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1梁間接縫變形情況分析

我國的城市軌道交通，除了特殊區段外，高架橋梁的結構形式也逐漸趨于統一，但目前尚無標準圖或通用圖。隨著城市軌道交通項目的持續開展，國內相關科研單位和設計單位從線路適應性、受力性能、結構變形、施工因素以及經濟性等多方面對橋梁的結構形式、跨度進行了比較選擇。已開通運營的線路中，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構，簡支體系跨度一般在40m以下，連續體系通常采用3×25m和3×30m兩種跨度組合。工程實踐和研究結論均顯示，30，25m標準跨度的雙箱單室組合和單箱單室預應力混凝土簡支箱形結構的綜合性能最優，應用最廣。城市軌道交通高架橋梁在受力特點、結構形式等方面與高速鐵路橋梁非常相似:①橋面均鋪設軌道結構，列車荷載相對公路汽車荷載較大，且不直接作用于梁部;②梁軌間相互作用導致梁部受力較為復雜;③線路平順性及行車的安全和舒適性較高，線路變形控制嚴格，橋梁上部及下部結構剛度較大，基礎沉降小。影響混凝土橋梁梁間接縫密封的因素有二期恒載、預應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。二期恒載和預應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常發生。城市軌道交通的列車荷載集度要遠小于鐵路列車荷載集度，地鐵設計標準規定，城市軌道交通高架橋梁的設計荷載采用實際運營列車荷載，常見車型的設計荷載分為A型、B型、C型3種。國內有研究對A型、B型、C型車輛荷載與UIC設計荷載進行了對比。研究結果顯示，從荷載的靜動效應，同時考慮未來車輛的發展，0.6UIC荷載能夠替代目前城市軌道交通常用車輛設計荷載，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荷載進行計算，梁縫寬度按照7cm計算。根據上述計算分析和規定，得出城市軌道交通高架線路常用跨度混凝土簡支結構接縫最大變形情況。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。為驗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的輕軌試驗環線進行了TTXF型彈性體伸縮縫安裝施工。

2驗證性應用

國家輕軌試驗線新建于中國鐵道科學研究院國家軌道試驗中心，正線與既有大環試驗線并行，線上有高架橋、隧道、小半徑曲線等各種形式的試驗段。高架橋為單線橋，位于城軌試驗線的西側，設計里程為K7+573.351—K8+359.534，線路縱坡25‰～28‰，總長約786m，均為簡支結構，共計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。原設計梁間接縫使用C80，C100型耐腐合金止水帶伸縮縫，共計140.40m。為驗證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計，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境溫度為15℃。根據原設計，試驗線上兩種梁型梁端均設有現澆擋水臺，因此將彈性體伸縮縫澆注于兩擋水臺之間，同時可根據需要在現澆擋水臺時預留槽口，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護，詳述如下。

1)由于現場預留槽口尺寸較小導致表面混凝土出現蜂窩麻面，選擇使用手持式混凝土打磨設備進行混凝土基面處理，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)試驗線上為分塊式軌道結構，選擇實心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，預留空腔尺寸不得小于設計要求。

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，涂刷完成后覆蓋養護。

4)TTXF型彈性密封材料，由A，B組分在現場澆注機內恒溫混合而成。混合完成后，可選擇人工或機械方式進行澆注，澆注過程中避免帶入空氣，隨時注意除泡，配制好的液態密封材料應在30min用完，隨用隨配，保證澆注過程的連續性。澆注完成后覆蓋養護，確保密封材料外觀的清潔、干燥。

5)澆注完成12h以內，且膠面不黏手時，進行面涂料噴涂，噴涂完成后繼續覆蓋養護至材料實干，養護中避免水份、灰塵、雜質落入，并防止機械損傷。

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

3結語

國家軌道中心輕軌試驗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行了跟蹤調查，發現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，安裝施工和后期養護方便快捷，解決了目前常用的固定式伸縮裝置質量受施工因素影響大，且安裝、維修不便，基本無法更換的實際困難，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和新材料。

作者：王樂然牛斌單位：中國鐵道科學研究院