鐵路橋涵翼墻傾斜原因及加固方案分析

邵建國(guó)，許　彬，劉汝生，趙元一

(1.濟(jì)南鐵路局設(shè)計(jì)所，山東　濟(jì)南　250000；2.淄博工務(wù)段濰坊橋梁車間，山東　濰坊　261000)

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鐵路橋涵翼墻傾斜原因及加固方案分析

邵建國(guó)1，許彬2，劉汝生1，趙元一1

(1.濟(jì)南鐵路局設(shè)計(jì)所，山東濟(jì)南250000；2.淄博工務(wù)段濰坊橋梁車間，山東濰坊261000)

邵建國(guó)(1985—)，主要從事橋梁與隧道工程設(shè)計(jì)與施工工作；

許彬(1976—)，主要從事橋梁與隧道工程設(shè)計(jì)與施工工作；

劉汝生(1986—)，主要從事橋梁與隧道工程設(shè)計(jì)與施工工作；

趙元一(1987—)，主要從事橋梁與隧道工程設(shè)計(jì)與施工工作。

摘要：文章針對(duì)鐵路工程中出現(xiàn)的橋涵翼墻傾斜病害，分析了病害發(fā)生的原因，提出了臨時(shí)加固和永久加固的病害整治方案，并對(duì)該加固方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)，提出了保證鐵路運(yùn)行安全的相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：鐵路橋涵；翼墻傾斜；病害原因；加固方案；臨時(shí)；永久

0引言

翼墻為保證涵洞或重力式橋臺(tái)兩側(cè)路基穩(wěn)定并起引導(dǎo)河流作用而設(shè)置的一種擋土結(jié)構(gòu)物。但因?yàn)橐韷ζ鲶w施工不良，降雨等因素的影響，翼墻傾斜的情況時(shí)有發(fā)生。八字翼墻貼近路基，一旦發(fā)生傾斜病害，在汛期隨時(shí)有發(fā)生突變的可能，危及行車安全。因此一旦出現(xiàn)此類病害要及時(shí)分析原因，并及時(shí)加固，防止病害進(jìn)一步發(fā)展。

1工程概況

膠黃下行線K28+633橋?yàn)?~4.0 m蓋板箱涵。該橋建于1994年，整體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，橋涵為排水涵。受過境臺(tái)風(fēng)的影響，青島地區(qū)連降大雨，造成涵洞西側(cè)翼墻背部路基邊坡出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象，翼墻在外力作用下發(fā)生傾斜，出現(xiàn)較大裂縫且有繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)，嚴(yán)重影響填土路基穩(wěn)定，危及行車安全。

2病害概況及原因分析

2.1　病害概況

翼墻斜墻及前墻部分均向外傾斜，其中翼墻斜墻部分前傾5 cm，翼墻直墻與路基間的裂縫長(zhǎng)20 cm。翼墻墻頂變形較大，墻底變形小。在翼墻拐角處開裂，裂縫長(zhǎng)10 cm，并且翼墻直墻后土體在土壓力作用下向上隆起，翼墻有突然倒塌的可能。

2.2　病害原因分析

該病害是在連日降雨后，路肩出現(xiàn)縱裂，坡面沿著縱裂下坍，發(fā)生較快，并且穩(wěn)定于邊坡上。由于土體下滑，造成翼墻后的土壓力增大，超出翼墻承受范圍，最終導(dǎo)致翼墻前傾開裂。

出現(xiàn)上述情況的原因是路肩土體密實(shí)度差，并且路肩處于兩面臨空，易受氣候影響，連日降雨造成路基土體濕脹明顯，尤其是前期氣候干旱，在路基土體內(nèi)形成張力裂縫，在降雨后迅速沿水的滲入面滑落，造成護(hù)坡溜坍。翼墻承受不住溜坍土壓力的作用，出現(xiàn)前傾，裂縫等病害。如果不及時(shí)整治，病害將持續(xù)發(fā)展，一旦翼墻倒塌，將造成路基大面積滑坍，危及行車安全。因此需要及時(shí)采取加固措施，保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

3病害整治

3.1　臨時(shí)加固

由于連日降雨使得路基土體趨于含水飽和狀態(tài)，不宜立即進(jìn)行永久性整修，只能進(jìn)行臨時(shí)加固，等天氣好轉(zhuǎn)，土體穩(wěn)定后再進(jìn)行永久性加固處理。

翼墻斜墻部分采取兩翼墻間原木對(duì)撐加固，在翼墻前墻外3 m開挖和翼墻前墻等長(zhǎng)的1×1 m溝槽，然后用袋裝水泥碼垛，澆水使其凝固成臨時(shí)擋土墻，并且派人每天進(jìn)行檢查，如遇降雨天應(yīng)派專人看守，防止翼墻繼續(xù)傾斜造成坍塌。

3.2　永久加固措施

3.2.1翼墻直墻加固

(1)由于翼墻傾斜嚴(yán)重，有隨時(shí)倒塌的可能性，因此先進(jìn)行翼墻直墻加固，在翼墻直墻外側(cè)3 m處打設(shè)鋼軌樁防護(hù)，開挖基坑澆筑C30混凝土重力式擋土墻，在直墻與擋土墻之間打設(shè)挖孔樁及旋噴樁(樁長(zhǎng)為5 m)加固地基，重力式擋土墻強(qiáng)度達(dá)到要求后，直墻與擋土墻之間填充C30混凝土，振搗密實(shí)。最后對(duì)翼墻前傾造成的裂縫進(jìn)行灌漿處理。

(2)由于該涵洞為排水涵，新建擋土墻與翼墻之間如果不采取加固措施，容易被水流沖刷，造成安全隱患。故在涵洞翼墻直墻外側(cè)靠近水流的方向加設(shè)2根挖孔樁防止水流沖刷，挖孔樁樁長(zhǎng)均為5 m。

3.2.2翼墻斜墻部分

翼墻直墻加固完成后，先采用臨時(shí)支護(hù)措施對(duì)既有翼墻斜墻加固，拆除部分翼墻墻身砌體，打設(shè)錨桿，綁扎鋼筋，灌注加固肋柱及橫肋，最后進(jìn)行封錨處理。以下為翼墻斜墻加固的技術(shù)要求：

(1)增設(shè)錨桿加骨架梁的方式對(duì)翼墻斜墻進(jìn)行加固。錨桿采用直徑32 mm高強(qiáng)度精軋螺紋鋼筋，錨桿自由段采用聚酯瀝青防腐材料處理，并加設(shè)塑料套管，錨孔直徑15 cm，其內(nèi)灌注M30水泥砂漿。

(2)錨桿張拉控制力在20 kN以內(nèi)。

(3)加固骨架采用C30鋼筋混凝土。

(4)錨桿水平夾角均為15°。

(5)圬工結(jié)合面按照≤40 cm間距埋設(shè)牽釘，以加強(qiáng)其連接。

(6)在翼墻斜墻上增設(shè)向墻外坡度≥4%的泄水孔，按照上下左右每隔2~3 m交錯(cuò)布置。

(7)封錨前，對(duì)錨頭進(jìn)行防水處理，穴槽表面鑿毛處理，采用C50補(bǔ)償收縮混凝土填塞，封錨后，應(yīng)對(duì)新老混凝土結(jié)合部位進(jìn)行防水處理。

(8)注漿材料水泥砂漿配合比宜采用1∶1~1∶1.2(重量比)，水灰比宜為0.38~0.45。注漿前應(yīng)將孔內(nèi)殘留物及松動(dòng)的雜土清理干凈。注漿時(shí)注漿管應(yīng)插至距孔底250~500 mm處，孔口部位設(shè)置止?jié){塞及排氣管。注漿漿液宜摻入適量早強(qiáng)速凝材料及膨脹劑。

3.2.3路基邊坡加固

翼墻直墻與斜墻加固完成且狀態(tài)穩(wěn)定后，對(duì)路基邊坡進(jìn)行加固。

(1)用篩分山皮土換填基床表層，清篩道床，墊砂，鋪土工布，改善道床排水。

(2)用山皮土加寬、加固邊坡。路基邊坡設(shè)漿砌片石拱型骨架，提高路基邊坡密實(shí)度和承載力及邊坡抗沖刷能力。

4加固方案分析評(píng)價(jià)

鐵路是國(guó)家的基礎(chǔ)設(shè)施，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，所以對(duì)鐵路病害進(jìn)行整治時(shí)，必須確保鐵路安全并保證鐵路暢通無阻。針對(duì)本文出現(xiàn)的鐵路病害，如果采取抗滑樁減載，對(duì)翼墻拆除重建等加固方法，不僅無法保證鐵路安全，還會(huì)對(duì)列車運(yùn)輸產(chǎn)生較大影響。而本設(shè)計(jì)加固方案不擾動(dòng)原始路基，安全風(fēng)險(xiǎn)低，對(duì)列車運(yùn)輸影響較小，因此有效減少了既有線施工的防護(hù)工作，加快了施工進(jìn)度，為鐵路搶修提供了寶貴的時(shí)間。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，利用理正巖土擋土墻設(shè)計(jì)軟件(理正巖土計(jì)算6.0PB1版)進(jìn)行受力驗(yàn)證。對(duì)重力式擋土墻的滑動(dòng)穩(wěn)定性、傾覆穩(wěn)定性、地基應(yīng)力及偏心距、墻底截面強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性進(jìn)行了驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果滿足規(guī)范要求。病害整治完成后的一個(gè)月內(nèi)，設(shè)備管理單位設(shè)置觀測(cè)樁對(duì)路基進(jìn)行觀測(cè)，由觀測(cè)數(shù)據(jù)得知，路基狀態(tài)穩(wěn)定。從保證鐵路運(yùn)輸安全及對(duì)列車運(yùn)輸?shù)挠绊懙榷喾矫婵紤]，本加固方案是合理可行的。

5結(jié)語

(1)鐵路病害整治首先要保證鐵路運(yùn)輸安全，因此要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況因地制宜，立即采取臨時(shí)加固措施，保證鐵路運(yùn)行安全。

(2)鐵路病害有標(biāo)有本，成因復(fù)雜，癥狀各異，關(guān)鍵是準(zhǔn)確分析各種因素，次要因素可酌情淘汰，各級(jí)“狀況”的描述要有層次感，根據(jù)鐵路病害等級(jí)的評(píng)定原則及方法進(jìn)行分析，不能靠個(gè)人主觀臆斷。

(3)結(jié)構(gòu)上對(duì)翼墻進(jìn)行優(yōu)化，比如墻體材質(zhì)采用鋼筋混凝土，結(jié)構(gòu)選取U型槽等。

(4)設(shè)備管理部門不同負(fù)責(zé)人之間要加強(qiáng)協(xié)作，比如橋梁大修主管工程師、橋梁設(shè)備主管工程師、路基主管工程師、防洪主管工程師早期加強(qiáng)交流協(xié)作，對(duì)安全隱患及早進(jìn)行徹底整治，防患于未然。

參考文獻(xiàn)

[1]潘成杰.鐵路框架橋八字翼墻傾斜病害分析及整治[J].鐵道建筑，2005(9)：15-16.

Analysis on Wing-wall Incline Causes and Reinforcement Programs of Rail-way Bridge and Culvert

SHAO Jian-guo1，XU Bin2，LIU Ru-sheng1，ZHAO Yuan-yi1

(1.Jinan Railway Bureau Design Institute，Jinan，Shandong，250000；2.Weifang Bridge Workshop of Zibo Public Works Segment，Weifang，Shandong，261000)

Abstract：Aiming at the bridge and culvert wing-wall incline diseases appeared in railway projects，this article analyzed the causes of disease occurrence，proposed the permanent and temporary reinforce-ment programs for disease remediation，evaluated this reinforcement program，and proposed the cor-responding recommendations to ensure the operation safety of railways.

Keywords：Railway bridge and culvert；Wing-wall incline；Disease causes；Reinforcement programs；Temporary；Permanent

收稿日期：2015-07-02

文章編號(hào)：1673-4874(2015)08-0078-03

中圖分類號(hào)：U445.7+2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.08.019

作者簡(jiǎn)介