淮河老橋下承式鋼板梁承載力不足的加固處理

謝 寶 上海鐵路局蚌埠工務段

隨著鐵路列車速度的不斷提高,既有線鋼梁橋橫向剛度不足、橫向振幅超限的問題常有發生,經過檢定，鋼梁承載能力不能滿足標準活載的要求時應進行加固，特別是不能滿足現行的活載要求時，應當立即加固。

京滬線上行2157A橋中心里程為K965+264，在曹老集——蚌埠間，建成于1950年，為滿足京滬線蚌埠淮河特大橋旅客列車速度160 km/h、貨物列車速度80 km/h（轉8A貨車）的技術要求，急需提高橋梁橫向抗彎強度，為此對該橋第20孔、21孔跨度分別為31.5 m、31.2 m的英制下承鋼板梁進行加固，主要措施是將下平縱聯斜桿兩鉚接的角鋼改成上下板分別寬180 mm、160 mm，高180 mm的工字鋼，以提高其橫向剛度，保證行車安全。

1 加工桿件及更換桿件方法的選定

1.1 鋼粱下平縱聯桿件以及節點板放樣方案比較（見表1）

表1 平縱聯桿件以及節點板放樣方案比較表

1.2 天窗點內更換桿件作業方案比較（見表2）

表2 更換桿件作業方案比較表

1.3 選定最佳施工方法

根據上述方案比較選定如下施工方法。

1.3.1 鋼粱下平縱聯桿件以及節點板放樣方案

利用設計圖紙放樣，安裝節點時，利用割槍對存在的誤差處所進行校正處理。

1.3.2 天窗點內更換桿件作業方案

在點內將三個H型鋼分別吊裝，四端先于節點板拼裝，再進行中間連接板的拼裝，如有眼孔尺寸誤差，再用過沖校正。

2 鋼梁加固措施

2.1 下平聯節點板的改造

（1）由于抽換原節點板十分困難，故本次采用對原節點板進行補強的處理。

（2）利用天窗點逐個將加固相關的既有鉚釘抽換成M22精制螺栓過渡。舊鉚釘孔需拓為直徑為24 mm螺栓孔。

（3）在原節點板上增加一塊節點板，新節點板與舊節點板、斜桿、主梁下翼緣角鋼之間的空隙以填板填平。為方便施工，鋼梁端部節間的新節點應避開支座附近的平頭螺栓。

2.2 斜桿更換

（1）拆除原角鋼斜桿，改用工字鋼斜桿，以精致螺栓連接過渡。改用工字鋼以前，將原角鋼提高并與新節點板相連(M22精制螺栓過渡)。

（2）在無活載作用下，逐個更換節間內平聯組，并用高強度螺栓連接。

（3）斜桿與縱梁間連接，根據縱梁下連接板的實際孔位，對斜桿頂部進行套鉆，隨后安裝螺栓。

3 鋼梁加固技術要求

基本要求：本次鋼梁加固施工嚴格執行質量檢驗制度，凡工程施工上道作業順序進入下道作業順序時，一定要由工務段工程人員和車間技術人員共同檢查簽認后，方可進入下一道作業工序。

3.1 現有桿件（板面）的表面處理工藝

（1）栓接板面應平整、無焊接飛濺物、無油污，孔邊、板邊應無毛刺和飛邊，嚴禁在栓接板面上做任何標記。

（2）栓接板面處理采用噴丸（砂）或拋丸后噴涂無機富鋅漆涂層或熱噴鋁涂層。

（3）構件拼裝前，應去除毛刺、飛邊、焊接飛濺物，并用細銅絲刷、干凈棉絲除去栓接板面和栓孔內的臟物。對沾有油污處，應用汽油或丙酮擦凈。以上方法如系確有困難，可用鋼絲刷除銹，除掉油漆及氧化皮，保證摩擦系數在0.35以上。

（4）本道工序施工不得在雨中進行,板面潮濕時用電吹風吹干。

3.2 鋼結構桿件基地制作要求

（1）桿件加工按施工詳圖進行。

（2）鋼料不平直、有銹蝕、油漆等污物影響加工及切割質量時，應矯平、清理后再進行加工。

3.3 鋼結構基地制作允許偏差

軸向長度： ±2mm

寬度： ±2mm

高度： ±2mm

中心偏差： +1、-0.5mm

彎曲： 1mm

扭曲： 1mm

孔徑： +0.5、-0.2mm

孔距： ±0.4mm

3.4 鋼結構現場組裝后允許偏差

中線： 2mm

垂直度： 2mm

3.5 鋼結構涂裝要求

采用TB/T1527-2004《鐵路鋼橋保護涂裝》第3.1.2.1條鋼梁涂裝體系表中第7套的涂裝體系，即特制環氧富鋅防銹底漆、棕紅云鐵環氧中間漆和氟碳面漆，其油漆道數和厚度均應符合標準要求；涂裝涂層需在上道涂層實干后，方可涂裝下一道漆，底漆最長暴露時間不超過7天。

3.6 鋼結構涂裝標準（新制鋼梁噴漆，原有鋼梁人工除銹油漆）

鋼表面清理等級： St3級

鋼表面粗糙度： Rz25-60μm

接觸面為特制環氧富鋅防銹底漆 2道 計 80μm

棕紅云鐵環氧中間漆 1道 計 40μm

氟碳面漆 2道 計60μm

3.7 高強度螺栓施擰工藝要求

此次施工新安裝的高強度螺栓的螺紋規格為M22，設計預拉力 P 為 200（kN），施工預拉力 Po為 220（kN）。

3.7.1 前期準備

（1）彈簧秤、示功扳手、套筒、加力套桿準備妥當。制作用來檢查示功扳手的簡易平臺。

（2）高強度螺栓連接副經檢驗符合規范要求,數目核對無誤,并分類保管,架空存放。

（3）進行高強度螺栓連接副的扭矩試驗。

3.7.2 高強度螺栓連接副的安裝

（1）高強度螺栓連接副為一栓一母兩墊圈。組裝中,螺栓頭一側及螺母一側各置一個墊圈,墊圈沒有內倒角的一側朝向構件板面。

（2）除縱梁上翼緣螺栓的螺栓頭一律在上面以外,其他以施擰方便為原則,方向一致。

（3）安裝前,先穿入足夠數量的沖釘用以控制板的位置,然后讓高強度螺栓栓能自由地穿入,無損高強度螺栓的絲口。對不能自由穿入的栓孔,用23.5的鉆頭修整 (與螺絲孔同直徑),修整前先擰緊該孔四周的高強度螺栓,防止鋼屑落入板層縫中。

（4）本道工序施工不得在雨中進行,板面潮濕時用電吹風吹干。

（5）高強度螺栓按每日施工進度發料,當日工班安裝剩余的連接副重新裝箱,妥善保管。

3.7.3 擰緊工藝

（1）M22高強度螺栓的設計預拉力P=200 kN，施工預拉力Pc=200 kN。

（2）每批高強度螺栓連接副的終擰扭矩Tch=K×Pc×d(N·m)(K為扭距系數、d為螺桿直徑)。

（3）每批高強度螺栓連接副的檢查扭矩Th=K×P×d(N·m)。

（4）檢查扭矩的有效范圍為(0.9～1.1)Tch。

（5）高強栓的擰緊在螺母上施擰。在一個節點上,施擰順序為先中間后兩邊,對稱交錯進行。初擰、復擰和終擰要在同一工作日內完成。

（6）每班操作前校正扭矩扳手的標定值,操作結束后檢定扳手的標定值,并作記錄,并在操作后進行扭矩檢定。對于誤差超過允許范圍的,則該工日該扳手施工的高強度螺栓連接副全部用檢查扳手檢查,超擰者更換螺栓重新施擰,欠擰者補擰。

（7）初擰值取終擰值的50%左右,按330 N·m 進行。復擰等于初擰扭矩。復擰后的高強度螺栓連接副經檢查合格,用筆劃線標記螺栓與螺母、墊圈與鋼板的相對位置,然后進入終擰。

（8）終擰施加扭矩要用力平穩、連續。對于墊圈與螺母一起轉動的高強度螺栓連接副須予以更換,再按上述操作程序進行初、復、終擰

3.7.4 質量檢查

（1）采用松扣、回扣法檢查施工扭矩。先在螺母的相對位置劃一細直線做標記,然后將螺母擰松約30°,再用檢查扭矩扳手把螺母重新擰緊至原來位置,測取此時的扭矩應在(0.9～1.1)Tch范圍內。

（2）板梁的縱聯連接處,檢查每栓群高強度螺栓連接副總數的5%,且≥2套；平聯處≥1套。檢查結果均應合格。

4 結束語

通過半年多對2孔鉚焊下承式鋼板梁的監測，經下平縱聯桿更換和加固后的鋼梁大大提高了鋼梁的穩定性，橫向振幅值由加固前11.89 wg降至現在的5.19 wg，保證了列車運行安全。