正僵，Ｆ挠为负值。　由表２及图２得出：（１）随着预应力张拉龄期　ｒ增　大，后期徐变值变小。（２）预应力张拉龄期　由４　ｄ变　化至１０　ｄ时，对于上述５座桥梁的后期徐变绝对值影　响不大，最大最小差值均在２　ｍｍ以内，且均满足《暂　规》要求。此分析结论与文献［１３］的第４部分基本　一致。　铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＴＡＮＤＡＲＤ　ＤＥＳＩＧＮ　２０１３（　ｊ）　１　ｌ加盛兴旺，李松报一高速铁路预应力混凝土连续梁后期徐变主要影响因素分析　、　一～　目　靼　－－＊　＊　０　０　０　０　８　６　４　２　０　２　４　６　８　Ｏ　２　加　图　４　５　６　７　８　９　１，ｏ　张拉龄期ｒ，ｄ　预应力张拉龄期．ｒ对后期徐变影响　３．２．３不同徐变计算模式的影响　考虑徐变计算模式的影响时，弹性模量设计值　Ｅ＝３．５５×１０　ＭＰａ，混凝土龄期为７　ｄ，徐变计算模式采　用前述的５种方法，分析对后期收缩徐变值的影响。　由表３及图３可得：（１）采用不同的徐变系数计　船　■一∞　　ｍ　ｍ　ｍ　ｍ　算表达式，所得到的后期徐变值差异较大；（２）中跨小　于８０　Ｉｎ的连续梁，后期徐变最大最小差值一般在２～　８　ｍｍ。对于中跨为１２５　ｒｎ的特大跨度连续梁，其差值　甚至可以达到２１　ｍｍ；（３）铁路０５规范计算得到的后　期徐变值较公路０４规范保守。　表３　徐变计算模式对后期徐变影响　ｃｍ　０　０　０　０　８　６　４　２　Ｏ　２　４　６　８　Ｏ　４　注：梁上拱为正值，下挠为负值。　ｌ＝＝　＝÷一＿　＿一王　３．２．４二期恒载铺装时间影响　徐变系数计算表达式采用模式一，混凝土龄期　７　ｄ，弹性模量设计值Ｅ＝３．５５×１０　ＭＰａ。在主梁合龙　张拉后期预应力束后，考虑线路铺装（二期恒载）的上　荷时间，将该时间设置为参数，变化范围为３０～９０　ｄ，　以１０　ｄ为级差。　由表４及图４可以得出：（１）随着铺设二期恒载　的时间推迟，不管上拱或下挠值，后期徐变值均减小；　（２）增加上荷龄期，让徐变在轨道铺设前尽量多发生，　以有利于后期线路的平顺性；（３）不管对于小跨度或　大跨度预应力连续梁，二期恒载铺设时间对后期徐变　的影响均很大，相对于３０　ｄ铺设二期恒载，９０　ｄ铺设　铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＴＡＮＤＡＲＤ　ＤＥＳＩＧＮ　２０１３（』Ｊ）　・桥　梁・　二期恒载能使后期徐变显著下降４０％～５０％。此分　析结论与文献［１３］的第４部分基本一致。　表４二期恒载铺装时间对后期徐变影响　一　铺装时间　中跨跨度　３０　ｄ　０．０９８　０．３７Ｏ　０．２６５　０．６４７　—０．８Ｏ１　４０　ｄ　０．０７４　０．３４０　０．２４８　０．５８２　—０．７５６　５０　ｄ　０．０５５　Ｏ．３１１　０．２２９　０．５２５　—０．７０７　６０　ｄ　０．０３７　０．２８６　—０．２０８　０　４７５　Ｏ．６５０　７０　ｄ　Ｏ．Ｏ２１　０．２６３　—０．１８３　０．４２９　０．５８５　８０　ｄ　０．００７　Ｏ．２４２　Ｏ．１５５　Ｏ．３８８　０．５１１　９０　ｄ　０．００６　０．２２２　Ｏ．１２２　０．３５１　—０．４２６　最大一最小　０．１０４　Ｏ．１４８　Ｏ．１４３　０．２９６　０．３７５　注：梁上拱为正值，下挠为负值。　～～　　。：——～—～—　：．：　＋４８　ｍ　昌　＋５６ｍ　—理　★一７２ｍ　性鲢　３０　忤毽Ｑｍ　—ｔ０　————　——一一　—挚—舶　：ｌ２５ｍ　＿—　—！　　三　旦　＋加ｃ『　图　二期恒载铺装时间对后期徐变影响　实际工程中，特别是预应力混凝土桥梁工程，由于　混凝土收缩徐变引起的变形占结构总变形量较大，且　随着时间的发展变形不断增大，由此对结构造成的影　响不容忽视。在结构设计及施工中，应选取与实际状　况相吻合的徐变理论计算模式，以便对混凝土的收缩　徐变准确预估。在实际施工中，尽量采取有利措施，保　证收缩徐变的影响因子朝着有利于结构承载的方向发　展。同时，对于特大跨度的预应力混凝土桥梁，应建立　完善的运营阶段监测体系，对实际桥梁结构进行长期　的变形观测，为完善徐变计算理论和提高高铁建设水　平积累资料。　４存在的问题与建议　４．１　建议　鉴于高速铁路、客运专线铁路对轨道平顺性的要　求，考虑到大跨度预应力混凝土桥梁混凝土徐变特征　和减小运营期轨道维护量等因素，对该类结构提出严　格的后期徐变量要求。对此，在施工过程中，施工规范　或设计图纸中进一步提出了一些具体措施以求降低工　后徐变量。具体措施从如下３个方面入手：①混凝土　强度；②混凝土弹性模量；③预应力张拉龄期。　考虑我国铁路建设的实际情况，在各铁路建设项　目中，往往会出现设计中要求延长预应力张拉龄期和　实际建设工期之间的冲突和矛盾。　根据本文分析，可得出以下结论。　（１）弹性模量对大跨度桥梁的后期徐变影响很　４３　桥　梁・　・盛兴旺，李松报一高速铁路预应力混凝土连续梁后期徐变主要影响因素分析　（１）活载预拱度线形问题。目前公路、铁路桥梁　中大量采用的是二次抛物线。　（２）中跨与边跨之间线形如何过渡问题。显然对　大，提高弹模能显著改善大跨度桥梁的后期徐变值。　因此预应力混凝土连续梁预应力张拉时，混凝土的强　度和弹性模量必须百分之百达到设计值要求。　（２）理论上适当延长预应力张拉时的混凝土龄　于单跨结构，采用二次抛物线设置预拱度线形是合适　的，但是铁路的轨道是连续的，若相邻跨均按二次抛物　线设置，则在墩顶上必然形成折角，显然与线路的平顺　度要求不符。　期，将有利于减小混凝土的收缩徐变量。但计算表明　张拉预应力时的混凝土龄期ｔｒ从４　ｄ变化到１０　ｄ（即　标准节段工期从６　ｄ变化到１２　ｄ），对应的徐变量最大　差异值很小，均在毫米级内，其中后期徐变量差异最大　值约２　ｍｍ左右。也就是说，张拉预应力时的混凝土　龄期　从４　ｄ变化到１０　ｄ，工后徐变量虽有减小的趋　（３）大跨度预应力混凝土连续梁桥与邻跨的标准　梁或路基的连接问题。　４．２．３后期徐变处理问题　势，但总的变化量不显著，施工中可以合理地进行调　整，建议不要低于４　ｄ。由此引起的微小高程差亦可在　线路铺装中消除。　（３）关于徐变理论，一方面徐变的影响因素较多　且复杂，另一方面，不同的徐变计算理论值存在较大的　差异，建议有选择性地选择部分代表性桥梁对实际桥　梁结构进行长期的变形观测，积累经验和数据。　（４）关于线路铺装时间，适当延长大桥合龙至线　路铺装时间间隔，可显著减小后期徐变。但施工中若　设计状态下的工后徐变值不是很大，施工中可合理调　整二期恒载铺设时间，建议不要低于６０　ｄ。　４．２存在的问题　经过在背景工程中的观测实践，认为高速铁路预　应力混凝土梁设计及建设中存在以下问题，值得进一　步探索。　４．２．１　完善徐变系数计算公式　国内外有研究表明，除了环境和施工工艺的影响，　预应力混凝土梁徐变的影响因素还包括：混凝土种类、　预应力的张拉方式、截面配筋、预应力钢筋松弛　以　及截面的上下缘应力差　，但现行规范中的计算公式　还未包括此类影响因素。应建立实测数据库，统计分　析各类因素的影响，完善规范中的计算公式。　４．２．２预拱度设置问题　按照桥梁设计规范，大跨度预应力混凝土连续梁　桥施工中应设置预拱度，预拱度包括如下３部分：恒载　预拱顶、活载预拱度（为静活载的一半）和挂篮变形，　其中恒载预拱度和挂篮变形往往在施工中挂篮立模时　就考虑并实施，而活载预拱度必须在主梁悬臂施工和　线路铺轨２个工序中同步考虑，方可实现准确的预留。　据调查，对于悬臂施工的连续梁，即使悬臂浇筑施　工中考虑了活载预拱度，但铺轨时往往直接按线路高　程直接铺设，而未考虑活载预拱度，这就造成施工与设　计规范的不吻合。　目前主流的施工工艺是铺轨中不考虑活载预拱　度，而如果铺轨时要不考虑活载预拱度，则必须进一步　落实以下问题。　４４　后期徐变由于其在线路铺装完成后发生，且其发　生的时间历程很长，对线路的平顺性存在较大的影响。　施工中，往往将其视为恒载变形考虑至恒载预拱度中，　而实质上线路铺装时该徐变变形量尚未发生。则产生　两类问题：（１）若线路铺装中不考虑该部分变形，则徐　变发生后（２～３年后），由于后期徐变的影响，轨道线　型将呈曲线状；（２）若铺装中予以考虑，则线路开通前　期轨顶呈曲线状，需等到后期徐变全部发生完成，轨顶　线形理论上方能达到设计线形。　以上问题有待进一步研究，并制定详细的实施　细则。　参考文献：　［１］　中华人民共和国铁道部．高速铁路设计规范（试行）［Ｓ］．北京：中　国铁道出版社，２０１０．　［２］　Ｂａｚａｎｔ　Ｚ　Ｐ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒｅｅｐ　ａｎｄ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ：ｐａｓｔ，ｐｒｅｓｅｎｔ　ａｎｄ　ｆｕｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ，２００１，２０３：２７—３８．　［３］项海帆．高等桥梁结构理论［Ｍ］．ｊＥ京：人民交通出版社，２００１　［４］　惠荣炎，黄国兴，易冰若．混凝土的徐变［Ｍ］北京：中国铁道出版　社，１９８８　［５］　中华人民共和国交通部．ＪＴＪ０２３－－８５公路钢筋混凝土及预应力　混凝土桥涵设计规范［Ｓ］．北京：人民交通出版社，１９８５．　［６］　中华人民共和国铁道部ＴＢＩＯ００２．３—９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