客运专线板式轨道轨道板配筋设计的检算方法

摘要：

在综合我国预应力混凝土结构设计规范和无粘结预应力混凝土结构研究成果的基础上，考虑预应力钢筋的无粘结作用，提出了客运专线板式轨道轨道板的配筋设计检算方法；研究了预应力钢筋数量对轨道板裂缝宽度的影响，结果袁明，对于设计速度较低或列车荷载较小的线路。轨道板的预应力钢筋可以适当减少。

前言
随着我国高速铁路和客运专线的大力建设，板式无砟轨道得到了广泛应用。目前我国客运专线上铺设的板式轨道的预应力轨道平板(以下称轨道板)采用双向后张、无粘结部分预应力混凝土结构。配筋按截面中心对称布置，混凝土强度等级为C60，预应力筋采用低松弛预应力钢棒，其抗拉强度不低于l 420MPa¨1。轨道板的设计参考了铁路桥涵结构最新规范，但未考虑无粘结钢筋与有粘结钢筋的区别，与实际轨道板预应力钢筋的设置不符，因此在设计检算中很有必要考虑无粘结筋的作用。本文在综合我国预应力混凝土结构设计规范和无粘结预应力混凝土结构研究成果基础上，提出了适合客运专线板式轨道预应力轨道平板的一种配筋设计检算方法。
1设计检算
轨道板的设计检算内容为两个方面：材料强度检算和耐久性检算。前者主要检算钢筋和混凝土的强度，后者主要检算混凝土裂缝宽度。
1．1预应力损失
轨道板钢筋的预应力筋采用后张法施工，在计算钢筋预应力损失时不考虑温差应力损失，无粘结预应力钢棒为直线布筋，不考虑管道摩阻损失旧。因此，其预应力钢棒的预应力损失包括以下几部分。
(1)锚头变形和无粘结预应力钢棒内缩引起的预应力损失。
(2)混凝土弹性压缩损失σ= 0.5np,σc，np为预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比，σc为预加力产生的混凝土正应力。

(3)钢筋应力松弛损失(2-5)σB= ξocon，ζ为松弛系数，建议按文献[3]取值。
(4)因混凝土收缩、徐变引起的应力损失σ
1．2材料强度检算
(1)检算荷载组合与标准4。①设计荷载：考虑3．0倍静轮载作用下不允许开裂；②疲劳检算荷载：1．5倍静轮载和温度荷载(桥梁上还需挠曲变形)影响下不允许开裂；③疲劳检算荷载：1．5倍静轮载和温度载及路基不均匀沉降(路基上)影响下允许开裂，但裂缝宽度不能超过允许限值。
(2)混凝土应力。根据文献[2]，即可求得有效预应力引起的混凝土压应力σd。与检算荷载弯矩引起的最大混凝土应力σmax叠加即为混凝土边缘的最大应力。即最大压应力为σcmax=σmax+σd，最大拉应力为σtmax=σmax+σd。
(3)预应力钢筋应力。检算荷载弯矩引起的预应力钢筋应力为σp=aeσco。ae取8，σco为预应力钢筋重心处的混凝土应力。预应力筋总应力为σp=σl+σp，σl为扣除预应力损失后预加力引起的预应力钢筋应力。
(4)强度检算。采用容许应力法设计计算时，钢筋和混凝土各自的最大应力须不大于相应的材料允许应力，即混凝土最大压应力σcmax≤σc，普通钢筋应力σs≤σs，预应力钢筋应力σp≤0.6fpk，不允许开裂荷载下混凝土最大拉应力σtmax≤0.6fct，材料容许应力取值参照文献[2]。

投稿会员：芳华