中交二航局第二工程有限公司 405208
摘要：重庆至万州客运专线（设计时速：250km/h）梁平制梁场，在有砟轨道后张法预应力混凝体简支整孔箱梁预制台座的选型上，综合考虑了场地自然高差较大的特点，在技术保证的前提下，选用了2种结构型式制梁台座：一是端部台座采用桩基础，中部台座采用筏板基础；二是端部与中部均采用桩梁结构。本文主要介绍第一种结构型式，分别对浇筑梁体混凝土后预应力张拉前（工况1）及箱梁预初张拉完成后未脱内模前（工况2）时制梁台座受力分析，以及对投入使用后的情况进行总结。
关键词：客运专线；箱梁；制梁台座；选型；分析
1 工程概况
梁平制梁场是新建铁路重庆至万州客运专线（设计时速：250km/h）土建4标2个梁场之一，承担客运专线DK144+534.6～DK181+695.7范围内共654榀箱梁预制及架设任务。本文以32m箱梁为研究对象，简支箱梁结构形式为单箱单室等高度，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚，梁底宽5.3m，梁顶宽12.2m，截面中心梁高2.686m，梁全长32.6m，计算跨度31.5m，单向预应力体系，单榀箱梁质量约750t。
2 地质情况
梁平制梁场位于重庆市梁平县荫平镇太平村，属丘陵剥蚀地貌，总体地势东低西高，地势平缓，高程431.03～453.11m，高差22.1m。制梁场场地内及附近无河流通过及泉井点出露，场地水文地质条件相对简单。经工程地质调查、钻探揭露，制梁场区分布地层由新到老分述为：（1）粉质粘土：棕红-棕褐色，土质较均，可塑-软塑，微含角砾，无摇震反映，切面有光泽，干强度中等，韧性中等该层整个场地分布均匀，层厚0.5-6.8m；（2）强风化带基岩：岩石风化裂隙发育，岩石破碎，层厚0.7～3.4m；（3）中风化带基岩：岩石结构清晰，岩石较完整，岩石较硬。
3 制梁台座结构设计
3.1 制梁台座设计基本情况
梁平制梁场制梁台座共8个，包括1个32m与24m箱梁共享台座。根据以往制梁场制梁台座设计及实践经验，一般情况下，桩基础就受力特点而言，要优于筏板基础，但考虑到场地的自然高差较大，场地整平后地层差异，本工程采用了两种形式制梁台座，分述如下：
3.1.1 端部台座采用桩基础，中部台座采用筏板基础（台座Ⅰ）
制梁台座两端采用嵌岩灌注桩基础，单个承台下设置2根Φ1000嵌岩灌注桩，桩端进入中风化砂岩不小于1m，制梁台座中部采用筏板基础，见图1～3。
图1 台座Ⅰ平面图1：150（mm）
图2 台座ⅠA-A剖面图1：100（mm） 图3 台座ⅠB-B剖面图1：100（mm）
3.1.2 端部与中部均采用桩梁结构（台座Ⅱ）
制梁台座采用4个承台结构，单个承台下设置2根Φ1000嵌岩灌注桩，桩端进入中风化砂岩不小于1.5m，共享台座采用类似结构。
本文主要介绍第一种台座基础。
3.2 台座荷载
台座上部荷载由箱梁自重、模板（包括内模、底模、端模及侧模）自重和施工荷载构成。箱箱梁自重约7500kN；内模重约600kN；底模重约320kN；端模重约80kN；侧模重约650kN，支撑在侧模预埋基础上，只有少部分荷载作用于制梁台座上，故在分析时忽略不计；人的作用荷载无法精确计算，暂按梁重及模板重的5%计算，取500kN。
3.3 工况分析
3.3.1 工况1
在浇筑梁体混凝土后进行预应力张拉前，梁重、模板重及施工荷载均匀分布在台座基础上。预制台座荷载标准值为：（7500+600+320+80+500）/32.6=276.07kN/m；
筏板基础及上部枕梁结构自重为：（6.6×0.5+3×0.6×1.0）×29.6×2.5×10=374.34kN；
取安全系数1.2，则筏板基础地基上总荷载为：（276.07×29.6+374.34）×1.2=10255.21kN；
该工况下，筏板基础整体均匀受力，故地基平均应力为：10255.21/（29.6×6.6）=52.49kPa；
根据地质勘测报告可知，筏板基础区域地基土只需做原土压实或换填碎石土分层碾压密实处理，地基承载力特征值为120kPa，满足要求。
3.3.2 工况2
箱梁预应力预、初张拉为带模（内模）作业，张拉完成后未脱内模前，此时制梁台座受力最大。因梁体反拱作用，梁重、模板重（内模与底模）、及钢绞线因张拉后反作用力主要由端部台座承担（端部台座与中间筏板基础台座分离设置）。
箱梁自重与部分模板自重为：7500+600+320=8420kN；
按照最不利原则，选择曲线有声屏障箱梁为计算对象，锚外控制应力为930MPa，根据设计图纸计算得知，预、初张拉后，钢绞线束反力竖直向下的分力和为2250.7 5kN（钢绞线束与立面夹角对计算结果影响微小，可忽略不计）。
取安全系数1.2，则端部台座承担总荷载为（8420+2250.75）×1.2=12804.9kN；
制梁台座两端台座平均承担总荷载，则单个端部台座承担荷载为12804.9/2=6402.45kN；
每个端部台座下分别有2根嵌岩灌注桩，则单根嵌岩灌注桩承担荷载为6380.68/2=3201.22kN；
嵌岩灌注桩单桩承载力特征值为6000kN＞3201.22 kN，满足要求。单桩承载力特征值根据地质报告，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）公式计算而来。
4 制梁台座投入使用后沉降观测分析
4.1 水准点的选择
水准点是整个沉降观测的基准，故在选择时，以视野良好、挖方区且不易被破坏的点作为基准点，梁场共埋设3个水准点。
4.2 沉降观测点的布设
沉降观测点固定在制梁台座枕梁外侧，分别为枕梁两端及跨中位置，对称布设共6个点，采用沉降标垂直打入枕梁，外露长度约20mm。
4.3 观测结果
制梁台座沉降观测仪器采用天宝DiNi03精密电子水准仪。制梁台座首次投入使用时，对箱梁底腹板钢筋笼吊装入模、安装端模内模、顶板钢筋笼吊装入模，以及混凝土浇筑、初张拉过程中，及箱梁移出制梁台座后等各种工况，严格按照预先制定的沉降观测方案，对制梁台座沉降进行连续观测，发现台座两端最大沉降量为5mm，不均匀沉降在2mm之内，完全满足设计要求。
5 结束语
箱梁预制的混凝土浇筑与预应力初张拉等关键工序均在制梁台座上完成，制梁台座的设计及施工在制梁场建设中十分关键。梁平制梁场制梁台座选型上综合考虑了场地自然高差较大的特点，经过技术分析论证，选用了2种结构型式制梁台座。根据上述分析及实际使用看，在地质条件较好的场地，制梁台座端部采用桩基础，中部采用筏板基础，也是基本可以满足要求的。同时，台座的沉降是一个缓慢的过程，只要在箱梁预制过程中，加强对制梁台座的沉降观测，并根据观测结果及时调整底模，就能确保制梁台座满足箱梁预制要求。
参考文献：
[1]张军林.武广客运专线王家湾制梁场900t箱梁预制台座设计及施工[B]，铁道标准设计，2010（3）：79-91
[2]刘长勇.铁路客运专线箱梁预制场制梁台座设计研究[J].铁道建筑技术，2009（12）：10-14
论文作者:张红军
论文发表刊物:《基层建设》2015年12期
论文发表时间:2016/11/16
标签：台座论文; 荷载论文; 工况论文; 预应力论文; 基础论文; 结构论文; 场地论文; 《基层建设》2015年12期论文;