h區(qū)段混凝土梁橫向加固施工技術(shù)

　　論文摘要：本文介紹混凝土梁200km/h區(qū)段橫向加固施工方法，為混凝土梁的橫向加固施工保駕護(hù)航，并且為今后同類橋梁加固施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

　　論文關(guān)鍵詞：混凝土梁加固,施工

　　隨著我國鐵路的跨越式發(fā)展，列車速度不斷提高，運(yùn)量不斷增大，既有線混凝土橋梁的安全儲(chǔ)備越來越低，從而使原有橋梁病害加劇，突出反映在，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁因上拱度超限而引起的橫向振幅超限、橫隔板斷裂等問題，已成為鐵路提速的巨大隱患。幾年來，我們采用鐵科院鐵建所的研究成果，對上拱度值小于100mm的32m預(yù)應(yīng)力混凝土梁進(jìn)行橫向加固，增設(shè)橫隔板后，有效地提高了梁跨的橫向剛度和彎曲抗裂性，滿足了提速的要求。

　　一、提速加固設(shè)計(jì)

　　1、提速加固技術(shù)條件

　　（1）滿足客車200km/h安全通過，梁體跨中橫向振幅滿足設(shè)計(jì)要求。

　　（2）在D35特種車輛按40km/h通過時(shí)，梁體下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力。

　　（3）加固后結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的耐久性。

　　（4）加固工程的實(shí)施不影響線路正常運(yùn)營。

　　2、提速加固的措施

　　（1）通過增設(shè)橫向水平聯(lián)結(jié)板，提高梁體橫向剛度。

　　（2）通過增設(shè)預(yù)應(yīng)力筋，提高梁體抗裂性。

　　（3）預(yù)應(yīng)力筋采用帶有護(hù)套的預(yù)應(yīng)力筋，保證其耐久性，并可以更換；同時(shí)加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋及普通結(jié)構(gòu)筋的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高加固體系的整體耐久性。

　　3、橫向加固設(shè)計(jì)

　　在兩片32m預(yù)應(yīng)力梁中間橫隔板處上、下翼緣、腹板處增設(shè)9快水平聯(lián)結(jié)板，兩片梁中間增設(shè)4個(gè)環(huán)形聯(lián)結(jié)板。同時(shí)對各聯(lián)結(jié)板施加預(yù)應(yīng)力，采用混凝土等級(jí)C50，保證聯(lián)結(jié)板與兩片梁的良好聯(lián)結(jié)。每塊聯(lián)結(jié)板均布置預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋采用Ф15.24mm（1-7Ф5）抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860MPa無粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼鉸線。張拉控制力為0.76fpv，并采用專用錨具減少預(yù)應(yīng)力筋的回縮損失。聯(lián)結(jié)板混凝土灌注采用上、下振搗，以保證混凝土良好的密實(shí)性。

　　二、提速加固施工

　　1、加固工程工藝流程

　　探測梁體內(nèi)鋼筋走向，確定橫向預(yù)應(yīng)力筋的位置腹板鉆孔梁體表面鑿毛及鉆錨固孔埋設(shè)錨固筋綁扎普通鋼筋布設(shè)無粘結(jié)鋼鉸線橋面設(shè)置混凝土灌注口模板安裝兩片梁間增設(shè)支撐預(yù)應(yīng)力筋初張拉灌注混凝土混凝土養(yǎng)護(hù)拆除支撐拆除模板混凝土表面刷養(yǎng)護(hù)劑撤去兩片梁間頂梁硬木預(yù)應(yīng)力筋終張拉切割外露鋼鉸線壓漿及封錨涂防水涂料。

　　2、探測梁體鋼筋走向、確定加固筋鉆孔位置、橫向預(yù)應(yīng)力筋鉆孔位置與鉆孔

　　（1）目測檢查梁體表面是否平整，不平整處應(yīng)將梁體表面打磨平整或用水泥砂漿抹平后再進(jìn)行探測。

　　（2）在圖紙標(biāo)明的設(shè)計(jì)鉆孔位置附近，用鋼筋探測儀探明主梁腹板內(nèi)鋼筋的實(shí)際分布情況，再確定橫向預(yù)應(yīng)力筋穿越腹板的位置，以免鉆傷梁內(nèi)既有鋼筋。

　　（3）按照探測出的梁內(nèi)鋼筋分布現(xiàn)狀在梁體表面作出醒目標(biāo)記。

　　（4）兼顧兩片梁對應(yīng)部位的鋼筋分布，確定預(yù)應(yīng)力筋的鉆孔位置，若孔位無法避開主筋或其他障礙物時(shí)可適當(dāng)移動(dòng)，但距設(shè)計(jì)位置不大于50mm。

　　（5）安裝膨脹螺栓，把鉆機(jī)底盤固定在梁體腹板上。調(diào)整底盤上的調(diào)節(jié)螺栓，使鉆桿保持水平并垂直于腹板。鉆孔時(shí)應(yīng)使鉆桿保持平穩(wěn)，以免鉆出斜孔或損壞鉆機(jī)、鉆桿。

　　（6）當(dāng)一片梁鉆孔完成后，穿入一根直鋼筋，核對另一片梁對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力筋孔。

　　（7）鉆孔時(shí)，嚴(yán)禁損傷梁內(nèi)主筋。

　　（8）成孔后，孔眼必須用清水洗干凈，與梁體結(jié)合面應(yīng)鑿毛，清除浮漿，并清洗干凈，以增加新老混凝土之間的粘結(jié)力。

　　3、錨固、綁扎鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋安裝

　　（1）鋼筋錨固前清孔，保證孔內(nèi)無雜物。

　　（2）鋼筋錨固

　　a、有預(yù)應(yīng)力筋處的普通鋼筋采用早強(qiáng)型錨固劑錨固。錨固劑填滿孔眼后迅速插入需錨固的鋼筋，用手錘打緊，抹平孔口。

　　b、無預(yù)應(yīng)力筋處的水平鋼筋采用植筋膠錨固，嚴(yán)格按照環(huán)境溫度控制固化時(shí)間并符合植筋的技術(shù)要求，清孔不得用水沖洗，植筋膠填滿孔深約2/3處后，迅速將鋼筋旋轉(zhuǎn)插入直至孔底，抹平孔口。

　　（3）鋼筋按要求搭接、合理布置、牢固綁扎。

　　（4）預(yù)應(yīng)力筋下料長度按照下式計(jì)算，并通過試用后再行修正：

　　L＝l+2L1+L2+L3

　　式中L預(yù)應(yīng)力筋下料長度；

　　l錨墊板外端面間孔道實(shí)測長度；

　　L1錨具長度；

　　L2張拉千斤頂支承端面到槽行口外端面間的距離；

　　L3被動(dòng)端預(yù)應(yīng)力筋外露長度(不小于30mm)。

　　（5）切割預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，嚴(yán)禁使用電弧、乙炔切割。

　　（6）預(yù)應(yīng)力筋安裝就位時(shí)，應(yīng)保持水平、順直。

　　4、設(shè)置橋面混凝土灌筑口

　　灌注口設(shè)在增設(shè)水平聯(lián)結(jié)板及增厚豎向橫隔板上方橋面梁縫間，遇梁縫過小影響混凝土灌注時(shí)，可適當(dāng)鑿除道砟槽邊緣。

　　5、安裝模板

　　（1）模板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能安全可靠地承受新灌注混凝土的重力、側(cè)壓力、列車和附著式震動(dòng)器的震動(dòng)荷載。

　　（2）模板在安裝前應(yīng)刷涂脫模劑。

　　（3）模板表面應(yīng)平整，便于安裝、拆卸。

　　（4）模板應(yīng)穩(wěn)固地依托于粱體，確保列車通過時(shí)模板與梁體無相對位移。

　　6、預(yù)應(yīng)力筋初張拉

　　（1）初張拉前，新增水平聯(lián)結(jié)板、增厚豎向橫隔板處梁部上、下方增設(shè)支撐。（3）橫向初張拉前預(yù)應(yīng)力筋兩端放置錨下鋼墊板，鋼墊板用粘合劑粘牢于梁上，并安裝專用錨具，預(yù)應(yīng)力筋露出錨具被動(dòng)端長度不小于30mm，主動(dòng)端根據(jù)所用張拉設(shè)備型號(hào)確定預(yù)留長度。

　　（4）初張拉時(shí)每根預(yù)應(yīng)力筋張拉力為40kN。張拉時(shí)油泵進(jìn)油要緩慢、平穩(wěn)，到預(yù)定張拉值后，回油卸荷。預(yù)應(yīng)力筋張拉應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，每次對稱張拉兩根。

　　（5）預(yù)應(yīng)力筋初張拉完成后應(yīng)及時(shí)灌筑混凝土。

　　7、灌注混凝土

　　（1）水泥、砂、碎石均應(yīng)按規(guī)定取樣檢驗(yàn)，當(dāng)使用外加劑時(shí)應(yīng)同時(shí)檢驗(yàn)，通過試驗(yàn)確定配合比。混凝土的坍落度一般為8cm10cm。

　　（2）混凝土拌制程序?yàn)椋荷?水泥+石子+減水劑，干拌均勻，加水?dāng)嚢柚敝涟韬臀锏暮鸵仔詽M足施工要求后出料。

　　（3）混凝土應(yīng)使用機(jī)械拌制．特殊情況可用人工拌制少量混凝土。

　　（4）混凝土宜分3次灌筑，第一次灌筑總量的1／2，用振搗器振搗密實(shí)，第二次灌筑直至與進(jìn)料口平齊，再振搗密實(shí)，最后填實(shí)整個(gè)隔板和梁縫，振搗密實(shí)后抹平，確保梁縫不積水。

　　（5）混凝土灌筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)因故間歇時(shí)，其允許間歇時(shí)間應(yīng)按{鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范》執(zhí)行。

　　（6）在灌筑豎向橫隔板、水平聯(lián)結(jié)板混凝土的同時(shí)，應(yīng)按規(guī)定制作混凝土抗壓強(qiáng)度試件。當(dāng)設(shè)計(jì)有要求時(shí)，還應(yīng)制作彈性模量試件。

　　8、混凝土養(yǎng)護(hù)

　　拆模后，在混凝土表面應(yīng)刷涂養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。

　　9、預(yù)應(yīng)力筋終張拉

　　（1）橫向聯(lián)結(jié)板混凝土強(qiáng)度、彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的80％后，方可進(jìn)行終張拉．

　　（2）用AMl51錨具時(shí)，每根預(yù)應(yīng)力筋張拉分二次完成；第一次張拉至設(shè)計(jì)值，卸荷后裝上支腿，再次張拉至設(shè)計(jì)值，鎖緊錨頭外螺母后回油卸荷。用BSMl51d錨具時(shí)可一次完成終張拉。其他錨具按配套張拉設(shè)備的不同要求進(jìn)行張拉作業(yè)．

　　（3）控制張拉應(yīng)以控制應(yīng)力為主，測量伸長值進(jìn)行校核，當(dāng)實(shí)測值與理論計(jì)算值相差大于土6％時(shí)，應(yīng)查明原因，及時(shí)處理后再繼續(xù)張拉．

　　（4）張拉至控制應(yīng)力，測量預(yù)應(yīng)力筋的伸長值，持荷5min，千斤頂回油，鎖定錨具。

　　10、壓漿及封錨

　　（1）預(yù)應(yīng)力筋終張拉完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行壓漿處理。壓漿材料應(yīng)采用高性能、無收縮、防腐蝕灌漿劑。當(dāng)使用無粘結(jié)鋼絞線時(shí)，不壓漿。

　　（2）封錨前錨具外露端涂黃油，安裝防水塑料蓋。

　　（3）預(yù)應(yīng)力筋的錨具防護(hù)采用鋼筋混凝土封端，其強(qiáng)度與隔板強(qiáng)度相同。

　　（4）封端混凝土模板轉(zhuǎn)角處宜設(shè)封端混凝土模板轉(zhuǎn)角處宜設(shè)置45倒角。

　　11、涂防水涂料

　　新增混凝土與梁體結(jié)合處，應(yīng)刷涂防水涂料。

　　三、質(zhì)量要求

　　1、材料檢驗(yàn)

　　（1）鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、水泥及砂石材料進(jìn)場后均應(yīng)送試驗(yàn)室檢驗(yàn)，合格后方準(zhǔn)使用。

　　（2）水泥宜選用符合GBl75標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)度等級(jí)為42．5的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。

　　（3）水泥必須儲(chǔ)存在干燥、通風(fēng)的環(huán)境中，堆垛高度不宜大于2．Om，堆垛應(yīng)架離地面0.2m以上并采取防雨雪措施．。

　　（4）砂應(yīng)選用符合JGJ5Z規(guī)定的中粗砂。

　　（5）石子應(yīng)選用符合了G了53規(guī)定的碎石，粒徑以5mm～20mm為宜。

　　（6）拌制用水以飲用水為宜，如果用其他水源時(shí)應(yīng)事先化驗(yàn)，符合要求后方準(zhǔn)使用。

　　（7）混凝土材料必須采用檢定合格的計(jì)量器具準(zhǔn)確計(jì)量。每盤混凝土材料的稱重允許偏差為，水泥土2％，砂、石子士3％，水及外加劑土1％。

　　（8）錨具在使用前，應(yīng)進(jìn)行外形外觀、硬度、錨固性能及工藝性能的抽樣檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格方能使用．

　　2、鉆孔

　　（1）鉆孔深度及直徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

　　（2）鉆孔應(yīng)與粱體表面垂直，不得傾斜。

　　（3）廢棄孔眼應(yīng)用錨固劑填實(shí)抹平．

　　3、混凝土強(qiáng)度及彈性模量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

　　4、新增混凝土外觀檢查

　　（1）表面光滑、平整，無蜂窩、麻面。

　　（2）與梁體聯(lián)結(jié)處平順、嚴(yán)密，邊角處少量不平整處應(yīng)修補(bǔ)整齊。

　　（3）防水涂料應(yīng)嚴(yán)密覆蓋于梁體聯(lián)結(jié)處，邊緣整齊、美觀。

　　5、其他

　　認(rèn)真填相關(guān)檢查證、檢查表。

　　四、安全事項(xiàng)

　　1、人身安全

　　（1）在區(qū)間或站內(nèi)正線作業(yè)來車時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)在距離列車本線不少于800m、鄰線不少于500m下道避車，橋上施工人員應(yīng)到避車臺(tái)避車．

　　線路允許速度大于120km／h的地段，特快旅客列車到達(dá)施工地點(diǎn)前10min，必須停止影響列車運(yùn)行的施工，且人員、設(shè)備等應(yīng)撤至距鋼軌頭部外側(cè)2m以外，施工機(jī)械、物料堆碼必須放置牢固。

　　（2）上橋作業(yè)時(shí)，必須設(shè)防護(hù)人員，當(dāng)視線不良時(shí)應(yīng)增加聯(lián)絡(luò)員。在繁忙干線作業(yè)時(shí)，應(yīng)設(shè)置駐站人員。

　　（3）在地面2m以上的高處及陡坡上作業(yè)，必須戴好安全帽，系好安全帶或安全繩，不準(zhǔn)穿帶釘或易溜滑的鞋。安全帶、安全繩每次使用前，使用人必須詳細(xì)檢查，每半年應(yīng)做一次鑒定，其方法為：

　　靜荷載試驗(yàn)：用靜荷載3000N的力拉5min；

　　沖擊試驗(yàn)：用800N重物體由3m高處自由墜落懸空。（4）木制腳手桿有效部分小頭直徑：立桿不得小于70mm，橫桿不得小于80mm。腳手板厚度不得小于50mm。腳手架負(fù)荷不得超過2700N／m．腳手桿間距不應(yīng)大于1．5m(經(jīng)檢算許可者除外)。

　　（5）霧、雨、雪天施工，施工場地清掃后再進(jìn)行作業(yè)。電器設(shè)備必須加設(shè)防護(hù)裝置，除電工外嚴(yán)禁其他人員私接電線。

　　（6）吊裝作業(yè)時(shí)，吊裝物下嚴(yán)禁站人。

　　（7）張拉時(shí)操作人員應(yīng)站在千斤頂?shù)膬蓚?cè)。

　　（8）使用電錘鉆孔時(shí)，要精力集中，雙手抓牢，防止卡鉆扭傷手臂。

　　（9）砂輪切割機(jī)必須有防護(hù)罩，使用前先檢查輪片是否完好，操作人員要戴好防護(hù)鏡，防止砂輪片或碎渣飛起傷人。

　　（10）在電氣化區(qū)段施工時(shí)，作業(yè)人員所帶的工具、材料等物與牽引供電設(shè)備的帶電部分需保持2m以上距離。

　　（11）發(fā)電機(jī)使用前，必須先接好地線，各種電器設(shè)備必須安裝合格的漏電保護(hù)器，并設(shè)專人檢查確認(rèn)良好，所有閘箱必須加鎖，各種電動(dòng)機(jī)具應(yīng)經(jīng)培訓(xùn)考試合格的人員持證操作。

　　（12）所有人員未戴安全帽，一律不得進(jìn)入施工現(xiàn)場。

　　2、行車安全

　　（1）設(shè)置橋面混凝土灌筑口，需要鑿除時(shí)使用的鋼釬長度不得高于軌頂。

　　（2）灌筑口扒碴時(shí)從線路中心向兩側(cè)延伸，各不得超過200mm。灌筑口要相隔扒開，扒開后的灌筑口應(yīng)立即安裝灌筑漏斗進(jìn)行混凝土灌筑，隔天灌筑的灌筑口要用編織袋裝碴回填，并應(yīng)隨時(shí)檢查線路狀況，做好記錄。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)向設(shè)備管理單位匯報(bào)。

　　（3）橋上堆放材料不得侵入建筑接近限界，并符合《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》規(guī)定，防止超限。

　　3、工務(wù)設(shè)備安全

　　（1）所有橋梁檢查口在使用完畢后，必須重新蓋好。

　　（2）扒開的道碴不得堆壓枕木頭，扒開的灌筑口在混凝土灌筑完畢后回碴填實(shí)。

　　五、施工體會(huì)

　　幾年來，通過對提速200km/h區(qū)段混凝土梁橫向加固施工，我們積累了一套完整的施工技術(shù)方案，煉就了一支技術(shù)過硬的施工隊(duì)伍，為今后同類施工奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)為鐵路提速做出了貢獻(xiàn)，提高了鐵路的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。今后，隨著鐵路的不斷提速，大修施工又面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，下一步我們將繼續(xù)改進(jìn)與完善橋梁加固施工工藝，進(jìn)一步提高管理水平，不斷滿足鐵路提速的需要。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 J259-2003,鐵路工程施工安全技術(shù)規(guī)程

　　2 J118-2001,鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范

　　3 京鐵科技通訊

　　4 鐵路技術(shù)管理規(guī)程

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