周 恒 , 韓延勤 , 李桂君

（兗礦集團鐵路運輸處，山東 鄒城 273500）

1 礦區(qū)鐵路橋梁支架存在的問題

兗礦集團自營鐵路大小橋梁共43 座，長度約5593 延米，其中特大橋2 座，大橋4 座，其余為中小橋，主要結(jié)構(gòu)形式為簡支梁結(jié)構(gòu)，橋梁兩側(cè)為鋼結(jié)構(gòu)支架支撐的人行道及護欄，鋼結(jié)構(gòu)支架通過預埋的固定螺栓與橋梁梁體連接。鋼結(jié)構(gòu)支架與橋梁梁體連接螺栓出現(xiàn)銹蝕、脫落、拔出，支架角鋼銹蝕、開裂等現(xiàn)象，致使人行道及護欄鋼結(jié)構(gòu)支架出現(xiàn)下墜，嚴重的部分甚至出現(xiàn)人行道及護欄傾斜達20°，嚴重威脅作業(yè)人員安全；同時在人行道及護欄兩側(cè)，常敷設有鐵路信號通信電纜及光纜、電力電纜等，一旦出現(xiàn)人行道及護欄墜落，將直接造成電纜光纜斷裂，中斷鐵路行車，存在極大的安全隱患。

2 礦區(qū)鐵路簡支梁橋人行道及護欄支架病害修復的必要性

鑒于礦區(qū)鐵路多座簡支梁橋人行道及護欄鋼結(jié)構(gòu)支架（以下簡稱“橋梁支架”）存在的病害情況，選取一座具有代表性的橋梁進行病害修復治理技術(shù)研究非常必要。電廠線K5+370 處的勝利河橋，橋長159m，結(jié)構(gòu)為簡支梁有碴橋，橋梁兩側(cè)各設有鋼結(jié)構(gòu)支架支撐的1.5 米寬鋼制人行道及護欄，護欄東側(cè)敷設有槽鋼防護的信號及通信電纜。經(jīng)30 多年的應用，該橋梁鋼結(jié)構(gòu)支架與橋梁固定連接螺栓出現(xiàn)銹蝕、脫落、拔出，支架銹蝕、局部開裂等情況，鋼結(jié)構(gòu)支架連續(xù)失效導致橋東端兩側(cè)人行道及護欄出現(xiàn)整體傾斜下墜30～50cm，長度22.0m，橋西部南側(cè)局部護欄傾斜下墜30- 40cm，長度16.5m，傾斜下墜傾角達20°以上，作業(yè)人員無法上橋作業(yè)；同時橋梁護欄支架如繼續(xù)下墜會導致電纜光纜拉斷，進而影響鐵路運輸。如何解決礦區(qū)鐵路簡支梁橋鋼結(jié)構(gòu)支架存在的病害問題，消除線路存在的安全隱患，確保鐵路設施安全、持續(xù)、穩(wěn)定運行，是工程技術(shù)人員亟需解決的問題。

3 治理技術(shù)方案

3.1 設計方案及研發(fā)應用過程

本著科學合理、安全可靠、經(jīng)濟適用的原則，開展電廠線勝利橋梁支架病害修復治理技術(shù)研究，消除礦區(qū)鐵路簡支梁橋人行道及護欄存在的隱患。結(jié)合橋梁支架、人行道及護欄存在的不同程度的病害，研究在不影響行車安全的前提下，對支架采用自行設計螺栓組件連接、高強度化學螺栓錨固等新工藝、新材料，同時對局部損壞嚴重的支架、人行道及護欄整體更換，對既有電纜槽及電纜提前防護，確保作業(yè)人員、既有設施及行車安全。研發(fā)應用過程：現(xiàn)場調(diào)查勝利河橋橋梁支架、人行道及護欄存在病害位置及程度→初步方案設計→現(xiàn)場螺栓組件及錨固試驗→完善設計圖紙（見圖1）和治理方案→治理機具及材料準備→人行道電纜槽防護→橋梁支架加工、制作→拆除失效護欄及支架→清理道碴溝、錨固化學螺栓→螺栓組合構(gòu)件安裝→橋梁支架欄安裝→人行道及護欄除銹、刷漆→電纜槽恢復。

圖1 橋梁支架病害修復治理設計圖

3.2 關鍵技術(shù)

3.2.1 自行設計固定螺栓組合構(gòu)件

勝利河橋既有橋梁鋼結(jié)構(gòu)支架上部螺栓安裝位置處于梁體擋碴墻上部邊緣，擋碴墻頂部寬度約15cm，長時間風化出現(xiàn)裂紋脫落現(xiàn)象，并且內(nèi)部鋼筋密布無法直接鉆眼錨固螺栓。為避免損傷橋梁鋼筋，根據(jù)現(xiàn)場情況，課題組經(jīng)過多次現(xiàn)場試驗、研究論證，自行設計了橋梁支架固定螺栓組合構(gòu)件（如圖1 所示）。具體設計方案：在橋梁鋼筋空隙鉆眼，用加工L型螺栓穿眼與橋梁內(nèi)側(cè)錨固的化學螺栓焊接，橋梁內(nèi)側(cè)清理石碴至梁體底板，在地板鉆眼錨固化學螺栓，用等直徑的鋼筋與L 型螺栓焊接，在梁體內(nèi)側(cè)L 型螺栓水平段套置一塊加工好的鋼板（200*150*8），鋼板緊貼梁體內(nèi)側(cè)壁與螺栓焊接。L 型螺栓、方形鋼板、底板錨固化學螺栓連成一體成為固定螺栓組合構(gòu)件。在梁體內(nèi)側(cè)組件周圍綁扎“井”字形鋼筋網(wǎng)，梁體內(nèi)壁鑿毛用C30 砼將螺栓組合構(gòu)件與鋼筋網(wǎng)澆筑在一起，新澆筑砼體積為350*250*300。用加工L 型螺栓穿眼與橋梁內(nèi)側(cè)底板錨固的化學螺栓用等直徑的鋼筋焊接，在梁體內(nèi)側(cè)L 型螺栓水平段套置一塊鋼板（200*150*8）。錨固支架的同時對橋梁擋碴墻起到加固作用。

圖2 固定螺栓組合構(gòu)件及安裝設計圖

3.2.2 引入、應用高強度化學螺栓錨固

支架下部螺栓及內(nèi)側(cè)底板采用高強度化學錨固螺栓，錨固力強，形同預埋無膨脹應力，經(jīng)試用后效果良好。高強化學錨栓是由乙烯基樹脂為主體原料的高強度錨栓，耐酸堿、耐低溫、耐老化耐熱性能良好，常溫下無蠕變耐水漬，在潮濕環(huán)境中長期負荷穩(wěn)定，抗焊性、阻燃性能良好，抗震性能良好；其優(yōu)勢是錨固力強，形同預埋無膨脹應力，邊距間距小安裝快捷，凝固迅速，節(jié)省施工時間；采用玻璃管包裝利于目測管劑質(zhì)量，玻璃管粉碎后充當細骨料，粘接充分。具體實施方案：采用M20×260 螺栓，化學膠管為HYJ20，鉆孔直徑為24mm，鉆孔深度170mm，鉆孔時根據(jù)螺栓規(guī)格對應直徑與深度要求，鉆孔完畢用毛刷和氣筒徹底清空，通常反復三次；植入膠管將高強化學膠管按方向植入孔中，埋入螺栓，用電動工具將螺栓鉆入孔中，鉆速應不大于750r/min；靜置硬化，根據(jù)治理現(xiàn)場環(huán)境溫度，等待足夠時間硬化；最后安裝角鋼支架。

3.2.3 人行道及護欄的局部更換及加強修復治理

依據(jù)設計院出具的設計方案，需對勝利河橋（長175m）兩側(cè)人行道及護欄全部更換，需治理資金80 萬元。課題組針對橋梁支架、人行道及護欄損壞輕重不一，多次組織現(xiàn)場評估、鑒定、測量，確定對嚴重下墜部分進行了整垮拆除更換（兩側(cè)共計60.5m），對其他部位進行了加固處理（100 處）的方案。根據(jù)橋梁人行道寬度確定支架長度，支架采用L75×75×8 角鋼，手弧焊形式焊接，下料時加工坡口，將焊縫兩側(cè)20～30mm 范圍內(nèi)用丙酮擦凈。焊接時不要在焊件上隨意引弧，焊后可采取強制冷卻措施，加速接頭冷卻速度。

圖3 橋梁人行道及護欄、支架斷面圖

4 橋梁支架病害修復治理技術(shù)的應用效果

課題組組織完成了電廠線勝利河橋橋梁支架的病害修復治理，經(jīng)過1 年多的現(xiàn)場持續(xù)應用，效果良好，有效解決了橋梁支架關鍵節(jié)點病害治理的問題，消除了安全隱患，確保了作業(yè)人員、鐵路設施及行車安全，實現(xiàn)了鐵路運輸?shù)陌踩珪惩?；該治理方案因地制宜、安全可靠、成本低、易實施，提高了治理效率，?jié)約了大量資金；為礦區(qū)鐵路橋梁支架、人行道及護欄修復治理提供了科學依據(jù)與指導，對其他地段出現(xiàn)類似問題的橋梁均可參照治理，具有廣泛的推廣應用價值。