李士中 上海鐵路局阜陽工務(wù)段

京九線上海局管內(nèi)橋梁193座，涵渠680座，基本為1990年前后"三邊"（邊勘測、邊設(shè)計(jì)、邊施工）思路下建成的，當(dāng)時建設(shè)工期緊、工作量大、長年連續(xù)施工，后期運(yùn)營養(yǎng)修過程中暴露出基建遺留問題多，結(jié)構(gòu)壽命短，病害多樣化。經(jīng)過多次提速，現(xiàn)京九線客車速度160 km/h，貨車速度 80～100 km/h，屬客貨混線。根據(jù)對京九線運(yùn)營特點(diǎn)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)具有牽引定數(shù)大，通過總重逐年上升，重載列車多，車流密度大，列車速度高，另一方面橋涵設(shè)備的大中修更改周期跟不上，造成橋涵病害越來越多，給鐵路運(yùn)輸安全帶來嚴(yán)峻考驗(yàn)。

1.2 橋梁支座

1 結(jié)構(gòu)類型及病害特征分析

1.1 梁跨結(jié)構(gòu)

梁體主要采用鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土圬工結(jié)構(gòu)，共計(jì)979孔，占總孔數(shù)的99.7%，其中預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁跨度多為16～24 m梁，占75.4%。

(1)梁體裂紋。多集中在跨度16 m左右的梁，主要表現(xiàn)為梁身局部的網(wǎng)狀裂紋及水平超長微裂紋、梁腹板斜裂紋、梁體下翼緣受拉區(qū)的短細(xì)裂紋，如果水滲入裂紋就會使梁內(nèi)主筋銹蝕，改變主筋和混凝土的受力狀態(tài)，造成混凝土的防水性和耐久性大為降低，降低梁的使用使命，危害嚴(yán)重（詳見圖1）。

圖1 京九線697#橋

(2)并置п梁、T梁問題：此類結(jié)構(gòu)的問題為兩片梁之間橫向連接偏弱，梁體腹板厚度較小。混凝土碳化速度容易突破鋼筋保護(hù)層，造成鋼筋銹蝕。在列車作用下，梁體出現(xiàn)整體橫向平動，導(dǎo)致梁體的橫向振幅過大，甚至超限。

部分橋梁采用弧形鋼支座，大部分均采用平板橡膠支座，弧形支座存在上下座板錨螺栓折斷，下部抗剪折斷較多。平板橡膠支座問題為管內(nèi)常見病害，突出表現(xiàn)在：支座壓潰，四周出現(xiàn)明顯不規(guī)則的凹凸、彎曲或扭曲，壓陷導(dǎo)致支座四角不平甚至無法養(yǎng)護(hù)，支座竄動大于110 mm，橡膠老化掉塊產(chǎn)生大量裂紋，剪切變形較大。

1.3 墩臺及基礎(chǔ)

(1)砌石結(jié)構(gòu)：運(yùn)營以來，隨著重載快速，列車密度加大，橋涵砌石部分的問題逐漸暴露出來，主要為勾縫開裂、脫落、不均勻沉降斷裂，降低了結(jié)構(gòu)整體性。

(2)柔性及高架墩：主要表現(xiàn)為車輛通過是振幅超限，晃動劇烈，截面小或高度高造成穩(wěn)定性、剛度差，難以適應(yīng)重載列車的運(yùn)營荷載增大和速度提高。

1.4 蓋板涵病害

此類結(jié)構(gòu)存在的主要問題是由于多片蓋板構(gòu)成的蓋板涵，蓋板之間無橫向連接，其受力形式不同于整體式，在填方厚度較小的情況下，各片蓋板之間的受力分配存在顯著差異，豎向荷載的沖擊，能量不能被填方充分吸收，致使涵洞出現(xiàn)豎向振動，鋼筋應(yīng)力和疲勞應(yīng)力幅過大的現(xiàn)象，尤其在列車車輪下面的蓋板就先出現(xiàn)裂紋，列車通過張合明顯（詳見圖 2）。

圖2 京九線K861+525涵洞

2 預(yù)防和整治橋涵病害的措施

當(dāng)前客貨混線條件下，隨著運(yùn)行密度的增加和運(yùn)量的加大，列車對橋涵結(jié)構(gòu)的作用會進(jìn)一步加劇，運(yùn)營安全風(fēng)險不斷加大。針對橋梁涵渠設(shè)備存在的突出問題，于2009年及時開展既有橋涵設(shè)備最基礎(chǔ)的客觀的設(shè)備狀況調(diào)查，并進(jìn)行系統(tǒng)的評估和檢測分析。面對現(xiàn)狀，對橋梁耐久性問題不可能全部通過一次性更換的方式解決，僅能根據(jù)具體情況分別采取更換或補(bǔ)強(qiáng)維修，延長使用壽命的方式進(jìn)行處理。對影響結(jié)構(gòu)物耐久性的保護(hù)層厚度不足、碳化深度過大，預(yù)應(yīng)力混凝土梁裂紋造成承載力不足，防排水體系失效、橡膠支座失效等問題，分別采取不同的處理對策。

2.1 失效橋梁橡膠支座更換

（1）作業(yè)流程：搭腳手架→預(yù)鑿支座以外及支座部分混凝土，達(dá)到預(yù)定標(biāo)高及保證作業(yè)空間→準(zhǔn)備及辦理封鎖手續(xù)→頂梁頂起梁跨一端（兩片梁要同起同落），臨時用硬木塊支墊，支墊要隨起隨墊，→鑿除及支?！淞杭皳v墊干硬砂漿→二次頂梁→養(yǎng)生、恢復(fù)。

（2）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：①搗固密實(shí)，周邊抹面平整，無裂紋、空響、積水、不平順、無三條腿；②與支座間隙＜0.5 mm，深度＜30 mm；③拌和好的砂漿0.5 h后禁止使用。

（3）施工要點(diǎn)：①腳手架高度以工作面到梁底距離便于人員作業(yè)為準(zhǔn)，對影響施工的橫向連接應(yīng)先拆除，開通前按原標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)②在慢行點(diǎn)內(nèi)支座下鑿除面積不得超過支座總面積的1/4，同時用硬木塊（楔形木塊）墊死，防止發(fā)生落梁導(dǎo)致意外③頂梁開始時，在墩臺固定位置，做好梁既有標(biāo)高標(biāo)記，以觀測頂起高度，一般最大頂梁高度不得大于50 mm。④頂鎬底座要平整、堅(jiān)實(shí)，頂面應(yīng)加木墊或膠墊，防止滑脫，立模位置用砂漿找平⑤待干硬砂漿達(dá)到100%強(qiáng)度后，在封鎖點(diǎn)內(nèi)頂梁，拆除模板，安裝支座，支座以外部位用硬木塊塞死與支座共同受力。

2.2 梁端橫向限位安裝

施工采用∠160×160×10 mm 角鋼焊接組成三角形支架，一側(cè)的兩個三角形支架并排焊接在一起。主桿、水平桿及斜撐均采用16號等邊角鋼，斜撐桿頂部與主桿角鋼接觸面焊接在一起，所有接觸面都要焊接且焊接高度不低于6 mm，三角形支架采用螺旋錨桿錨固在墩臺頂，支架與梁側(cè)向間隙采用GTZ板式橡膠支座加鋼板塞緊，同時在現(xiàn)場因地制宜采用接長支座墊石的方法將梁端橫向限位裝置安裝到位，效果良好。

2.3 低高度鉿梁換箱梁施工

（1）架設(shè)便梁及要求：在規(guī)定施工條件下，將既有軌枕進(jìn)行方正，將橫梁穿入既有兩根軌之間的空檔，并按橫梁布置間距調(diào)整好，切忌穿入橫梁時，要對準(zhǔn)主梁聯(lián)結(jié)板定位。在封鎖施工開始后，使用軌道車將便梁運(yùn)至工地，按計(jì)劃位置由軌道車將主梁吊卸就位，待主梁墊穩(wěn)撐牢后，安裝聯(lián)接板及牛腿。便梁拼裝應(yīng)從兩端向中間聯(lián)結(jié)鋼枕，同一鋼枕兩端同時連接，整組便梁聯(lián)結(jié)完畢后再調(diào)整便梁高低，使便梁整體受力。便梁與線路結(jié)合部的枕頭處要用袋裝石碴堆碼牢固，嚴(yán)禁枕頭露出。穿入鋼枕（小梁）和塞入橫梁時必須做好絕緣。

（2）箱體頂進(jìn)：按施工方案進(jìn)行應(yīng)力放散，在封鎖點(diǎn)內(nèi)拆除掉舊梁，頂進(jìn)設(shè)備，安裝、調(diào)式完畢，確定液壓系統(tǒng)可靠，電氣操作靈敏準(zhǔn)確便可試頂。試頂后進(jìn)行一次全面的檢查，如各部位情況均屬良好，便可進(jìn)行正式頂進(jìn)作業(yè)。頂進(jìn)時，千斤頂加壓應(yīng)均勻，出現(xiàn)偏差及時調(diào)整。要及時測量高程及方向，發(fā)現(xiàn)箱體栽頭、抬頭及方向偏移等情況，及時研究對方向、高程糾偏移處理。

圖3 京九線K780+783涵洞

2.4 路基注漿加固處理涵洞沉降

管內(nèi)京九線的粘砂土質(zhì)屬黃河沖積造成，區(qū)域地層為第四系上更新統(tǒng)沖積層（Q3AL）和全新統(tǒng)沖積層（Q4AL），極易造成涵洞的不均勻下沉、基地冒泥、沖刷暗穴等病害，軌控難度大（詳見圖3）。使用注漿加固處理，效果極佳。注漿加固采用路基本體加固和箱身基底加固分別同步實(shí)施，本體包括路基前后10 m范圍內(nèi)，按照圖紙距離進(jìn)行定位、編號，監(jiān)控點(diǎn)、軌面點(diǎn)、參照點(diǎn)進(jìn)行注漿前后測量對照，注漿孔設(shè)置為單側(cè)4排，路肩范圍內(nèi)2排直孔，道床坡腳及內(nèi)側(cè)2排斜孔，兩線間設(shè)置一排直孔，間距1.0 m?；准庸虝r，可在路基上斜孔直接插入箱底注漿，或從兩側(cè)沉降縫，或從底板打孔實(shí)施注漿，菱形布孔，每排2孔，排距不低于2 m，孔距不低于2 m，排與排之間交錯成孔，孔徑40 mm。

3 今后需要加強(qiáng)的重點(diǎn)及建議

（1）強(qiáng)調(diào)路橋?qū)I(yè)化管理。針對目前橋隧工缺員、設(shè)備逐漸老化、病害急劇增加、新線設(shè)備增多、人員老齡化突出的現(xiàn)狀，一方面從加強(qiáng)管理機(jī)構(gòu)設(shè)置入手，合理設(shè)置車間、工區(qū)及管轄范圍、補(bǔ)充橋梁維修隊(duì)伍、加強(qiáng)維修人員技術(shù)素質(zhì)培養(yǎng)；另一方面成立專門橋隧檢測隊(duì)伍，對既有線橋隧設(shè)備病害的疑難雜癥從專業(yè)角度會診，開展設(shè)備的常規(guī)檢查、專項(xiàng)檢測、新型結(jié)構(gòu)檢查測試、檢算及安全評估。

（2）提高橋梁機(jī)械化維修水平。多年以來，橋涵養(yǎng)修作業(yè)基本上是通過手工進(jìn)行，養(yǎng)橋機(jī)械化水平非常低，而且橋梁維修管理作業(yè)點(diǎn)多線長。現(xiàn)車間班組配備的交通工具和養(yǎng)修機(jī)具嚴(yán)重不足，只有通過機(jī)械化作業(yè)手段，才能降低職工勞動強(qiáng)度，提高作業(yè)效率。

（3）加大既有橋涵設(shè)備病害解決的投入。本著"有病治病、治病除根"的思路，盡早盡快通過大修或重整強(qiáng)化投資解決。對一些涉及結(jié)構(gòu)檢算或特別設(shè)計(jì)才能整治的病害需委托設(shè)計(jì)部門，專題制定整治方案，爭取盡快研究，盡早實(shí)施。

（4）加強(qiáng)設(shè)備的日常檢查、觀測和維修工作。增大橋涵設(shè)備的養(yǎng)修投入，才能保證設(shè)備狀態(tài)的良好均衡。不斷探索和引進(jìn)，及時采用新材料、新技術(shù)。落實(shí)"檢修結(jié)合，檢重于修"的思路，本著"預(yù)防為主，預(yù)防與整治相結(jié)合"的原則，在設(shè)備病害未消除前，要對病害尤其新生病害增加檢查觀測頻次，做好記錄，對發(fā)展快的病害及時上報(bào)，對危機(jī)行車安全的要立即采取加固、限速等相應(yīng)措施。