秦美榮 上海鐵路局上海工務(wù)段

鋼梁板橋搖軸支座縱向位移病害整治的實(shí)踐

秦美榮 上海鐵路局上海工務(wù)段

對(duì)京滬線新孟河橋32 m下承式鋼梁板橋搖軸支座縱向病害分析，采用活動(dòng)支座端頂梁，移動(dòng)支座錨栓使支座底板相對(duì)于搖軸處于正確位置。

鋼梁板橋；搖軸支座；縱向位移；病害整治

1 概況

京滬線K1267+181 2468#橋（新孟河橋）為3孔為L(zhǎng)P＝16m鋼筋砼梁及1-LP＝32 m下承式鋼板梁組成的復(fù)線橋，全長(zhǎng)96.9 m，建成年度1960年。橋上線路情況：P60軌無(wú)縫線路，直線，平坡，允許速度160 km/h，鎖定軌溫下行為33.1°，上行右33.5°左31.8°，電氣化區(qū)段，單孔鋼梁重83 t。

1985年3 月發(fā)現(xiàn)該橋搖軸支座牙板在座板頂面出現(xiàn)水平裂紋，橋梁工區(qū)對(duì)裂紋做了處理，沒(méi)過(guò)多久該裂紋又重現(xiàn)，而且有擴(kuò)展速度增快趨勢(shì)，至2013年底，先后三次對(duì)4個(gè)活動(dòng)支座牙板焊補(bǔ)更換。該橋2孔鋼板梁寧端4個(gè)活動(dòng)搖軸支座上擺均有不同程度縱向位移，最大水平達(dá)49 mm，以至于支座兩側(cè)牙板被剪斷，破壞了支座穩(wěn)定性，危及鋼梁安全，對(duì)行車帶來(lái)安全隱患，經(jīng)報(bào)批上海鐵路局同意對(duì)該橋支座病害進(jìn)行大修整治。

2 原因分析

（1）橋頭及橋上無(wú)縫線路在那段時(shí)間無(wú)較大的施工作業(yè)，檢查橋上鋼軌無(wú)爬行現(xiàn)象。鋼梁、固定支座及墩臺(tái)無(wú)異常變化。

（2）觀測(cè)剪斷的牙板，發(fā)現(xiàn)根部一側(cè)與下擺底板頂死，并且有明顯的磨損痕跡。測(cè)量支座位移，發(fā)現(xiàn)4個(gè)支座均超過(guò)容許位移量，因此，可以斷定，牙板的斷裂是因?yàn)橹ё装宀徽腊迨芸v向力過(guò)大而造成。

（3）該橋支座存在搖軸傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)角度較小的缺陷。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，搖軸傾角達(dá)到4°時(shí)，牙板即受擠壓開(kāi)始變形，搖軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度滿足不了位移的需求，導(dǎo)致上擺帶動(dòng)搖軸一起向跨中移動(dòng)，支座牙板和牙板螺栓被剪斷。

（4）該橋使用年限久遠(yuǎn)，支座部件長(zhǎng)期承受上部構(gòu)造恒載和活載作用及晝夜溫度變化對(duì)線橋設(shè)備造成極大沖擊和振動(dòng)，直接影響到橋梁部件的使用壽命。

3 整治方案

根據(jù)位移造成的后果，采取改進(jìn)牙板設(shè)置和頂梁整正下座板的辦法解決。

3.1 新牙板寬度適當(dāng)?shù)臏p小以增大支座的位移調(diào)整量

根據(jù)觀測(cè)，常州當(dāng)?shù)啬曜畹蜌鉁卦?8℃，有記載歷史最低氣溫為-18℃，新牙板安裝后應(yīng)預(yù)留的調(diào)整量

△＝0.0000118×（18-8）×32 000＝3.8（mm）取△＝4 mm。

也就是說(shuō)，新牙板單側(cè)寬度減小4 mm，就可以滿足極端低溫時(shí)的梁端位移。同時(shí)要確保新牙板的強(qiáng)度大于舊牙板，選用強(qiáng)度更高的材料，由既有的A3鋼改用Q345B，并適當(dāng)增加厚度。

既有牙板是在受到搖軸底步縱向剪力而破壞的，預(yù)留調(diào)整量后，只有新牙板的受剪面積大于舊板即可滿足強(qiáng)度要求。

舊板受剪截面積S舊＝60×20＝1 200 mm2；

新板受剪截面積S新＝52×25＝1 300 mm2，符合要求。

3.2 頂梁整正下座板

（1）施工前聯(lián)系相關(guān)部門作好現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和施工交底。

（2）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況詳細(xì)分析，對(duì)梁端、人行道、橋面等全面檢查，有影響頂梁的情況均預(yù)先拆除，消滅（兩梁之間連接的人行道螺栓及外側(cè)人行道連接的螺栓事先松開(kāi)，梁另一端頂梁封鎖前用硬木抄實(shí)頂死），對(duì)橋上現(xiàn)有電纜等設(shè)備做好保護(hù)措施。

（3）調(diào)查、測(cè)量支座位置，確定好千斤頂?shù)奈恢?。?jīng)調(diào)查：支座與放置千斤頂位置距離80cm，兩千斤頂位置距離3.8m，千斤頂放置位置凈高為（56～58）cm,現(xiàn)場(chǎng)取孔鉆操作空間為53 cm。千斤頂?shù)奈恢茫夯顒?dòng)支座端橫梁頂梁預(yù)留位置放置千斤頂。

（4）計(jì)算支座下座板的撥移量（相對(duì)于上擺）

下座板撥移量按下面公式求得

式中△1——下座板撥移量（mm）；

δ0——下座板正常的偏移量；

δ1——下座板實(shí)際的偏移量（mm）“-”表示伸向伸向跨度以外。

下座板正常的偏移量可按下列公式計(jì)算求得δ0＝αL（t0-t）：式中α—線膨脹系數(shù)，鋼為0.0000118

L—梁的跨度（cm）；

t—施工時(shí)梁的溫度（°C）；

t0—設(shè)計(jì)安裝時(shí)支座溫度，即支座下擺、底板和軸各中心線重合時(shí)的溫度，可按下式求得：

t0＝（t0p±△k/2αL）

式中 t0p—一年中最高和最低溫度的平均值（°C）；

△k—活載所產(chǎn)生的梁端縱向位移（cm），主梁下弦桿支承在支座上的用（+），上弦桿支承在支座上的用（-）。

△k/2αL的近似值，鋼板梁為20°C，溫度值應(yīng)連同本身符號(hào)代入公式。

根據(jù)公式和實(shí)測(cè)偏移量計(jì)算出的撥移量為：

下行南側(cè)+300 mm,北側(cè)+15 mm;上行南側(cè)+18 mm,北側(cè)+ 23 mm。

固定支座梁端頂梁封鎖前用硬木抄實(shí)，控制梁體自由伸縮。

（5）鋪設(shè)腳手板作為施工用腳手架，腳手架必須有足夠強(qiáng)度，同時(shí)作好保護(hù)措施，以免腳手架被過(guò)往船只撞壞，確保施工和人身安全。夜間如不拆除腳手架，點(diǎn)警示燈防護(hù)，并派人看守，腳手架尺寸結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況搭設(shè)，腳手架吊繩采用Φ25白棕繩。

（6）做好千斤頂墊木、頂梁時(shí)頂鐵保險(xiǎn)等。保險(xiǎn)在千斤頂內(nèi)側(cè)，用頂鐵保險(xiǎn)及架支點(diǎn)加固，必須有足夠承載能力及穩(wěn)定性，安放千斤頂要平整，上下加墊10 mm鋼板，根據(jù)千斤頂安放位置及高度找平，下部用4根線路木短枕（長(zhǎng)40 cm）捆扎牢固，千斤頂在使用前要進(jìn)行試驗(yàn)。

（7）支座全面清潔，搖軸間流油要清除干凈，暴露其支座桿件和結(jié)構(gòu)。搖軸支頭螺栓加油后上緊，支座防震架全面清除，活動(dòng)支座上座板和下床板要用角鐵剛性聯(lián)接，防止頂梁時(shí)支座傾倒，同時(shí)起到頂梁時(shí)可將支座底板同時(shí)抬高的作用。

（8）封鎖前鑿除14只錨栓外圍砼，事先加工好需更換的14只錨栓成品，臨近電氣化立柱側(cè)2只錨栓，本次大修不更換，現(xiàn)場(chǎng)定好位置，電鉆鑿除外圍部分砼，孔眼擴(kuò)孔。支座錨栓重新定位用BY-JG45自流平加固料，灌漿料必須要有材料性能等技術(shù)參數(shù)的資料，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的配合比調(diào)制。

（9）事先加工好支座牙板及各種硬木等，千斤頂、空心鉆等各種工機(jī)具全面檢查，確認(rèn)狀態(tài)完好方可使用，各種工具事先列好清單，備足帶齊，對(duì)千斤頂進(jìn)行檢驗(yàn)，照明設(shè)備狀態(tài)良好及數(shù)量要充足。

（10）對(duì)防護(hù)信號(hào)、對(duì)講機(jī)進(jìn)行清點(diǎn)、充電，確認(rèn)使用性能完好。防護(hù)與慢行辦法應(yīng)按《安規(guī)》規(guī)定設(shè)置防護(hù)，由車間副主任以上到現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)。

主要施工工藝：鑿除部分墊石→頂梁→移動(dòng)底板→落梁→重新錨固螺栓

3.3 頂梁布置（見(jiàn)圖1）

圖1 頂梁布置

根據(jù)梁底凈空、恒載反力大小和必要的頂力儲(chǔ)備量，選擇2臺(tái)100 t千斤頂，操作時(shí)同時(shí)起落。

做好千斤頂墊木、頂梁時(shí)頂鐵保險(xiǎn)等。保險(xiǎn)在千斤頂內(nèi)側(cè)，用頂鐵保險(xiǎn)及架支點(diǎn)加固，必須有足夠承載能力及穩(wěn)定性，安放千斤頂要平整，上下加墊10 mm鋼板，根據(jù)千斤頂安放位置及高度找平，下部用4根線路木短枕（長(zhǎng)40 cm）捆扎牢固，千斤頂在使用前要進(jìn)行試驗(yàn)。

3.4 主要施工步驟（見(jiàn)圖2）

圖2 施工步驟

該整治項(xiàng)目于2015年9月16日實(shí)施完成，經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)營(yíng)實(shí)踐證明，整治效果良好，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的牙板變形和剪斷問(wèn)題，梁體、支座和橋墩均沒(méi)有出現(xiàn)異常。

[1]居炎飛.聶興信.現(xiàn)代橋梁工程施工技術(shù)通病防治及可靠性評(píng)估實(shí)用手冊(cè).北京電子出版物出版中心.2003.

[2]王嶺海.劉斌.鐵路橋梁涵洞隧道緊急搶修及檢測(cè)養(yǎng)護(hù)實(shí)用手冊(cè).北京科大電子出版社.2005.

[3]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則.中國(guó)鐵道出版社. 2012.

[4]中國(guó)鐵路總公司.普速鐵路工務(wù)安全規(guī)則.2014.

責(zé)任編輯：許耀元 張建強(qiáng)

來(lái)稿日期：2016-08-03