軟基鐵路橋梁病害整治技術(shù)探討

摘要：修建于軟土地基的鐵路橋梁，橋臺(tái)多年受臺(tái)后填土及火車軸載的作用，由于軟土地基不能為其提供有效的平衡力，最終地基失穩(wěn)，導(dǎo)致橋臺(tái)傾斜，出現(xiàn)了前移或側(cè)移現(xiàn)象。此類病害造成橋梁伸縮裝置破壞，使伸縮功能部分或完全喪失，嚴(yán)重時(shí)梁與背墻發(fā)生擠壓，導(dǎo)致梁端或背墻破壞、剝落，甚至危及行車安全。此類病害事故的發(fā)生，使橋梁病害整治技術(shù)顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：軟基；鐵路橋梁；病害整治；技術(shù)探討

后胥河中橋位于江蘇省儀征境內(nèi)，橋址處屬于河流沖積平原區(qū)，地形開闊平坦。既有和新建后胥河中橋均為3-16m先張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋，既有后胥河橋橋臺(tái)為T型實(shí)心橋臺(tái)，新建后胥河橋橋臺(tái)為空心橋臺(tái)。

既有后胥河中橋病害現(xiàn)狀：全橋各跨間梁縫與竣工圖梁縫相比均明顯縮?。?#臺(tái)右側(cè)上緣與梁端頂緊，梁端局部開裂；1#墩上梁端不規(guī)則部分頂緊，橫隔板完好；2#墩上梁端頂緊，橫隔板開裂；3#臺(tái)與左片梁端頂緊，橫隔板開裂。支座：第一孔兩固定支座下板螺栓剪斷，下板松動(dòng)，支座吊空，局部有平面扭轉(zhuǎn)，其余兩孔梁固定支座無此現(xiàn)象。臺(tái)后路基：橋兩端路基沉降明顯，護(hù)錐與臺(tái)后路基已形成明顯臺(tái)階，護(hù)錐頂部破裂。

上述現(xiàn)象表明由于軟土地段土基軟弱，臺(tái)前和錐坡填土抵抗不了臺(tái)后填土和行車荷載的附加土側(cè)壓力的作用，造成橋臺(tái)有向跨中和側(cè)向的位移，與儀器測(cè)量結(jié)果相符。

1中鐵上海局給定的第一種方案是頂推法

1.1連地梁及系梁施工。分別于新老橋每跨中間等間距各打兩排直徑￠80cm的鉆孔灌注樁，每排兩根，間距4米，然后通過100×100mm連地梁和系梁將樁和兩端的橋臺(tái)承臺(tái)和墩柱的系梁連成一體。地梁做成后就限制了橋臺(tái)向跨中的縱向位移；同時(shí)每個(gè)橋臺(tái)左右兩側(cè)各打一排四根限位樁，然后通過橫向限位承臺(tái)也與橋臺(tái)連成一體，這樣就限制了橋臺(tái)的側(cè)向位移。通過這種方法將橋臺(tái)的跨中和側(cè)向位移完全控制住。

1.2頂推，同一橋的每端橋臺(tái)分別采用了500KN的頂兩臺(tái)，每個(gè)頂?shù)囊欢朔胖糜诘亓旱南盗荷?，另一端頂?shù)綐蚺_(tái)上，等間距對(duì)稱布置。既有線上架設(shè)了便梁，新老線均挖除了臺(tái)后填土，并打設(shè)了應(yīng)力釋放孔。頂?shù)倪^程是先在新線橋臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)的，徐徐加載并持荷，最后在頂?shù)牧α窟_(dá)到500KN時(shí)位移在10mm的位置上長時(shí)間無變化。后來再增加頂力考慮承臺(tái)和樁連接處會(huì)承受較大的剪應(yīng)力，也超出了設(shè)計(jì)院給定值，即放棄了此種方法。

頂推法是在理想狀態(tài)下的一種模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明是不可行的。現(xiàn)有的位移是長時(shí)間累積作用的結(jié)果，很難在短時(shí)間內(nèi)用頂復(fù)位；盡管橋臺(tái)挖除了臺(tái)后填土和進(jìn)行應(yīng)力釋放，但無法準(zhǔn)確計(jì)算樁間土地反向推力和側(cè)向的剪力等；也無法準(zhǔn)確計(jì)算橋臺(tái)與樁頂之間的剪力大小，頂推橋臺(tái)時(shí)，為避免墩身承臺(tái)與樁基結(jié)合部位產(chǎn)生較大的剪切力，破壞橋臺(tái)整體穩(wěn)定，鑒于此設(shè)計(jì)所提供的頂力控制值也是較保守的，因此在采用千斤頂實(shí)際頂推時(shí)，橋臺(tái)身、墩身及梁體均未達(dá)到理想的復(fù)位位移。

2鋸胸墻法

頂推法失敗后，采用了切除部分橋臺(tái)增加伸縮縫的辦法即鋸胸墻法。鋼筋混凝土繩鋸有效的解決了這一難題。經(jīng)計(jì)算每端橋臺(tái)切割厚度為8-10cm，即可滿足移梁后各跨伸縮縫的要求。切割后外露斷面均涂刷環(huán)氧樹脂隔離劑。新建線空心橋臺(tái)內(nèi)側(cè)進(jìn)行了植筋并綁扎鋼筋后，澆筑高標(biāo)號(hào)混凝土加厚處理；既有線為實(shí)心T型橋臺(tái)，不作處理。

3梁體糾偏施工方案

橋梁糾偏是要在封鎖點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行的，即要中斷火車運(yùn)行。需要在封鎖點(diǎn)內(nèi)完成與本片梁有關(guān)的道軌接頭處夾板的拆除和恢復(fù)，軌枕與鋼軌連接螺栓的松動(dòng)與緊固，完成梁體移動(dòng)，梁體一次移不到位，可待下一個(gè)封鎖點(diǎn)，每個(gè)封鎖點(diǎn)約3小時(shí)左右。

橋臺(tái)加固措施實(shí)施完成后，需對(duì)梁進(jìn)行糾偏，即作縱向或橫向移動(dòng)。當(dāng)時(shí)幾個(gè)橋臺(tái)與梁間的伸縮縫明顯縮小，均小于3cm，有的橋臺(tái)與梁頂緊，且造成梁體或橋臺(tái)的破壞。經(jīng)測(cè)量，幾個(gè)與橋臺(tái)相連的梁端均有側(cè)向位移，與3號(hào)臺(tái)想連的新老橋梁端側(cè)向位移均小于2cm，橫向可不做移動(dòng)，與0號(hào)臺(tái)想連的梁的側(cè)向位移均超過4cm，需作橫向移動(dòng)。由于采用的是四個(gè)橋臺(tái)均鋸掉8—10cm 的方案，中間一跨不和橋臺(tái)連接，無橫向位移，梁無需作縱向或橫向移動(dòng)，所以只需對(duì)與橋臺(tái)相連的梁作縱向或橫向移位即可。

3.1梁體縱向移動(dòng)。本橋梁為兩片16米的T型梁通過橫隔梁連成一體的，加上橋面荷載每跨總重不超過200噸，我們采用了四個(gè)100噸的頂，以確保施工過程的安全。在對(duì)某一跨梁體作移位時(shí)需將其余跨梁縫均用不同厚度的木板（移梁所用木板均為密度高幾乎無壓縮的木板）塞緊，防止相鄰梁移位。移新橋第一跨時(shí)，首先于0號(hào)臺(tái)和1號(hào)墩支座墊石下的帽石上分別對(duì)稱布置兩個(gè)100噸的頂，用硬質(zhì)方木或木板將頂調(diào)整至上部分別頂在兩片梁的梁體上，頂?shù)奈恢脵M向居梁中，分別對(duì)稱頂在兩片梁上，頂與梁之間要墊一塊3cm厚30*30cm的鋼板，以增大受力面積。梁兩端的兩側(cè)分別用鋼軌和枕木限位，防止梁移動(dòng)過快。一切準(zhǔn)備好后，兩端的頂分別同步加壓，梁慢慢升起，待升至20cm左右后停止施壓，將支座卸掉，然后將一號(hào)撴處梁底居中放一鋼板，鋼板上橫向放兩根直徑為5cm的滾鋼，上部再放一30×30cm的鋼板后落下頂，將梁落到滾鋼上。后將1號(hào)撴上的梁間縫下部塞緊，然后0號(hào)臺(tái)處落頂，一號(hào)墩梁間塞木推動(dòng)梁體前移，每次前移1cm左右。通過0號(hào)墩來回起頂落頂，1號(hào)墩處梁間縫的上部和下部同時(shí)加厚木板，即可將梁縱移到規(guī)定位置。

3.2梁體橫向移動(dòng)。橫移前必須將移動(dòng)方向一側(cè)的限位樁加固好，且限位樁的位置即為移梁的終點(diǎn)位置。橫移的操作比縱移更簡(jiǎn)單，只需將頂?shù)牡撞恳话胄枰莆坏姆捶较騻?cè)比另一側(cè)墊高約2cm，施壓前懸空一側(cè)可用撬棍施力使其懸空。等到頂加壓時(shí)，撤掉撬棍，頂自然以較小角度傾斜，隨著加壓的進(jìn)行，梁在升高的同時(shí)向一側(cè)移動(dòng)，升的越高，橫移越多，梁升高約20cm左右時(shí)，停止加壓，同時(shí)將梁用枕木和木板墊起，然后回油落頂，后將頂?shù)椎?cm木板抽掉，再次加壓將墊于梁底的枕木和木板抽掉，回油將梁落至原來標(biāo)高。這樣每次橫移1—2cm，來回重復(fù)上述過程即可將梁移到正確位置。

3.3支座固定。梁移到位后，即可進(jìn)行支座的施工。支座施工時(shí)將梁頂高至適合支座施工的合適高度，后采用取芯機(jī)鉆孔安放固定支座的螺栓，或采用焊接至預(yù)埋鋼板的辦法將支座固定至正確位置。既有線支座的調(diào)整或更換也需要在封鎖點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行。支座安裝好后將梁放下，完成梁體移動(dòng)。

4結(jié)語

頂推橋臺(tái)，由于受太多不可見因素的影響，幾乎沒有成功的可能，而且成本巨大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，是一種不可取的方法；切割橋臺(tái)，與頂推法相比，成本小，安全風(fēng)險(xiǎn)低，是一種行之有效的方法。本文所談自切割橋臺(tái)胸墻，到梁的縱移和橫移，均是一種最省時(shí)省力的方法，而且簡(jiǎn)單易行，可操作性強(qiáng)，在全國的既有鐵路和公路軟基橋梁治理中，有著很好的借鑒意義，值得推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 改建既有線和增建第二線鐵路工程施工技術(shù)暫行規(guī)定[S].鐵建設(shè)[2008]14號(hào).

[2] 客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S].TZ203-2008.

作者簡(jiǎn)介：王登欣（1969.02- ），男，山東臨沂人，本科，中鐵十四局四公司。

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