中小跨鐵路橋梁并置梁加固

1、中小跨鐵路橋梁并置梁加固一、引言為實(shí)現(xiàn)迅速、平安、舒服的交通運(yùn)送質(zhì)量，近年來(lái)我國(guó)鐵路實(shí)施了分批分級(jí)的提速規(guī)劃。鐵路線路客運(yùn)允許速度從1OOkmh，逐步提高到120kmh、140kmh、160kmh和200kmh，與此同時(shí)，貨運(yùn)由50kmh逐步提高到60kmh、80kmh、90kmh和1OOkmh。橋梁的振動(dòng)一般由環(huán)境鼓勵(lì)以及人為鼓勵(lì)引起。中小跨度的橋梁一般考慮人為鼓勵(lì)影響為主。鐵路橋梁因?yàn)槿藶楣膭?lì)源是列車,不僅垂直方向振動(dòng)大,而且蛇行波等引起的鼓勵(lì)使水平方向的振動(dòng)也十分大。橫向振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致脫軌的嚴(yán)峻后果。因此,如何避開(kāi)發(fā)生共振現(xiàn)象是十分重要的。同時(shí)在既有線上存在相當(dāng)一部分中小跨低高度混凝土梁，它

2、們是由兩片之間沒(méi)有橫向聯(lián)結(jié)的梁組成。因?yàn)檫@些無(wú)橫向聯(lián)結(jié)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(chǎn)生較大的斜彎曲，同時(shí)，車輛轉(zhuǎn)向架的蛇行運(yùn)動(dòng)鼓勵(lì)又將引起橋梁橫向振動(dòng)的加劇，從而導(dǎo)致橋梁橫向振幅增大，而橋梁的橫向振幅是推斷橫向剛度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，當(dāng)橫向振幅超出鐵路橋梁檢定規(guī)范的參考限值時(shí)，將嚴(yán)峻影響提速后列車正常運(yùn)營(yíng)的平安性和舒服度。此外，在無(wú)橫向聯(lián)結(jié)的低高度混凝土梁上舉行大修(如換枕)施工時(shí)，若在人行道上增強(qiáng)荷載，將會(huì)降低梁體的初始傾覆穩(wěn)定系數(shù)，可能導(dǎo)致梁體的橫向傾覆失穩(wěn)，由此引起的重事件故在京廣線某橋的大修施工中已有發(fā)生。鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范規(guī)定，梁體橫向

3、傾覆穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于13，是沒(méi)有考慮支座缺陷和變形的，若同時(shí)存在支座缺陷或采用平板橡膠支座時(shí)，這些梁體橫向傾覆失穩(wěn)的危急性將更為嚴(yán)峻。因此橫向并置梁加固成為既有線中小跨度橋梁修理主要工法二、并置梁加固工法特點(diǎn)1、施工中，多工序平行作業(yè)，可充分利用空間，工期短。2、以橫向張拉作為基準(zhǔn)點(diǎn)，通過(guò)解決小體積混凝土施工和管道壓漿技術(shù)兩個(gè)問(wèn)題，確保了質(zhì)量。3、工法容易，便于操作，投入的機(jī)械設(shè)備少。4、鋼模板通用性強(qiáng)，制作簡(jiǎn)易，成本低。5、工藝簡(jiǎn)捷，施工過(guò)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）搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)（也稱吊欄）按照施工現(xiàn)場(chǎng)尺寸特地設(shè)計(jì)加工了一套用于焊接橋梁和橋梁橫向聯(lián)接施工的吊

4、欄裝置，經(jīng)過(guò)實(shí)際操作，這套吊欄裝置既便利了橋梁橫向聯(lián)接施工又保證了施工人員平安，且拼裝和拆除非常便利。（2）鑿除橫隔板采用電錘鉆機(jī)鑿除既有梁體內(nèi)側(cè)橫隔板,并在新舊混凝土結(jié)合部位將梁體表面鑿毛至露出石子,用水清洗整潔,以使新舊混凝土銜接結(jié)實(shí)。鑿除橫隔板時(shí)應(yīng)留意保留隔板內(nèi)鋼筋。橫向預(yù)應(yīng)力筋兩端錨固部位的梁體外表面要舉行打磨,以便錨具墊板與既有梁體密貼。（3）測(cè)量鉆孔位置按照設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范要求,測(cè)量出鉆預(yù)應(yīng)力鋼筋孔的位置,再使用電子探測(cè)儀器探測(cè)鉆孔處鋼筋的狀況,倘若鉆孔的位置有鋼筋,則適當(dāng)調(diào)節(jié)鉆孔的位置,但移動(dòng)距離不宜大于50mm。調(diào)節(jié)孔位時(shí)兼顧到兩片梁對(duì)應(yīng)部位的預(yù)應(yīng)力鋼筋孔同時(shí)移動(dòng),以保證兩片

5、梁的孔位在同一軸線上,且軸線垂直腹板。（4）鉆孔預(yù)應(yīng)力筋孔位經(jīng)過(guò)鋼筋探測(cè)儀探測(cè)和調(diào)節(jié)后,用鉆機(jī)鉆預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道,鉆孔機(jī)用固定支架固定,鉆孔中避開(kāi)損傷預(yù)應(yīng)力筋與主筋,并保證鉆孔的水平度和垂直度,同時(shí)留意使兩片梁的鉆孔中心在同始終線上。鉆孔完成后,孔內(nèi)用水清洗整潔。（5）鋼筋綁扎、安裝預(yù)應(yīng)力鋼筋及波紋管在預(yù)應(yīng)力鋼筋孔以及新舊混凝土結(jié)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,然后根據(jù)鋼筋設(shè)計(jì)布置圖綁扎鋼筋,同時(shí)安置波紋管,然后將預(yù)應(yīng)力鋼絞線安裝在波紋管內(nèi),使預(yù)應(yīng)力鋼絞線垂直于梁片,最后將其用張拉鎖定固定。（6）安裝模板按橫隔板的設(shè)計(jì)尺寸制作定型

6、組合模板。模板具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,能平安牢靠地承受混凝土的重力、側(cè)壓力;模板表面平整、接合嚴(yán)密并便于拆卸;立模時(shí)留天窗,便于混凝土入倉(cāng)。（7）澆注混凝土混凝土采用機(jī)械攪拌并加入早強(qiáng)型減水劑,人工灌注,小型振搗棒振搗。混凝土所用水泥為525平凡硅酸鹽水泥,石子選用520mm的碎石,砂子采用中粗砂,坍落度以57cm為宜。灌注混凝土前,在新舊混凝土的結(jié)合部位噴灑專用界面粘接劑并在模板上涂脫模劑。預(yù)留孔部位混凝土修補(bǔ)宜采用干硬性混凝土。當(dāng)養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度后,方可拆除模板。（8）張拉張拉前首先舉行張拉傳力柱設(shè)計(jì)和制作,并對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋舉行冷拉后的時(shí)效處理。張拉工藝采用一端張拉,另一端錨具墊板外旋

7、緊螺母。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%時(shí)方可張拉1,張拉前應(yīng)對(duì)千斤頂、油表、油泵舉行配套標(biāo)定(更換千斤頂、油表、油泵的配件后務(wù)必重新標(biāo)定,配套標(biāo)定。張拉時(shí),先張拉跨中段,然后再?gòu)埨憾硕?每段兩根預(yù)應(yīng)力筋同時(shí)張拉。預(yù)應(yīng)力筋張拉前,張拉缸需先頂出50mm,張拉過(guò)程中,油泵進(jìn)油要緩慢安穩(wěn),當(dāng)張拉力達(dá)到預(yù)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(kāi)頭向孔道壓漿,間隔時(shí)光不大于40min。在壓漿前,水泥漿不斷攪動(dòng),以防流淌性降低。為保證孔道所有充漿,在水泥漿凝結(jié)前,塞子、蓋子或氣門不得移動(dòng)或打開(kāi)。水泥漿壓注工作在一次作業(yè)中繼續(xù)舉行,并讓出口處冒出廢漿,直至不含水沫氣體的漿液排

8、出,其稠度與壓漿的漿液稠度相同時(shí)停止(流出漿液的噴射時(shí)光不少于11s)。然后應(yīng)將全部出漿口和孔眼封閉,壓漿端的水泥漿最小壓力升至0.7MPa,維持10s。最后采用細(xì)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(jié)合部位涂刷23道防水涂料。四、既有線鐵路橋梁橫向加固手段4.1預(yù)應(yīng)力筋橫向張拉其主要加固原理為在同孔兩片梁體之間增設(shè)橫隔梁，通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力，提高梁體的穩(wěn)定度。其中預(yù)應(yīng)力筋和原結(jié)構(gòu)之間屬于無(wú)粘結(jié)銜接，只是在梁體外端的錨具鎖定部位和本來(lái)的梁體銜接，在對(duì)梁體增強(qiáng)少量荷載力的狀況下，能較好提高梁體的穩(wěn)定性與剛度。4.2纖維布粘貼法纖維作為加固橋梁的新型材料，其具有平安、牢靠、經(jīng)

9、濟(jì)使用、施工便利、綜合成本低等特點(diǎn)，且該種方法加固后不會(huì)影響橋梁的外型美觀及原結(jié)構(gòu)形式，不會(huì)增強(qiáng)荷載力，對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也沒(méi)有額外的承重。纖維布粘貼法能夠較好保證橋梁表面的平整，近年來(lái)得以廣泛應(yīng)用。4.3鋼板加固法鋼板加固法的施工相對(duì)便利，其主要施工方法是以環(huán)氧樹(shù)脂砂漿為粘接劑，用錨固螺栓作為對(duì)鋼板加壓的工具，促進(jìn)鋼板粘接結(jié)實(shí)，在與梁體間共同承受變形壓力時(shí)，產(chǎn)生較強(qiáng)的拉應(yīng)力與剪應(yīng)力。在施工中，應(yīng)留意原結(jié)構(gòu)混凝土和鋼板之間的粘接與錨固質(zhì)量。其加固效果主要取決于施工操作水平和膠粘技術(shù)。但這種加固方法的缺點(diǎn)較顯然，一方面會(huì)增強(qiáng)梁體的荷載力，另一方面鋼板長(zhǎng)時(shí)光簡(jiǎn)單產(chǎn)生腐蝕，需要增強(qiáng)防銹手段。4.4提高慣性矩

10、該種施工方法主要是將截面加厚、加寬、加高，提高截面的慣性在梁體上的慣性距。在下翼緣中，每間隔一段距離舉行打孔、錨固鋼筋，提高新舊混凝土的結(jié)合力。提高慣性矩的施工方法容易、工藝較成熟，但是其施工的工序較多，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的荷載力與體積，難以保證施工質(zhì)量。五、質(zhì)量控制1、鑿除混凝土?xí)r,混凝土風(fēng)化、脫落、裂損部分應(yīng)鑿除徹底。2、提高混凝土的澆筑質(zhì)量,確保其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求,外表要光潔、平整、無(wú)蜂窩,內(nèi)部要密實(shí)、勻稱。3、在既有橋梁上施鉆預(yù)應(yīng)力鋼筋孔時(shí),應(yīng)確保兩片梁的孔道在同一軸線上。4、張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制張拉力,確保達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的噸位。5、混凝土新舊結(jié)合部位施工前噴灑專用界面粘接劑,施工后涂刷

11、防水涂料。6、按規(guī)定制作混凝土、水泥漿試塊及鋼筋試件。六、平安保證措施1、建立現(xiàn)場(chǎng)暫時(shí)用電檢查及管理制度,確保用電平安。2、施工人員進(jìn)入施工作業(yè)面舉行施工操作時(shí)務(wù)必配帶平安帶,對(duì)所發(fā)放的平安帶定期舉行回收檢查,發(fā)覺(jué)問(wèn)題準(zhǔn)時(shí)更換,以保證平安。3、施工作業(yè)吊籃定期檢查,作業(yè)面的四周設(shè)置平安欄桿,并掛設(shè)平安網(wǎng),以防止施工人員和物資跌落水中。4、在施工作業(yè)吊籃的安裝和拆除時(shí)要留意操作人員的平安互保,相互配合。5、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí),嚴(yán)格按規(guī)定程序執(zhí)行防止預(yù)應(yīng)力鋼筋拉斷或錨具、墊片彈出傷人。6、孔道壓漿時(shí),施工人員應(yīng)戴防護(hù)眼鏡,以免水泥漿噴傷眼睛。7、施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)務(wù)必配戴平安帽。七、結(jié)語(yǔ)1、采用吊攔舉行橫向聯(lián)接施工，是保證施工質(zhì)量和平安，提高施工效率的好主意特殊適用于高墩、長(zhǎng)跨以及跨線橋梁的施工。2、鐵路簡(jiǎn)支梁橋分片時(shí)舉行橫隔板聯(lián)結(jié)后，因?yàn)闄M向鋼度較弱，在運(yùn)營(yíng)中消失過(guò)一些問(wèn)題，按照以往