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1梁間接縫變形情況分析

我國的城市軌道交通，除了特殊區(qū)段外，高架橋梁的結(jié)構(gòu)形式也逐漸趨于統(tǒng)一，但目前尚無標(biāo)準(zhǔn)圖或通用圖。隨著城市軌道交通項(xiàng)目的持續(xù)開展，國內(nèi)相關(guān)科研單位和設(shè)計(jì)單位從線路適應(yīng)性、受力性能、結(jié)構(gòu)變形、施工因素以及經(jīng)濟(jì)性等多方面對橋梁的結(jié)構(gòu)形式、跨度進(jìn)行了比較選擇。已開通運(yùn)營的線路中，高架橋梁有箱形、并置T形、U形、空心板式以及下承脊式等多種梁型結(jié)構(gòu)，簡支體系跨度一般在40m以下，連續(xù)體系通常采用3×25m和3×30m兩種跨度組合。工程實(shí)踐和研究結(jié)論均顯示，30，25m標(biāo)準(zhǔn)跨度的雙箱單室組合和單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱形結(jié)構(gòu)的綜合性能最優(yōu)，應(yīng)用最廣。城市軌道交通高架橋梁在受力特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形式等方面與高速鐵路橋梁非常相似:①橋面均鋪設(shè)軌道結(jié)構(gòu)，列車荷載相對公路汽車荷載較大，且不直接作用于梁部;②梁軌間相互作用導(dǎo)致梁部受力較為復(fù)雜;③線路平順性及行車的安全和舒適性較高，線路變形控制嚴(yán)格，橋梁上部及下部結(jié)構(gòu)剛度較大，基礎(chǔ)沉降小。影響混凝土橋梁梁間接縫密封的因素有二期恒載、預(yù)應(yīng)力混凝土的收縮徐變、列車動活載、整體溫度力以及列車引起的縱向力。二期恒載和預(yù)應(yīng)力混凝土的收縮徐變引起接縫的永久變形，屬于主力恒載;列車動活載和整體溫度力引起接縫的動態(tài)變形，屬于主力活載;縱向力屬于附加力，所引起的接縫變形不經(jīng)常發(fā)生。城市軌道交通的列車荷載集度要遠(yuǎn)小于鐵路列車荷載集度，地鐵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，城市軌道交通高架橋梁的設(shè)計(jì)荷載采用實(shí)際運(yùn)營列車荷載，常見車型的設(shè)計(jì)荷載分為A型、B型、C型3種。國內(nèi)有研究對A型、B型、C型車輛荷載與UIC設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行了對比。研究結(jié)果顯示，從荷載的靜動效應(yīng)，同時(shí)考慮未來車輛的發(fā)展，0.6UIC荷載能夠替代目前城市軌道交通常用車輛設(shè)計(jì)荷載，并留有余量。本文車輛荷載引起的梁間接縫的變形按照0.6UIC荷載進(jìn)行計(jì)算，梁縫寬度按照7cm計(jì)算。根據(jù)上述計(jì)算分析和規(guī)定，得出城市軌道交通高架線路常用跨度混凝土簡支結(jié)構(gòu)接縫最大變形情況。其中主力恒載引起的接縫永久變形最大伸長率為+24.76%，主力活載引起的動態(tài)變形最大伸長率分別為+4.09%(列車動荷載)，+23.14%(溫度活載)，附加力荷載引起的最大伸長率為+15.47%。相比高速鐵路混凝土簡支梁梁間接縫變形，城市軌道交通高架橋梁梁間接縫的變形量與之基本相當(dāng)。為驗(yàn)證適用于高速鐵路混凝土橋梁梁間接縫密封的TTXF型彈性體伸縮縫在城市軌道交通領(lǐng)域的可行性和適用性，課題組于2011年10月份在位于北京東北五環(huán)的輕軌試驗(yàn)環(huán)線進(jìn)行了TTXF型彈性體伸縮縫安裝施工。

2驗(yàn)證性應(yīng)用

國家輕軌試驗(yàn)線新建于中國鐵道科學(xué)研究院國家軌道試驗(yàn)中心，正線與既有大環(huán)試驗(yàn)線并行，線上有高架橋、隧道、小半徑曲線等各種形式的試驗(yàn)段。高架橋?yàn)閱尉€橋，位于城軌試驗(yàn)線的西側(cè)，設(shè)計(jì)里程為K7+573.351—K8+359.534，線路縱坡25‰～28‰，總長約786m，均為簡支結(jié)構(gòu)，共計(jì)54片29跨，其中30m的T梁32片、25m的T梁18片、25m的U形梁4片。原設(shè)計(jì)梁間接縫使用C80，C100型耐腐合金止水帶伸縮縫，共計(jì)140.40m。為驗(yàn)證TTXF彈性體伸縮縫在城市軌道交通高架橋上的適用性，選定在U形梁和T形梁上使用彈性體伸縮縫替代原設(shè)計(jì)，梁間接縫分為U-U梁接縫、U-T梁接縫兩種。彈性體伸縮縫安裝施工環(huán)境溫度為15℃。根據(jù)原設(shè)計(jì)，試驗(yàn)線上兩種梁型梁端均設(shè)有現(xiàn)澆擋水臺，因此將彈性體伸縮縫澆注于兩擋水臺之間，同時(shí)可根據(jù)需要在現(xiàn)澆擋水臺時(shí)預(yù)留槽口，以方便彈性體伸縮縫的安裝。主要施工步驟有混凝土基面處理、襯墊定位及安裝、底涂料涂刷、彈性體澆注、面涂料噴涂、擋水凸臺二次澆注以及過程中的覆蓋養(yǎng)護(hù)，詳述如下。

1)由于現(xiàn)場預(yù)留槽口尺寸較小導(dǎo)致表面混凝土出現(xiàn)蜂窩麻面，選擇使用手持式混凝土打磨設(shè)備進(jìn)行混凝土基面處理，將薄弱、疏松或破碎的表面混凝土清除，并清理表面的浮土、浮銹、脫模劑、油污等污物。

2)試驗(yàn)線上為分塊式軌道結(jié)構(gòu)，選擇實(shí)心PP棒材(直徑不小于20cm)，作為彈性體伸縮縫的底襯材料，安裝時(shí)要求成形面平順、無接頭。安裝完成后，檢查襯墊的定位尺寸，預(yù)留空腔尺寸不得小于設(shè)計(jì)要求。

3)底涂料為本彈性體材料專用的界面處理劑，涂刷面應(yīng)均勻、不露底面、不堆積，并至少大于粘接面外輪廓，涂刷完成后覆蓋養(yǎng)護(hù)。

4)TTXF型彈性密封材料，由A，B組分在現(xiàn)場澆注機(jī)內(nèi)恒溫混合而成。混合完成后，可選擇人工或機(jī)械方式進(jìn)行澆注，澆注過程中避免帶入空氣，隨時(shí)注意除泡，配制好的液態(tài)密封材料應(yīng)在30min用完，隨用隨配，保證澆注過程的連續(xù)性。澆注完成后覆蓋養(yǎng)護(hù)，確保密封材料外觀的清潔、干燥。

5)澆注完成12h以內(nèi)，且膠面不黏手時(shí)，進(jìn)行面涂料噴涂，噴涂完成后繼續(xù)覆蓋養(yǎng)護(hù)至材料實(shí)干，養(yǎng)護(hù)中避免水份、灰塵、雜質(zhì)落入，并防止機(jī)械損傷。

6)為保證橋面積水不在伸縮縫兩端漫流至橋下，可在彈性體實(shí)干后進(jìn)行擋水凸臺的二次澆注，凸臺高于伸縮縫表面2cm。

3結(jié)語

國家軌道中心輕軌試驗(yàn)線高架橋彈性體伸縮縫施工完成至今已近3年，課題組在冬夏季，雨雪天氣等特殊氣候條件下對彈性體伸縮縫的使用狀況進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)伸縮縫在多種因素的共同作用下，在保證梁端長期防水密封質(zhì)量的前提下完全可以滿足橋梁伸縮變形的要求，安裝施工和后期養(yǎng)護(hù)方便快捷，解決了目前常用的固定式伸縮裝置質(zhì)量受施工因素影響大，且安裝、維修不便，基本無法更換的實(shí)際困難，為城市軌道交通高架橋梁梁間接縫的防水密封提供了新技術(shù)和新材料。

作者：王樂然牛斌單位：中國鐵道科學(xué)研究院