时速200km客货共线铁路双线特大桥静载试验研究

・桥　梁・　时速２００　ｋｍ客货共线铁路双线特大桥静载试验研究　黄南清‘，刘武成　（１．广州铁路（集团）公司，广州５１０６００；２．中南大学土木建筑学院，长沙４１００７５）　摘　要：通过对浙赣线电气化提速改造工程渌水双线特大桥主　桥的静栽试验，测试了预应力混凝土连续箱梁在各种荷栽作用　下的受力性能。将试验数据与ＡＮＳＹＳ空间实体有限元模型的　计算结果进行了对比，结果表明该桥设计理论正确，桥梁工作　状态符合设计要求；本试验对今后大桥安全运营提供了必要的　技术参数。　关键词：客货共线铁路；预应力混凝土连续箱梁；静栽试　验：ＡＮＳＹＳ　中圈分类号：Ｕ４４６．１　文献标识码：Ｂ　文章编号：ｌＯｏ４—２９５４（２００６）０９—００４６—０２　１　概述　渌水特大桥是浙赣线电气化提速改造工程　Ｄ．Ｋ８９６＋３００里程处的一座双线铁路特大桥。由于该　桥所处地质条件复杂，岩溶发育，且浙赣线改造后为时　速２００　ｋｍ客货共线铁路，因此该桥建设管理、设计、施　工和监理难度都相当大。通过多方案比较，反复论证，　该桥主桥最后采用４跨１联（４２＋２×６４＋４２）ｉｎ预应　力混凝土连续箱梁，见图１，下部结构采用实体墩和钻　孔灌注桩基础。连续梁箱梁采用悬臂灌注法施工。　圈１　渌水特大桥预应力混凝土连续箱梁立面《单位：ｍ）　为了确保运营安全，２００５年ｌ２月５日至２００５年　ｌ２月１６日对该特大桥的主桥进行了全面的成桥检　测，并达到了预期的目标。其中，静载试验是主桥成桥　试验的一个主要内容…，其目的是测试主桥结构在设　计荷载作用下的实际工作状态，为科学地评价主桥结　构的强度、刚度和承载能力等提供可靠的科学依据，同　时也为评价工程的施工质量、设计的合理性以及大桥　的竣工鉴定提供依据。现以该桥为例介绍双线铁路桥　连续箱梁静载试验的基本方法。　２计算模型　为了科学地进行指导试验、弥补试验测点的有限　收稿日期：２００６—０４一ｌ９　作者■介：黄南清（１９７ｌ一），男，高级工程师，１９９３年毕业于西南交通　大学铁道工程专业，工学学士。　和科学地评价整桥的受力性能是否达到设计要求　，　试验前利用大型有限元计算软件ＡＮＳＹＳ建立了该桥　的空间有限元分析模型，对其静力特性进行了较全面　的仿真计算。　为了分析方便，在有限元建模过程中作如下基本假　设：（１）线弹性假设；（２）不考虑混凝土开裂后的影响；　（３）考虑到桥面横坡对系统的刚度贡献很小，在建模过　程中予以忽略；（４）在计算过程中忽略预应力的作用。　对于箱梁桥的桥面板、腹板及底板均采用２Ｏ节点　实体单元（ＳＯＬＩＤ９５）进行结构离散，共划分１３　０３２个　单元、８１　９２１个节点。　３静载试验　３．１　试验荷载　试验采用２台货运ＤＦ．型机车牵引若干辆满载道　碴（载重不小于６Ｏ　ｔ）的Ｃ６２车辆。依据测试要求，共　进行了９种工况的静载试验，具体的加载工况、列车编　组与轮位布置见表１，每种工况均进行３次有效试验。　表１　连续梁静载试验　试断面硬工况　工况号　导轮位置　列车编组　行车　说明　方向　下行线　ＤＦ４＋１　Ｘ０６２　下行　Ｎｌ　距７号墩３２ｍ　上行线　Ｄ　＋１　Ｘ０６２　上行　对扭工况　Ｎ２　距６号墩７．２ｍ　上下行线　Ｄ　下行线　Ｄ　＋１　Ｘ　０５２　下行　单线偏载　Ｎ３　＋１　ｘＣ６２　下行　双线同步　Ｎ４　Ｎ５　距７号墩１．９２ｍ　上下行线　Ｄ　＋３　下行线　Ｄ　＋３　ＸＣ６２　下行　单线偏载　Ｘ　０５２　下行　双线同步　Ｎ６　Ｎ７　距６号墩４．２４ｍ　上下行线　Ｄ　上行线　Ｄ　＋６　ＸＣ６２　下行　单线偏载　＋６　ＸＣ６２　下行　双线同步　Ｎ８　Ｎ９　距７号墩１１．５２ｍ　上下行线　Ｄ　下行线　Ｄ　＋７　Ｘ　５０２　下行　单线偏载　＋７　ＸＣ６２　下行　双线同步　３．２试验方法　全桥应变测试采用１０　ｅｍ的胶基电阻应变片，用　英国输力强公司的分散式测量模块ＩＭＰ测读应变值，　共用１１个模块，每个模块可以测量１１个应变点。全　部模块与计算机相联，每次测读全部１１０个应变片的　应变值用时不到０．１　ｓ，并将结果自动记录于计算机　中。应变测试截面布置见图２。　挠度测试采用高精度水准仪进行。为缩短观测距　离，减少误差，采用前后２个视点的观测方法，其中后　视点为固定点。在连续箱梁各跨跨中、Ｌ／４、３Ｌ／４及各　支座截面处布置挠度测点，上、下游两侧分别对称布置　铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ￣ＴＡＮＤＡＲＤ　ＤＥＳＩＧＮ　２００￣（９）　维普资讯 http://www.cqvip.com

黄南清，刘武成一时速２００　ｋｍ客货共线铁路双线特大桥静载试验研究　旦１ｒ丝＿　‘　。。　‘。。　十ｉ　Ｂ　　ＣＤ　Ｅ　Ｆ　Ｇｉｔ　Ｉ　Ｊ　Ｋ　圈２静载试验应变测点截面位置（单位：ｍ）　了ｌ７个挠度测点，１个后视点，共计３６个。　４试验结果及分析　４．１　挠度测试结果分析　图３和图４分别给出了在工况Ｎ３、Ｎ５作用下，全　桥上下游两侧各测点的挠度值。　：厂＼ｉ曼　一一　ｒ●●　●Ｌ　圈３工况Ｎ３作用下全桥挠度曲线　入．，　卡　Ｖ　圈４工况Ｎ５作用下全桥挠度曲线　从图３中可以看出，实测同步加载工况Ｎ３作用　下边跨中截面挠度平均值为一６．０９　ｍｍ，约相当于跨　度的１／７０００，而理论边跨中截面挠度值为一９．２８　ｍｍ，　可知结构的变形校验系数约为０．６５６。从图４可见，　在同步加载工况Ｎ５作用下，实测中跨中截面挠度平　均值为一ｌ６．４０　ｍｍ，约相当于跨度的１／４　０００，而理论　跨中截面挠度值为一２３．２４　ｍｍ，可知结构的变形校验　系数约为０．７０６。从挠度情况看，该主桥刚度满足规　范要求，且具有一定的安全储备。　４．２纵向应变测试结果分析　分别在边跨中截面Ｂ—Ｂ、中跨中截面Ｅ—Ｅ上布　置ｌ０个应变测点测试截面应力。图５为Ｂ—Ｂ截面　应变测点布置图，Ｅ—Ｅ截面的应变测点布置与Ｂ—Ｂ　截面相同。在７号墩支点截面Ｃ—Ｃ、８号墩支点截面　Ｈ—Ｈ处梁底及腹板分别布置了ｌ６个应变测点，其中　ｌ０个为纵向应变测点。图６为Ｃ—Ｃ截面应变测点布　置图，Ｈ—Ｈ截面的应变测点布置与Ｃ—Ｃ截面相同。　在工况Ｎ２、Ｎ３作用下，边跨中截面各测点的实测　应变值及理论计算值列于表２，在工况Ｎ４、Ｎ５作用下，　侠道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＴＡＮＤＡＲＤ　ＤＥＳＩＧＮ￥，００６（９）　・桥　梁・　ｇⅢ／髓嚣　§ｕ／雠嚣　注：　纵向应变片　横向应变片　圈５　Ｂ—Ｂ截面应变测点（单位：ｃｍ）　注：　应变花　纵向应变片　圈６　Ｃ—Ｃ截面应变测点（单位：ｃｍ）　中跨中截面各测点的实测应变值及理论计算值列于表　３，在工况Ｎ６、Ｎ７作用下，８号墩支点截面各测点的实　测应变值及理论计算值列于表４，在工况Ｎ８、Ｎ９作用　下，７号墩支点截面各测点的实测应变值及理论计算　值列于表５，其中“一”表示压，计算的混凝土弹性模量　Ｅ＝３５　５００　ＭＰａ。　表２边跨中截面应变测试结果　ｎｅ　测点位置　实测值　工况Ｎ２　校验系数　实测值　工况Ｎ２　校验系数　计算值　计算值　Ｂ—Ｚｌ　—ｌ０　一ｌ８．２　０．５５　—２２　—４７．５　０．４６　Ｂ—ｚ２　ｌ２　２２．４　０．５４　２９　４９．６　０．５８　Ｂ—ｚ３　２２　３２．１　０．６９　４９　７７　０．６４　Ｂ—ｚ４　一ｌ５　—２４．９　０．６０　—２５　—４７．５　０．５３　Ｂ—ｚ５　１５　２７．１　０．５５　２２　４９．６　０．４４　Ｂ—ｚ６　２２　３９．５　０．５６　４４　７７　０．５７　表３　中跨中截面应变测试结果　ｅ　浏点位置　实浏值　工况Ｎ４　校验系数　实浏值　工况Ｎ５　校验系数　计算值　计算值　Ｅ—Ｚｌ　—ｌ７　—３２．２　０．５３　—３２　—６６　０．４８　Ｅ—ｚ２　ｌ５　２５．７　０．５８　３４　５４．１　０．６３　Ｅ—ｚ３　２７　４３．３　０．６２　６４　９１．２　０．７０　Ｅ—ｚ４　一ｌ９　—３３．８　０．５６　—３０　—６６　０．４５　Ｅ—ｚ５　１９　２８．４　０．６７　３６　５４．１　０．６７　Ｅ—ｚ６　３２　４７．７　０．６７　５９　９１．２　０．６５　表４　８号墩支点截面应变测试结果　ｅ　测点位置　实测值　工况Ｎ６　校验系数　实测值　工况Ｎ７　校验系数　计算值　计算值　Ｃ—Ｚｌ　２０　２７．２　０．７４　２９　５２．６　０　５５　Ｃ—ｚ２　１０　ｌ５．５　０．６５　１９　２９．１　０．６５　Ｃ—ｚ３　—２０　—２５．２　０．７９　一ｌ５　—２５．３　０．５９　Ｃ—ｚ４　—３９　—５３．６　０．７３　—４８　—６３．７　０．７５　Ｃ—ｚ５　—４６　—６３．１　０．７３　—６ｌ　一８６．９　０．７０　Ｃ—Ｚ６　ｌ７　２５．５　０．６７　３０　５２．６　０．５７　Ｃ—ｚ７　９　ｌ３．１　０．６９　２０　２９．１　０．６９　Ｃ—ｚ８　一ｌ２　一ｌ６．２　０．７４　一ｌ７　—２５．３　０．６７　Ｃ—Ｚ９　—２５　—３３　０．７６　—４４　—６３．７　０．６９　Ｃ—Ｚ１０　—２８　—３５．７　０．７８　—６ｌ　一８６．９　０．７０　维普资讯 http://www.cqvip.com

・桥　梁・　预制整孔简支箱梁混凝土水化热的监控　周兆春　（北京中铁房山桥梁有限公司，北京１０２４００）　摘要：京津城际轨道交通线总长９０％以上为桥梁结构，其中　现场预制经验相对较少。３２　ｍ箱梁混凝土体积较大，　灌筑时间长，对预制过程中的水化热温度变化情况研　究较少。以京津线３２　ｍ双线整孔简支箱梁试验梁为　以简支箱粱为主要上部结构形式，３２　ｎｌ整孔简支箱梁预制数量　占到全线预制箱粱总孔数的８９％。３２　ｎｌ预制箱梁混凝土一次　性灌筑体积较大，混凝土水化热很大。主要介绍３２　ｎｌ整孔简　支箱梁预制过程中混凝土内外温度变化情况及混凝土内外温　差控制措施。　例，介绍整孔简支箱梁预制过程中混凝土内外温度变　化情况及混凝土内外温差控制措施。　２混凝土配比　关键词：预制箱梁；混凝土；水化热；监控　中围分类号：Ｕ４４４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—２９５４（２００６）０９—００４８—０３　试验梁混凝土粗骨料采用粒径５—２５　ｍｍ的连续　级配碎石，石粉含量０．４７％，压碎指标５．９％，实测岩　芯强度为１７０　ＭＰａ（大于混凝土设计强度的２倍），砂　浆棒膨胀率０．１４％；细骨料采用河砂，细度模数２．６，　含泥量０．９％，ＣＩ一含量０．００３％，砂浆棒膨胀率　０．１７％；水泥采用Ｐ．０４２．５水泥，碱含量０．４９％，Ｃｌ一　１　概述　京津城际轨道交通线是沟通北京、天津两大城市　的便捷通道，全线长ｌｌ５．４　ｋｍ，设计时速３５０　ｋｍ／ｈ。　全线桥梁长度占线路总长达９０％以上，上部结构主要　为预应力混凝土双线简支箱梁。全线不同跨度简支箱　梁共制造２９６０孔，其中３２　ｍ跨度简支箱梁为主要形　式，共计２　６４３孔，约占简支箱梁总孔数的８９％。３２　ｍ　双线简支箱梁是第一次大规模地在新线建设中使用，　含量０．０１％；外加剂采用ＴＹ一６Ａ复合型高效减水剂，　减水率２３％，碱含量６．１５％，ＣＩ一含量０．１２％；粉煤灰　采用一级灰，碱含量１．０４％，ＣＩ　含量０．０１％；拌和水　为饮用水。试验梁施工配合比（水泥：水煤灰）：河砂　：碎石：外加剂：水＝（１：０．３３４）：１．４５３：２．４０４：０．２２１：　０．０２５，每ｍ　混凝土中水泥用量为３５６　ｋｇ，５—１０　ｍｍ　碎石用量４００　ｋｇ，１０—２５　ｍｍ碎石用量７４２　ｋｇ，砂用量　７０１　ｋｇ，粉煤灰用量１１９　ｋｇ，外加剂用量１１．８７５　ｋｇ，拌　收稿日期：２００６—０６—２７　作者简介：周兆春（１９６４一），男，高级工程师，１９８７年毕业于石家庄铁　道学院。工学学士。　表５　７号墩支点截面应变测试结果　ｅ　５　结语　测点位置　实测值　工况Ｎ８　校验系数　实测值　工况Ｎ９　校验系数　计算值　计算值　Ｈ—Ｚｌ　Ｈ—ｚ２　Ｈ—Ｚ３　Ｈ—ｚ４　Ｈ—ｚ５　Ｈ—ｚ６　Ｈ—ｚ７　Ｈ—Ｚ８　Ｈ—ｚ９　Ｈ—ＺｌＯ　２７　１６　—２Ｏ　—４２　—５３　２２　ｌｌ　一ｌ４　—２９　一３４　４０．３　２２．１　一２９．３　—５９．２　—７４．２　３Ｏ．４　ｌ６．２　一ｌ９　—３９．２　—４２．９　Ｏ．６７　Ｏ．７２　Ｏ．６８　Ｏ．７ｌ　Ｏ．７ｌ　Ｏ．７２　Ｏ．６８　０．７４　０．７４　０．７９　５０　２６　—２７　一５８　一７７　５２　２４　—３Ｏ　—６２　—７５　７Ｏ．１　３４．６　—４０．７　—８５．３　一ｌｌＯ　７Ｏ．１　３４．６　一４０．７　—８５．３　一ｌｌＯ　Ｏ．７ｌ　渌水铁路特大桥的实测挠度与应变均小于有限元　实体模型计算的理论值，实测的相对残余挠度与应变　Ｏ．７５　均较小，表明该桥静力结构性能各项指标均能达到设　Ｏ．６６　Ｏ．６８　计要求，桥梁竖向刚度具有较大的富余量，满足运营要　求，有良好的行车性能，完全可以交付运营。　参考文献：　【１】铁运函［２ｏｏ４】１２０号文，铁路桥梁检定规范【Ｓ】．　【２】　韩洪远，雷崇．某大跨预应力钢筋混凝土连续箱梁桥成桥试验　Ｏ．７Ｏ　０．７４　Ｏ．６９　０．７４　０．７３　Ｏ．６８　【Ｊ】．山西建筑，２００４，３０（１３）：２３—２４．　【３】　吴立寰，马凡祥．三洪奇大桥的静动载试验分析与评定【Ｊ】铁道标　准设计，２００４（５）．　【４】　夏建中．芜湖长江大桥成桥静动载试验【Ｊ】．中国铁道科学，２００１，　从以上表格中的数据可以看出，实测各测点实测　２２（５）：８１—８４．　值均小于计算值，校验系数为０．４４—０．７０，说明结构　具有一定的应力储备；沿腹板高度分布的截面应变基　本呈线性分布，说明结构处于弹性工作阶段。　４８　【５】　曹建安，陈政清．双肢薄壁连续刚构铁路桥静载的试验研究【Ｊ】．　长沙交通学院学报，１９９９，１５（４）：５０—５３．　【６１　李春跃．吴忠黄河大桥主桥荷载试验及分析【Ｊ１．铁道标准设计，　２００４，（１）．　铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＴＡＮＤＡＲＤ　ＤＥＳＩＧＮ　２０００（９）