閆愛民
(大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務(wù)段,山西侯馬 043000)
我國(guó)鐵路橋梁加固工程目前主要有京秦線橋梁提速至200 km/h加固、京廣線、渝懷線、寶成線、侯月線鐵路橋梁32 m及24 m橫向預(yù)應(yīng)力聯(lián)結(jié)張拉加固等重載提速的橋梁加固。針對(duì)跨度32 m,24 m預(yù)應(yīng)力T梁橫向動(dòng)力性能差,橫向剛度和橫向自振頻率偏小造成梁體橫向振幅超過《橋檢規(guī)》限值,以及橫向板斷裂等問題,采取橫向聯(lián)結(jié),以增強(qiáng)梁體的橫向剛度,滿足貨車80 km/h安全通過。
侯月線于1995年建成投入運(yùn)營(yíng)。自開通以來,就存在橋梁橫隔板混凝土包箍時(shí)有脫落的情況,并且部分橫隔板連接鋼板時(shí)有開焊,隨著5 500 t大列的開行,橫隔板混凝土脫落、橫隔板連接鋼板開焊更加嚴(yán)重頻繁。本次施工的橫隔板病害設(shè)備位于侯月線上交—沁水間的K94+281杏河1號(hào)橋、K96+982中界溝橋、98+098杏河2號(hào)橋、鄭莊—端氏間的K134+170沁河3號(hào)橋,計(jì)4座橋74孔,其中:16 m的7孔、24 m的16孔、32 m的56孔。工程于2011年5月10日開工,2011年8月20日竣工。
1)鐵路橋隧建筑物大修規(guī)則;
2)鐵路橋梁檢定規(guī)范;
3)TB 10002.3-2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范;
4)鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所有關(guān)橫向預(yù)應(yīng)力聯(lián)結(jié)加固設(shè)計(jì)圖。
本施工是在已有常用跨度混凝土梁提速改造加固方法的主要研究結(jié)果基礎(chǔ)上,針對(duì)重載運(yùn)輸特點(diǎn)以及既有梁的承載狀況而進(jìn)行的。通過對(duì)橋梁梁體橫向加固,使得橋梁整體結(jié)構(gòu)共同承受橫向水平力及由于線路長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)施工引起線梁偏心超限病害導(dǎo)致的偏載問題,提高梁體的抗扭能力。加固方案為:
1)對(duì)于16 m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T梁采用在梁兩側(cè)端增設(shè)鋼筋混凝土橫隔板,中間增設(shè)3個(gè)鋼筋混凝土預(yù)埋鋼絞線橫隔板; 2)對(duì)于24 m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T梁采用在梁兩側(cè)端增設(shè)鋼筋混凝土橫隔板;與端橫隔板相鄰的兩個(gè)橫隔板上下增設(shè)鋼筋混凝土預(yù)埋鋼絞線水平板;兩端變截面內(nèi)腹板中間各增設(shè)一塊鋼筋混凝土預(yù)埋鋼絞線橫向聯(lián)結(jié)板;跨中腹板上部增設(shè)一塊鋼筋混凝土預(yù)埋鋼絞線橫向聯(lián)結(jié)板;3)對(duì)于32 m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T梁采用在梁兩側(cè)端增設(shè)鋼筋混凝土橫隔板;與端橫隔板相鄰的兩個(gè)橫隔板上下增設(shè)鋼筋混凝土預(yù)埋鋼絞線水平板,梁兩端腹板中間各增設(shè)一塊鋼筋混凝土預(yù)埋鋼絞線橫向水平聯(lián)結(jié)板,跨中腹板上部增設(shè)三塊鋼筋混凝土預(yù)埋鋼絞線橫向水平聯(lián)結(jié)板。
1)加固施工原則。
a.嚴(yán)格按照由設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橫向加固設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工;b.加固施工不得影響營(yíng)業(yè)線正常運(yùn)營(yíng),避免對(duì)行車的干擾;c.從橋面灌注混凝土?xí)r要采取有效措施,不得對(duì)道床造成污染;d.加固工程采用的機(jī)具、設(shè)備應(yīng)小型、輕便;e.加固施工應(yīng)滿足TB 10002.3-2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。
2)工藝流程圖。
工藝流程圖見圖1,T梁加固作業(yè)平臺(tái)見圖2。
3)主要施工材料及設(shè)備。
a.材料:混凝土:C50級(jí),采用TGRM早強(qiáng)水泥砂漿混凝土,坍落度為8 cm~10 cm;普通鋼筋:HRB335級(jí)鋼筋φ16 mm,φ12 mm;預(yù)應(yīng)力筋:φ15.24 mm,1 860級(jí)低松弛無粘結(jié)鋼絞線;植筋膠;錨固水泥、錨墊板;混凝土防護(hù)涂料。b.主要機(jī)具、設(shè)備見表1。
4)施工技術(shù)要點(diǎn)。
a.鉆孔前應(yīng)按圖紙尺寸測(cè)出鉆孔位置,并用鋼筋探測(cè)儀進(jìn)行核對(duì),確認(rèn)無預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)方可鉆孔,嚴(yán)禁碰觸鋼筋;b.如果標(biāo)定位置出現(xiàn)鋼筋,可在周圍50 mm范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整;c.成孔后,孔眼應(yīng)用水清洗干凈;d.表面鑿毛應(yīng)采用小型鑿毛機(jī),鑿毛面應(yīng)清除原有灰漿層;e.模板應(yīng)與原梁可靠聯(lián)結(jié)并有足夠的剛度;f.預(yù)應(yīng)力筋初張拉應(yīng)力為0.15fpu(39 kN);g.施工前需對(duì)混凝土基材進(jìn)行材料及配合比試驗(yàn),要求3 d內(nèi)強(qiáng)度、彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%,如砂石料發(fā)生變化,應(yīng)重做配合比試驗(yàn);累計(jì)20孔梁須做一組彈性模量試驗(yàn);h.確保混凝土強(qiáng)度、彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%后,才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋終張拉,預(yù)應(yīng)力筋終張拉采用YQD230-100型千斤頂,張拉控制應(yīng)力為0.73fpu(190 kN);i.錨墊板應(yīng)用環(huán)氧砂漿粘于打磨處理干凈的梁體上;j.混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%方可拆除模板;k.拆模后若存在混凝土蜂窩麻面、掉塊擠漿時(shí),應(yīng)及時(shí)修補(bǔ);l.切割外露預(yù)應(yīng)力筋必須采用手持砂輪,切口距夾片30 mm以上;m.張拉用千斤頂必須配套使用,按規(guī)定定期進(jìn)行校核。
表1 主要機(jī)具、設(shè)備一覽表
1)對(duì)接觸面梁體進(jìn)行基面處理時(shí),要打磨均勻,鑿除修補(bǔ)裂損的部分。2)確?;炷吝_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求,外表要光滑,內(nèi)部要密實(shí)、均勻。3)確保兩片T梁的孔道在同一軸線上時(shí)才能在既有橋梁上施鉆預(yù)應(yīng)力鋼筋孔。4)張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí),確保達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的噸位。5)施工前對(duì)混凝土新舊結(jié)合部位噴灑專用界面粘結(jié)劑,施工后涂刷防水涂料。6)按規(guī)定制作混凝土、水泥漿試塊及鋼筋試件。
1)管理人員及班組長(zhǎng)必須在上崗前接受安全教育,經(jīng)培訓(xùn)考試合格后,方準(zhǔn)上崗。所有參加現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的工人必須進(jìn)行安全生產(chǎn)教育,在作業(yè)期間要由班組長(zhǎng)帶領(lǐng)。2)在施工期間必須安排專業(yè)安全防護(hù)員,防護(hù)作業(yè)必須執(zhí)行鐵道部規(guī)定的安全規(guī)定。3)作業(yè)人員要認(rèn)真執(zhí)行保休制度,班前充分休息,嚴(yán)禁班前飲酒,嚴(yán)禁脫崗、串崗,不得做與工作無關(guān)的事情。4)現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須嚴(yán)格遵守鐵路施工規(guī)程,施工必須嚴(yán)格服從現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)人員的統(tǒng)一指揮,不得擅自提前進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。5)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)具的進(jìn)出、倒運(yùn)必須在得到現(xiàn)場(chǎng)鐵路安全防護(hù)人員的確認(rèn)下方可進(jìn)行作業(yè)施工,施工人員必須快速行走在人行通道上,緊急避車時(shí)應(yīng)就近站在避車臺(tái)內(nèi),面朝來車方向。6)作業(yè)人員在作業(yè)中必須按規(guī)定著裝、配戴防護(hù)用品,正確使用防護(hù)用具,嚴(yán)格執(zhí)行安全技術(shù)操作規(guī)程。7)使用的電力設(shè)備必須有安全措施,宿舍和倉庫等處不準(zhǔn)亂接用電設(shè)備,以防觸電。施工作業(yè)過程必須做到安全用電,施工隊(duì)配備專門的電工。8)作業(yè)時(shí)必須設(shè)安全防護(hù)。防護(hù)員必須攜帶能監(jiān)聽列車運(yùn)行的無線通訊設(shè)備,并在住站設(shè)聯(lián)絡(luò)員,相互間要采取有效通訊手段進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。9)作業(yè)前,施工作業(yè)負(fù)責(zé)人和機(jī)具使用人要對(duì)機(jī)具進(jìn)行檢查,有安全隱患的機(jī)具不能使用。10)交叉作業(yè)時(shí)加固注漿施工要服從于項(xiàng)目的整體安排,及時(shí)與其他施工班組交換信息,保證各方順利施工。11)堆放、裝卸和搬運(yùn)材料,宜使用機(jī)械化或半機(jī)械化作業(yè)方式。人工作業(yè)時(shí),應(yīng)組織足夠的勞力,選用適當(dāng)?shù)墓ぞ撸蓪H私y(tǒng)一指揮進(jìn)行。12)任何人在任何時(shí)間禁止將金屬物品或其他易導(dǎo)電的物品放置或進(jìn)入接觸網(wǎng)2 m以內(nèi)的范圍。13)作業(yè)過程中不得損壞線路及周圍任何設(shè)施,如有問題及時(shí)匯報(bào)。
侯月線鐵路橋梁加固后,提高了橋梁的橫向剛度和橫向自振頻率,梁體橫向振幅符合《橋檢規(guī)》限值及重載貨車提速要求,加強(qiáng)了橋梁的穩(wěn)定性。
[1] 徐 犇.橋梁檢測(cè)與維修加固百問[M].北京:人民交通出版社,2007.
[2] 姚鴻博,王 勃.鐵路工務(wù)實(shí)踐技能[Z].2009.
[3] 馬廣德.梁橋加固方法評(píng)述與梁體外預(yù)應(yīng)力加固方法[Z].2004.
[4] TB 10002.2-99,鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(T梁)[S].