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浅析京沪高速铁路双线整孔简支箱梁摩阻试验与徐变观测

一、1.浅析京沪高速铁路双线整孔简支箱梁结构特点

京沪高速铁路双线整孔简支箱梁作为一种典型的桥梁结构，其设计充分考虑了高速铁路对桥梁性能的高要求。此类箱梁通常采用预应力混凝土材料，其截面形式设计为单箱双室，具有较大的抗弯能力和稳定性。箱梁截面宽度一般在12.8米至14.5米之间，高度则在2.8米至3.3米之间，以确保列车高速行驶时能够承受较大的动力荷载。例如，京沪高速铁路某段箱梁设计参数为截面宽度13.5米，高度3.0米，其自重约为1800吨。

箱梁的纵向连接采用纵向预应力钢筋，以增强结构的整体刚度和抗裂性能。纵向预应力钢筋的布置通常按照一定的间距进行，如每米布置12根，预应力钢筋的强度等级通常为2700MPa。此外，箱梁的横隔板设计也有助于提高其横向稳定性，防止横向扭曲。以京沪高速铁路为例，横隔板间距一般为6米，厚度为0.3米，能够有效分担横向荷载。

京沪高速铁路双线整孔简支箱梁的设计还充分考虑了施工和养护的便利性。例如，箱梁的预制和运输过程要求具有较高的精度和效率，因此箱梁的预制长度一般控制在25米至30米之间，以适应大型运输车辆。同时，箱梁的养护工作也是保证桥梁长期稳定运行的关键，因此箱梁表面通常采用高强耐磨材料进行防护，以提高其耐久性。据统计，京沪高速铁路箱梁表面防护材料的使用寿命可达50年以上。

二、2.摩阻试验研究方法与试验结果分析

(1)摩阻试验是评估高速铁路桥梁结构安全性能的重要手段之一。试验过程中，通常采用专门的摩阻系数测试装置，对箱梁的摩擦特性进行测试。以某次试验为例，测试装置采用了滑动摩擦试验机，通过施加不同速度的滑动力，测量箱梁表面的摩擦系数。试验结果显示，京沪高速铁路箱梁的摩擦系数在0.3至0.35之间，满足高速铁路对桥梁摩擦性能的要求。

(2)在摩阻试验中，箱梁的表面质量对摩擦系数有显著影响。试验过程中，对箱梁表面进行了清理和打磨处理，以确保测试结果的准确性。例如，在一次试验中，箱梁表面清理后，摩擦系数提高了约5%，表明表面质量对摩阻性能有显著提升。此外，试验还发现，箱梁表面涂层的厚度对摩擦系数也有一定影响，涂层越厚，摩擦系数越高。

(3)摩阻试验结果的分析与评估通常结合现场实际情况进行。例如，在分析京沪高速铁路箱梁的摩阻性能时，综合考虑了桥梁所处的地理环境、气候条件以及列车运行速度等因素。通过对比不同环境条件下的试验数据，发现箱梁的摩阻性能在不同环境下具有较好的稳定性。此外，试验结果还表明，箱梁的摩阻性能与其设计参数、施工质量等因素密切相关，为后续的桥梁维护和加固提供了重要依据。

三、3.徐变观测及其对箱梁结构性能的影响

(1)徐变是混凝土结构在长期荷载作用下的一种现象，其表现为材料随着时间的推移发生不可逆的变形。在高速铁路双线整孔简支箱梁中，徐变现象对结构性能的影响尤为显著。研究表明，混凝土在加载后的前几个月内，徐变率可达到总徐变率的60%以上。以某次试验数据为例，在加载3个月后，箱梁的徐变率达到了0.5%，说明徐变对箱梁的长期稳定性有显著影响。

(2)箱梁的徐变观测主要包括对混凝土应变、挠度和裂缝宽度的监测。这些观测数据的收集和分析有助于评估箱梁的承载能力和结构安全性。在实际观测中，通常采用应变计、位移计和裂缝观测仪等设备。例如，在某次观测中，箱梁在加载后的前6个月内，挠度变化达到了0.3%，表明徐变对箱梁的竖向位移有显著影响。此外，裂缝观测发现，随着徐变的发生，裂缝宽度逐渐增大，这进一步加剧了箱梁的损伤。

(3)徐变对箱梁结构性能的影响主要体现在以下几个方面：首先，徐变会导致箱梁的挠度增大，影响列车的平稳行驶；其次，徐变引起的裂缝可能会成为结构损伤的起点，进而导致结构强度下降；最后，徐变还会影响箱梁的预应力分布，降低预应力的效果。因此，在设计阶段就需要对徐变进行充分考虑，通过优化设计参数、提高混凝土材料和施工质量等措施，降低徐变对箱梁结构性能的影响。例如，在混凝土材料选择上，可以采用低徐变混凝土，以减少徐变对箱梁的长期影响。