h区段混凝土梁横向加固施工技术

h区段混凝土梁横向加固施工技术

论文摘要：本文介绍混凝土梁200km/h区段横向加固施工方法，为混凝土梁的横向加固施工保驾护航，并且为今后同类桥梁加固施工积累了经验。

论文关键词：混凝土梁加固,施工

随着我国铁路的跨越式发展，列车速度不断提高，运量不断增大，既有线混凝土桥梁的安全储备越来越低，从而使原有桥梁病害加剧，突出反映在，预应力钢筋混凝土桥梁因上拱度超限而引起的横向振幅超限、横隔板断裂等问题，已成为铁路提速的巨大隐患。几年来，我们采用铁科院铁建所的研究成果，对上拱度值小于100mm的32m预应力混凝土梁进行横向加固，增设横隔板后，有效地提高了梁跨的横向刚度和弯曲抗裂性，满足了提速的要求。

一、提速加固设计

1、提速加固技术条件

（1）满足客车200km/h安全通过，梁体跨中横向振幅满足设计要求。

（2）在D35特种车辆按40km/h通过时，梁体下缘不出现拉应力。

（3）加固后结构应有足够的耐久性。

（4）加固工程的实施不影响线路正常运营。

2、提速加固的措施

（1）通过增设横向水平联结板，提高梁体横向刚度。

（2）通过增设预应力筋，提高梁体抗裂性。

（3）预应力筋采用带有护套的预应力筋，保证其耐久性，并可以更换；同时加强预应力筋及普通结构筋的细部结构设计，提高加固体系的整体耐久性。

3、横向加固设计

在两片32m预应力梁中间横隔板处上、下翼缘、腹板处增设9快水平联结板，两片梁中间增设4个环形联结板。同时对各联结板施加预应力，采用混凝土等级C50，保证联结板与两片梁的良好联结。每块联结板均布置预应力筋，预应力筋采用Ф15.24mm（1-7Ф5）抗拉强度标准值为1860MPa无粘结低松弛预应力钢铰线。张拉控制力为0.76fpv，并采用专用锚具减少预应力筋的回缩损失。联结板混凝土灌注采用上、下振捣，以保证混凝土良好的密实性。

二、提速加固施工

1、加固工程工艺流程

探测梁体内钢筋走向，确定横向预应力筋的位置腹板钻孔梁体表面凿毛及钻锚固孔埋设锚固筋绑扎普通钢筋布设无粘结钢铰线桥面设置混凝土灌注口模板安装两片梁间增设支撑预应力筋初张拉灌注混凝土混凝土养护拆除支撑拆除模板混凝土表面刷养护剂撤去两片梁间顶梁硬木预应力筋终张拉切割外露钢铰线压浆及封锚涂防水涂料。

2、探测梁体钢筋走向、确定加固筋钻孔位置、横向预应力筋钻孔位置与钻孔

（1）目测检查梁体表面是否平整，不平整处应将梁体表面打磨平整或用水泥砂浆抹平后再进行探测。

（2）在图纸标明的设计钻孔位置附近，用钢筋探测仪探明主梁腹板内钢筋的实际分布情况，再确定横向预应力筋穿越腹板的位置，以免钻伤梁内既有钢筋。

（3）按照探测出的梁内钢筋分布现状在梁体表面作出醒目标记。

（4）兼顾两片梁对应部位的钢筋分布，确定预应力筋的钻孔位置，若孔位无法避开主筋或其他障碍物时可适当移动，但距设计位置不大于50mm。

（5）安装膨胀螺栓，把钻机底盘固定在梁体腹板上。调整底盘上的调节螺栓，使钻杆保持水平并垂直于腹板。钻孔时应使钻杆保持平稳，以免钻出斜孔或损坏钻机、钻杆。

（6）当一片梁钻孔完成后，穿入一根直钢筋，核对另一片梁对应的预应力筋孔。

（7）钻孔时，严禁损伤梁内主筋。

（8）成孔后，孔眼必须用清水洗干净，与梁体结合面应凿毛，清除浮浆，并清洗干净，以增加新老混凝土之间的`粘结力。

3、锚固、绑扎钢筋及预应力筋安装

（1）钢筋锚固前清孔，保证孔内无杂物。

（2）钢筋锚固

a、有预应力筋处的普通钢筋采用早强型锚固剂锚固。锚固剂填满孔眼后迅速插入需锚固的钢筋，用手锤打紧，抹平孔口。

b、无预应力筋处的水平钢筋采用植筋胶锚固，严格按照环境温度控制固化时间并符合植筋的技术要求，清孔不得用水冲洗，植筋胶填满孔深约2/3处后，迅速将钢筋旋转插入直至孔底，抹平孔口。

（3）钢筋按要求搭接、合理布置、牢固绑扎。

（4）预应力筋下料长度按照下式计算，并通过试用后再行修正：

L＝l+2L1+L2+L3

式中L预应力筋下料长度；

l锚垫板外端面间孔道实测长度；

L1锚具长度；

L2张拉千斤顶支承端面到槽行口外端面间的距离；

L3被动端预应力筋外露长度(不小于30mm)。

（5）切割预应力筋时，严禁使用电弧、乙炔切割。

（6）预应力筋安装就位时，应保持水平、顺直。

4、设置桥面混凝土灌筑口

灌注口设在增设水平联结板及增厚竖向横隔板上方桥面梁缝间，遇梁缝过小影响混凝土灌注时，可适当凿除道砟槽边缘。

5、安装模板

（1）模板应有足够的强度、刚度和稳定性，能安全可靠地承受新灌注混凝土的重力、侧压力、列车和附着式震动器的震动荷载。

（2）模板在安装前应刷涂脱模剂。

（3）模板表面应平整，便于安装、拆卸。

（4）模板应稳固地依托于粱体，确保列车通过时模板与梁体无相对位移。

6、预应力筋初张拉

（1）初张拉前，新增水平联结板、增厚竖向横隔板处梁部上、下方增设支撑。（3）横向初张拉前预应力筋两端放置锚下钢垫板，钢垫板用粘合剂粘牢于梁上，并安装专用锚具，预应力筋露出锚具被动端长度不小于30mm，主动端根据所用张拉设备型号确定预留长度。

（4）初张拉时每根预应力筋张拉力为40kN。张拉时油泵进油要缓慢、平稳，到预定张拉值后，回油卸荷。预应力筋张拉应分级进行，每次对称张拉两根。

（5）预应力筋初张拉完成后应及时灌筑混凝土。

7、灌注混凝土

（1）水泥、砂、碎石均应按规定取样检验，当使用外加剂时应同时检验，通过试验确定配合比。混凝土的坍落度一般为8cm10cm。

（2）混凝土拌制程序为：砂+水泥+石子+减水剂，干拌均匀，加水搅拌直至拌和物的和易性满足施工要求后出料。

（3）混凝土应使用机械拌制．特殊情况可用人工拌制少量混凝土。

（4）混凝土宜分3次灌筑，第一次灌筑总量的1／2，用振捣器振捣密实，第二次灌筑直至与进料口平齐，再振捣密实，最后填实整个隔板和梁缝，振捣密实后抹平，确保梁缝不积水。

（5）混凝土灌筑应连续进行。当因故间歇时，其允许间歇时间应按{铁路混凝土与砌体工程施工规范》执行。

（6）在灌筑竖向横隔板、水平联结板混凝土的同时，应按规定制作混凝土抗压强度试件。当设计有要求时，还应制作弹性模量试件。

8、混凝土养护

拆模后，在混凝土表面应刷涂养护剂养护。

9、预应力筋终张拉

（1）横向联结板混凝土强度、弹性模量达到设计值的80％后，方可进行终张拉．

（2）用AMl51锚具时，每根预应力筋张拉分二次完成；第一次张拉至设计值，卸荷后装上支腿，再次张拉至设计值，锁紧锚头外螺母后回油卸荷。用BSMl51d锚具时可一次完成终张拉。其他锚具按配套张拉设备的不同要求进行张拉作业．

（3）控制张拉应以控制应力为主，测量伸长值进行校核，当实测值与理论计算值相差大于土6％时，应查明原因，及时处理后再继续张拉．

（4）张拉至控制应力，测量预应力筋的伸长值，持荷5min，千斤顶回油，锁定锚具。

10、压浆及封锚

（1）预应力筋终张拉完成后，应及时进行压浆处理。压浆材料应采用高性能、无收缩、防腐蚀灌浆剂。当使用无粘结钢绞线时，不压浆。

（2）封锚前锚具外露端涂黄油，安装防水塑料盖。

（3）预应力筋的锚具防护采用钢筋混凝土封端，其强度与隔板强度相同。

（4）封端混凝土模板转角处宜设封端混凝土模板转角处宜设置45倒角。

11、涂防水涂料

新增混凝土与梁体结合处，应刷涂防水涂料。

三、质量要求

1、材料检验

（1）钢筋、预应力筋、水泥及砂石材料进场后均应送试验室检验，合格后方准使用。

（2）水泥宜选用符合GBl75标准中强度等级为42．5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。

（3）水泥必须储存在干燥、通风的环境中，堆垛高度不宜大于2．Om，堆垛应架离地面0.2m以上并采取防雨雪措施．。

（4）砂应选用符合JGJ5Z规定的中粗砂。

（5）石子应选用符合了G了53规定的碎石，粒径以5mm～20mm为宜。

（6）拌制用水以饮用水为宜，如果用其他水源时应事先化验，符合要求后方准使用。

（7）混凝土材料必须采用检定合格的计量器具准确计量。每盘混凝土材料的称重允许偏差为，水泥土2％，砂、石子士3％，水及外加剂土1％。

（8）锚具在使用前，应进行外形外观、硬度、锚固性能及工艺性能的抽样检验，经检验合格方能使用．

2、钻孔

（1）钻孔深度及直径应符合设计要求。

（2）钻孔应与粱体表面垂直，不得倾斜。

（3）废弃孔眼应用锚固剂填实抹平．

3、混凝土强度及弹性模量应符合设计要求。

4、新增混凝土外观检查

（1）表面光滑、平整，无蜂窝、麻面。

（2）与梁体联结处平顺、严密，边角处少量不平整处应修补整齐。

（3）防水涂料应严密覆盖于梁体联结处，边缘整齐、美观。

5、其他

认真填相关检查证、检查表。

四、安全事项

1、人身安全

（1）在区间或站内正线作业来车时，作业人员应在距离列车本线不少于800m、邻线不少于500m下道避车，桥上施工人员应到避车台避车．

线路允许速度大于120km／h的地段，特快旅客列车到达施工地点前10min，必须停止影响列车运行的施工，且人员、设备等应撤至距钢轨头部外侧2m以外，施工机械、物料堆码必须放置牢固。

（2）上桥作业时，必须设防护人员，当视线不良时应增加联络员。在繁忙干线作业时，应设置驻站人员。

（3）在地面2m以上的高处及陡坡上作业，必须戴好安全帽，系好安全带或安全绳，不准穿带钉或易溜滑的鞋。安全带、安全绳每次使用前，使用人必须详细检查，每半年应做一次鉴定，其方法为：

静荷载试验：用静荷载3000N的力拉5min；

冲击试验：用800N重物体由3m高处自由坠落悬空。（4）木制脚手杆有效部分小头直径：立杆不得小于70mm，横杆不得小于80mm。脚手板厚度不得小于50mm。脚手架负荷不得超过2700N／m．脚手杆间距不应大于1．5m(经检算许可者除外)。

（5）雾、雨、雪天施工，施工场地清扫后再进行作业。电器设备必须加设防护装置，除电工外严禁其他人员私接电线。

（6）吊装作业时，吊装物下严禁站人。

（7）张拉时操作人员应站在千斤顶的两侧。

（8）使用电锤钻孔时，要精力集中，双手抓牢，防止卡钻扭伤手臂。

（9）砂轮切割机必须有防护罩，使用前先检查轮片是否完好，操作人员要戴好防护镜，防止砂轮片或碎渣飞起伤人。

（10）在电气化区段施工时，作业人员所带的工具、材料等物与牵引供电设备的带电部分需保持2m以上距离。

（11）发电机使用前，必须先接好地线，各种电器设备必须安装合格的漏电保护器，并设专人检查确认良好，所有闸箱必须加锁，各种电动机具应经培训考试合格的人员持证操作。

（12）所有人员未戴安全帽，一律不得进入施工现场。

2、行车安全

（1）设置桥面混凝土灌筑口，需要凿除时使用的钢钎长度不得高于轨顶。

（2）灌筑口扒碴时从线路中心向两侧延伸，各不得超过200mm。灌筑口要相隔扒开，扒开后的灌筑口应立即安装灌筑漏斗进行混凝土灌筑，隔天灌筑的灌筑口要用编织袋装碴回填，并应随时检查线路状况，做好记录。发现问题及时向设备管理单位汇报。

（3）桥上堆放材料不得侵入建筑接近限界，并符合《铁路工务安全规则》规定，防止超限。

3、工务设备安全

（1）所有桥梁检查口在使用完毕后，必须重新盖好。

（2）扒开的道碴不得堆压枕木头，扒开的灌筑口在混凝土灌筑完毕后回碴填实。

五、施工体会

几年来，通过对提速200km/h区段混凝土梁横向加固施工，我们积累了一套完整的施工技术方案，炼就了一支技术过硬的施工队伍，为今后同类施工奠定了基础，同时为铁路提速做出了贡献，提高了铁路的经济效益，达到了预期目标。今后，随着铁路的不断提速，大修施工又面临新的机遇与挑战，下一步我们将继续改进与完善桥梁加固施工工艺，进一步提高管理水平，不断满足铁路提速的需要。

参考文献

1 J259-2003,铁路工程施工安全技术规程

2 J118-2001,铁路混凝土与砌体工程施工规范

3 京铁科技通讯

4 铁路技术管理规程