病害橋墩橫向剛度加固方案探討

張廣進(jìn) 上海鐵路局上海大機(jī)運(yùn)用檢修段

隨著鐵路既有線的不斷提速，我局某線上667#、676#、683#等橋的橋墩由于前期施工質(zhì)量原因出現(xiàn)了大量橫向振幅超過(guò)《橋檢規(guī)》規(guī)定的行車安全限值的問(wèn)題，嚴(yán)重危及行車安全，以致必須采取限速措施，從而制約了既有線運(yùn)輸能力的提高。本文選取667#典型橋梁橋墩病害情況、加固方法、加固效果做一簡(jiǎn)單介紹，以其對(duì)該類型的橋墩病害加固方法有很好的借鑒意義。

1 橋梁概況

某線667#橋上行線中心里程為K852+825，下行線中心里程為K853+489。該橋全長(zhǎng)43.5 m，上下行均由2孔跨度16 m的低高度先張預(yù)應(yīng)力混凝土梁（專橋2080）組成，墩臺(tái)結(jié)構(gòu)分別采用直徑1.7 m圓柱形橋墩和T形橋臺(tái)，墩臺(tái)基礎(chǔ)分別采用4根和8根直徑80 cm鉆孔樁。橋上鋪設(shè)無(wú)縫線路，全橋位于直線上，線路縱坡5.6‰，上下行線間距4 m。該橋于1994年8月竣工，1996年通車(見圖1)。

圖1 667#橋?qū)嵕皥D

2 橋梁墩臺(tái)病害情況及加固方法

2.1 橋梁墩臺(tái)病害情況

2009年設(shè)備管理單位發(fā)現(xiàn)該橋下行線1#橋墩墩身與承臺(tái)結(jié)合處混凝土開裂。為確保行車安全，設(shè)備管理單位于當(dāng)日20:00對(duì)通過(guò)該橋下行線列車采取限速措施，客車限速60 km/h、貨車限速45 km/h。經(jīng)過(guò)對(duì)該橋墩臺(tái)的技術(shù)檢定，發(fā)現(xiàn)上下行0#臺(tái)臺(tái)身、下行線1#墩承臺(tái)與墩身結(jié)合處存在水平裂縫，且該橋墩墩頂橫向振幅偏大，已超過(guò)《橋檢規(guī)》規(guī)定的行車安全限值。

對(duì)上下行橋墩墩身及墩臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行挖掘檢查并且對(duì)其墩身及承臺(tái)鉆芯取樣檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)橋墩存在以下問(wèn)題。

(1)下行線1#墩承臺(tái)與墩身結(jié)合處存在一條很大的水平裂縫，列車通過(guò)時(shí)裂縫有開合現(xiàn)象，且該處混凝土密實(shí)度較差（具體見圖2）。

(2)下行線1#橋墩承臺(tái)實(shí)際厚度僅為1.5 m，與1.6 m設(shè)計(jì)值不符。

(3)通過(guò)對(duì)1#橋墩墩身及承臺(tái)鉆芯取樣檢測(cè)，結(jié)果表明下行線1#橋墩承臺(tái)的強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求。

圖2 下行線1#墩承臺(tái)與墩身結(jié)合處混凝土密實(shí)度差

2.2 加固方案

對(duì)該橋采取如下加固方法（加固后橋墩見圖3）。

(1)對(duì)上下行橋墩裂縫或不密實(shí)處壓注FH-DD裂縫補(bǔ)強(qiáng)膠進(jìn)行加固，外露鋼筋除銹后涂刷FH-RDS防銹劑，在墩身底部破損處抹FH-CR聚合物砂漿修補(bǔ)。

(2)上下行橋墩墩身增設(shè)25 cm厚C30鋼筋混凝土套箍。

(3)將上下行橋墩及承臺(tái)進(jìn)行斜向整體聯(lián)接。

3 加固后振動(dòng)測(cè)試

為檢驗(yàn)加固效果，于2011年5月對(duì)加固后橋墩進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)試，本次振動(dòng)測(cè)試?yán)眠^(guò)路客貨列車進(jìn)行，實(shí)測(cè)貨車20趟、客車5趟，實(shí)測(cè)結(jié)果見表1，典型振動(dòng)時(shí)程曲線見圖4。

圖3 加固后的橋墩

表1 實(shí)測(cè)結(jié)果匯總表

圖4 橫向振幅典型振動(dòng)時(shí)程曲線（上行貨物列車59.3 km/h通過(guò)時(shí)）

由實(shí)測(cè)結(jié)果分析可知：

(1)實(shí)測(cè)上、下行墩頂橫向最大振幅分別為0.232 mm、0.208 mm，均小于《橋檢規(guī)》墩頂橫向振幅通常值0.752 mm，表明加固后橋墩橫向剛度滿足規(guī)范要求。

(2)實(shí)測(cè)下行橋墩墩頂縱向、豎向最大振幅分別為0.216 mm、0.062 mm，振幅均極小。

4 結(jié)論及建議

該橋橋墩經(jīng)加固后，已取消限速。其實(shí)測(cè)墩頂橫向最大振幅均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于《橋檢規(guī)》規(guī)定的墩頂橫向振幅通常值，橫向剛度滿足規(guī)范要求。實(shí)測(cè)下行橋墩墩頂縱向、豎向最大振幅也均極小，表明橋墩加固效果良好，可保證列車的安全運(yùn)行。

上述加固方法，能有效提高既有線上該類型病害橋墩的橫向剛度，對(duì)既有線上該類型的橋墩病害加固方法有很好的借鑒意義。從測(cè)試數(shù)據(jù)及經(jīng)濟(jì)性方面考慮，建議可以適當(dāng)?shù)臏p小斜向整體連接在橋墩上的高度。