中小跨鐵路橋梁并置梁加固

付克民

（呼和浩特鐵路局集寧工務段）

中小跨鐵路橋梁并置梁加固

付克民

（呼和浩特鐵路局集寧工務段）

介紹鐵路橋梁并置橫向加固施工方法、 質量和安全控制措施。

既有橋梁；橫隔板；橋梁加固；施工技術

一、引言

為實現快速、安全、舒適的交通運輸質量，近年來我國鐵路實施了分批分級的提速計劃。鐵路線路客運允許速度從 1OOkm／h，逐步提高到120km／h、140km／h、160km／h和200km／h，與此同時，貨運由50km／h逐步提高到60km／h、80km／h、90km／h和1OOkm／h。橋梁的振動一般由環境激勵以及人為激勵引起。中小跨度的橋梁一般考慮人為激勵影響為主。鐵路橋梁由于人為激勵源是列車, 不僅垂直方向振動大, 而且蛇行波等引起的激勵使水平方向的振動也非常大。橫向振動會導致脫軌的嚴重后果。因此,如何避免發生共振現象是非常重要的。同時在既有線上存在相當一部分中小跨低高度混凝土梁，它們是由兩片之間沒有橫向聯結的梁組成。由于這些無橫向聯結雙片并置的鐵路梁，空間整體工作性能差，橫向剛度弱，在高速行駛列車的作用下，梁體產生較大的斜彎曲，同時，車輛轉向架的蛇行運動激勵又將引起橋梁橫向振動的加劇，從而導致橋梁橫向振幅增大，而橋梁的橫向振幅是判斷橫向剛度的一項重要指標，當橫向振幅超出《鐵路橋梁檢定規范》的參考限值時，將嚴重影響提速后列車正常運營的安全性和舒適度。此外，在無橫向聯結的低高度混凝土梁上進行大修(如換枕)施工時，若在人行道上增加荷載，將會降低梁體的初始傾覆穩定系數，可能導致梁體的橫向傾覆失穩，由此引起的重大事故在京廣線某橋的大修施工中已有發生。《鐵路橋涵設計基本規范》規定，梁體橫向傾覆穩定系數不應小于 1.3，是沒有考慮支座缺陷和變形的，若同時存在支座缺陷或采用平板橡膠支座時，這些梁體橫向傾覆失穩的危險性將更為嚴重。

因此橫向并置梁加固成為既有線中小跨度橋梁維修主要工法

二、并置梁加固工法特點

1、施工中，多工序平行作業，可充分利用空間，工期短。

2、以橫向張拉作為基準點，通過解決小體積混凝土施工和管道壓漿技術兩個問題，確保了質量。

3、工法簡單，便于操作，投入的機械設備少。

4、鋼模板通用性強，制作簡易，成本低。

5、工藝簡捷，施工過程基本不影響后序工程施工和使用。

三、梁體橫向加固施工工藝

1、工藝流程（見橫向聯結施工工藝流程圖）2、工作平臺

（1）搭設作業平臺（也稱吊欄）

根據施工現場尺寸專門設計加工了一套用于焊接橋梁和橋梁橫向聯接施工的吊欄裝置，經過實際操作，這套吊欄裝置既方便了橋梁橫向聯接施工又保證了施工人員安全，且拼裝和拆除十分方便。

（2）鑿除橫隔板

采用電錘鉆機鑿除既有梁體內側橫隔板,并在新舊混凝土結合部位將梁體表面鑿毛至露出石子,用水清洗干凈,以使新舊混凝土連接牢固。鑿除橫隔板時應注意保留隔板內鋼筋。橫向預應力筋兩端錨固部位的梁體外表面要進行打磨,以便錨具墊板與既有梁體密貼。

（3）測量鉆孔位置

根據設計圖紙及施工規范要求,測量出鉆預應力鋼筋孔的位置,再使用電子探測儀器探測鉆孔處鋼筋的情況,如果鉆孔的位置有鋼筋,則適當調整鉆孔的位置,但移動距離不宜大于50 mm。調整孔位時兼顧到兩片梁對應部位的預應力鋼筋孔同時移動,以保證兩片梁的孔位在同一軸線上,且軸線垂直腹板。

（4）鉆孔

預應力筋孔位經過鋼筋探測儀探測和調整后,用鉆機鉆預應力鋼筋孔道,鉆孔機用固定支架固定,鉆孔中避免損傷預應力筋與主筋,并保證鉆孔的水平度和垂直度,同時注意使兩片梁的鉆孔中心在同一直線上。鉆孔完成后,孔內用水清洗干凈。

（5）鋼筋綁扎、安裝預應力鋼筋及波紋管

在預應力鋼筋孔以及新舊混凝土結合部位表面鑿毛完成后,在梁片之間撐上方木,安裝好模板底板。將保留的橫隔板主筋與新梁主筋用電焊焊接,然后按照鋼筋設計布置圖綁扎鋼筋,同時安置波紋管,然后將預應力鋼絞線安裝在波紋管內,使預應力鋼絞線垂直于梁片,最后將其用張拉鎖定固定。

橫向聯結施工工藝流程圖

（6）安裝模板

按橫隔板的設計尺寸制作定型組合模板。模板具有足夠的強度、剛度和穩定性,能安全可靠地承受混凝土的重力、側壓力;模板表面平整、接合嚴密并便于拆卸;立模時留天窗,便于混凝土入倉。

（7）澆注混凝土

混凝土采用機械攪拌并加入早強型減水劑,人工灌注,小型振搗棒振搗。混凝土所用水泥為525普通硅酸鹽水泥,石子選用5～20 mm 的碎石,砂子采用中粗砂,坍落度以5～7 cm 為宜。灌注混凝土前,在新舊混凝土的結合部位噴灑專用界面粘接劑并在模板上涂脫模劑。預留孔部位混凝土修補宜采用干硬性混凝土。當養護達到一定強度后,方可拆除模板。

混凝土配合比見下圖

（8）張拉

張拉前首先進行張拉傳力柱設計和制作,并對預應力鋼筋進行冷拉后的時效處理。張拉工藝采用一端張拉,另一端錨具墊板外旋緊螺母。當混凝土強度達到設計值的80 %時方可張拉[1 ] ,張拉前應對千斤頂、油表、油泵進行配套標定(更換千斤頂、油表、油泵的配件后必須重新標定,配套標定。張拉時,先張拉跨中段,然后再張拉梁端段,每段兩根預應力筋同時張拉。預應力筋張拉前,張拉缸需先頂出50 mm ,張拉過程中,油泵進油要緩慢平穩,當張拉力達到預定的噸位后,鎖緊螺母,即可頂壓回油。

（9）孔道壓漿、封錨

從拌水泥漿到開始向孔道壓漿,間隔時間不大于 40 min 。在壓漿前,水泥漿不斷攪動,以防流動性降低。為保證孔道全部充漿,在水泥漿凝固前,塞子、蓋子或氣門不得移動或打開。水泥漿壓注工作在一次作業中連續進行,并讓出口處冒出廢漿,直至不含水沫氣體的漿液排出,其稠度與壓漿的漿液稠度相同時停止(流出漿液的噴射時間不少于11 s) 。然后應將所有出漿口和孔眼封閉,壓漿端的水泥漿最小壓力升至0. 7 MPa ,維持10 s。最后采用細石混凝土封錨,封錨混凝土頂面做成流水坡,與既有混凝土結合部位涂刷2～3 道防水涂料。

四、質量控制

1、鑿除混凝土時,混凝土風化、脫落、裂損部分應鑿除徹底。

2、提高混凝土的澆筑質量,確保其達到設計強度要求,外表要光滑、平整、無蜂窩,內部要密實、均勻。

3、在既有橋梁上施鉆預應力鋼筋孔時,應確保兩片梁的孔道在同一軸線上。

4、張拉預應力鋼筋時,應嚴格控制張拉力,確保達到設計規定的噸位。

5、混凝土新舊結合部位施工前噴灑專用界面粘接劑,施工后涂刷防水涂料。

6、按規定制作混凝土、水泥漿試塊及鋼筋試件。

五、安全保證措施

1、建立現場臨時用電檢查及管理制度 ,確保用電安全。

2、施工人員進入施工作業面進行施工操作時必須配帶安全帶 ,對所發放的安全帶定期進行回收檢查 ,發現問題及時更換 ,以保證安全。

3、施工作業吊籃定期檢查 ,作業面的周圍設置安全欄桿 ,并掛設安全網 ,以防止施工人員和物資跌落水中。

4、在施工作業吊籃的安裝和拆除時要注意操作人員的安全互保,互相協作。

5、預應力鋼筋張拉時 ,嚴格按規定程序執行防止預應力鋼筋拉斷或錨具、 墊片彈出傷人。

6、孔道壓漿時 ,施工人員應戴防護眼鏡 ,以免水泥漿噴傷眼睛。

7、施工人員進入施工現場必須配戴安全帽。

六、結語

1、采用吊攔進行橫向聯接施工，是保證施工質量和安全，提高施工效率的好辦法特別適用于高墩、長跨以及跨線橋梁的施工。

2、鐵路簡支梁橋分片時進行橫隔板聯結后，由于橫向鋼度較弱，在運營中出現過一些問題，根據以往經驗，并結合道碴增厚、線路設備增加和列車檢查情況，對梁體進行橫向張拉和橋面板聯接，大大提高了橋梁整體性和橫向鋼度，對提高速度。保證安全是十分有利的。并置梁加固施工 ,簡便易行。施工中只要按照規定程序進行 ,完全滿足設計及規范文件要求。經抽查檢驗 ,新舊橫隔板間混凝土結合良好。

3、橋梁施工時，必須嚴格控制支座標準預埋尺寸和張拉鋼筋預留孔道。

[1] 鐵道部第三工程局. 鐵路工程施工技術手冊(橋涵) [M] . 北京:中國鐵道出版社,1992.

TU842

1674-3954（2011）03-0163-02