鐵路T型梁橫向預(yù)應(yīng)力聯(lián)結(jié)的施工技術(shù)

■張振華 ■中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 煙臺(tái) 264004

1 工程介紹

某鐵路開(kāi)通以來(lái)，T型梁出現(xiàn)了橫隔板混凝土包箍脫落，一些橫隔板和鋼連接位置存在開(kāi)焊的情況，并隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)長(zhǎng)呈日益嚴(yán)重趨勢(shì)。為了可以滿(mǎn)足重載列車(chē)的行車(chē)安全要求，針對(duì)砼梁橫向振頻、橫向剛度小、橫向板斷裂的問(wèn)題，對(duì)T型梁進(jìn)行橫向加固連接，提高梁體的剛度，滿(mǎn)足行車(chē)要求。加固點(diǎn)布置示意圖如圖1所示。

圖1 加固點(diǎn)布置示意圖

2 T型梁橫向預(yù)應(yīng)力施工

2．1 施工順序

孔位放樣→使用鋼筋探測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)→進(jìn)行鉆孔→鑿毛梁體結(jié)合面→安裝預(yù)應(yīng)力筋→將橋面砼灌注口設(shè)置好→進(jìn)行支撐和模板的安裝→橫向預(yù)應(yīng)力筋的初張拉→灌入砼，并養(yǎng)護(hù)→拆除支撐和模板→涂抹養(yǎng)護(hù)劑→將梁間頂緊硬木撤去→進(jìn)行橫向預(yù)應(yīng)力筋的終張拉→對(duì)外露的鋼絞線進(jìn)行切割→封錨。加固平臺(tái)圖如圖2所示。

圖2 加固平臺(tái)圖

2．2 預(yù)應(yīng)力聯(lián)結(jié)施工

(1)在施工前，首先檢查水平連接處、增厚梁端、梁體的橫隔板，檢測(cè)正常后，方可以進(jìn)行施工。在加固橋梁前，先安裝好吊籃，在需加固T梁附近安裝砼攪拌機(jī)，對(duì)石料場(chǎng)地進(jìn)行硬化處理。

(2)在搭設(shè)好的工作平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)量放樣，并使用定位板將鉆孔的位置標(biāo)出。

(3)根據(jù)橋梁圖紙，使用鋼筋探測(cè)器探測(cè)鋼筋的孔位分布情況，不允許損傷既有鋼筋，對(duì)于無(wú)法避讓鋼筋的位置，要合理選擇鉆孔位置［1］。移動(dòng)距離要控制在50mm以?xún)?nèi)，使用螺旋鉆頭、錘鉆對(duì)鋼筋孔進(jìn)行錨固，并鑿毛和梁體的結(jié)合面，成孔完成后，使用壓風(fēng)機(jī)將孔眼清理干凈。

(4)使用切割機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼筋和鋼絞線進(jìn)行切割，并人工放入孔位中，將預(yù)應(yīng)力筋保持在垂直、水平的狀態(tài)，使用錨固包對(duì)鋼筋進(jìn)行錨固，錨固包不能出現(xiàn)開(kāi)線、破損等情況。一般使用30mm的錨固包，錨固三天后，拉力要達(dá)到60．3KN，對(duì)于不存在橫向預(yù)應(yīng)力的梁端橫隔板，要使用FH-E13型植筋膠進(jìn)行錨固，錨固三天后，拉力要達(dá)到40．63KN。留出足夠的橫向預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)度后，將兩端套管剝離后才能使用，將露在預(yù)應(yīng)力筋外側(cè)的油脂擦拭干凈。禁止砼、水等物質(zhì)進(jìn)入。

(5)橫向預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋綁扎安裝結(jié)束后，就可以進(jìn)行立模，使用厚度為4mm的鋼板進(jìn)行模板的制作和加工，使用角鋼作為加勁肋，要求模板表面有良好的平整性，使用兩塊模板拼裝層加工模板，然后利用絲桿進(jìn)行加固，保證列車(chē)從橋上經(jīng)過(guò)時(shí)，梁體和模板不產(chǎn)生相對(duì)位移，將模板固定在混凝土梁上，尺寸偏差要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，具有良好的穩(wěn)定性、剛度和強(qiáng)度［2］。為了便于拆裝，保證接縫的嚴(yán)密性，使用脫模劑在模板表面進(jìn)行涂抹。

(6)安裝好初張模板后，就可以進(jìn)行鋼絞線的初張拉，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，初張拉預(yù)應(yīng)力為39KN，使用硬質(zhì)木撐塊加在兩片梁間，并使用單端張拉的方法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的初張拉，使用環(huán)氧砂漿將錨墊板粘在梁體上，使用DSM15-1型錨具。

(7)使用標(biāo)號(hào)為C50的混凝土進(jìn)行灌注施工，為了提高新舊接觸面之間的粘結(jié)性，要鑿毛水平聯(lián)結(jié)板、新增橫隔板、梁體結(jié)合面，將浮漿清洗干凈，使用300L攪拌機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)拌合混凝土，并使用磅秤進(jìn)行稱(chēng)量，檢查鋼筋、模板、支架、鋼絞線，清理干凈鋼筋上的污垢和模板中的雜物后，使用小車(chē)將拌合料推送到攪拌機(jī)中，對(duì)于灌注困難的位置，在橋面軌枕之間設(shè)置灌注口，各跨中腹板的上部設(shè)置兩個(gè)灌入口，并將灌注槽安裝好。灌注混凝土的時(shí)候，要一邊振搗、一邊灌注。振搗時(shí)，使用木槌和小型振搗棒進(jìn)行輔助施工［3］。當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%時(shí)，即可將模板拆除，并在拆模后使用養(yǎng)護(hù)劑涂刷在混凝土表面。

(8)鋼絞線終張拉。張拉主要配備了一臺(tái)N16鐵路平板車(chē)和一臺(tái)輕型軌道車(chē)車(chē)構(gòu)成張拉壓漿車(chē)組，并在車(chē)組上配備了一臺(tái)電動(dòng)油泵、一臺(tái)發(fā)電機(jī)、一臺(tái)擠壓漿泵、一臺(tái)二次灰漿攪拌機(jī)，如圖3所示。

圖3 張拉壓漿車(chē)示意圖

在進(jìn)行鋼絞線的終張拉時(shí)，要保證混凝土的彈性模量和強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)計(jì)值的80%，張拉時(shí)，使用YQD230-100千斤頂進(jìn)行張拉?，F(xiàn)對(duì)中段進(jìn)行張拉，然后在對(duì)兩段進(jìn)行張拉，各段的預(yù)應(yīng)力鋼筋要一起張拉，拉力達(dá)到3MPa時(shí)，將其作為測(cè)量起點(diǎn)，達(dá)到控制應(yīng)力5min后，對(duì)鋼筋的伸長(zhǎng)量進(jìn)行測(cè)量，比對(duì)比理論伸長(zhǎng)量。在持荷過(guò)程中，如果油壓降低，需要將油壓補(bǔ)充到設(shè)計(jì)值，持荷結(jié)束后，將張拉端錨具擰緊，并使用工具打緊密錨具，記錄好千斤頂回油的回縮值。使用環(huán)氧砂漿將錨墊板緊緊的貼在主梁的腹板上，錨固后，利用換向閥張拉到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，將承壓螺母擰緊，確保預(yù)應(yīng)力筋的回縮量在1mm以?xún)?nèi)。張拉前，要先檢查錨具，查看錨具是否正常，并對(duì)破損的錨具進(jìn)行更換，檢測(cè)使用張拉設(shè)備的性能，達(dá)不到技術(shù)要求的設(shè)備不允許施工，張拉油泵要安排專(zhuān)人進(jìn)行施工，每月檢查一次壓力表和千斤頂讀書(shū)的正常性，如果有異常情況出現(xiàn)，要再次進(jìn)行標(biāo)定。壓力表存放的過(guò)程中要注意防震、防潮、防曬。

(9)管道壓漿。預(yù)應(yīng)力張拉三天后對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行壓漿，在壓漿前要對(duì)壓漿孔進(jìn)行清理，保證壓漿孔的通暢。壓漿水泥使用42．5Mpa硅酸鹽水泥，并加入水泥含量6%左右的減水劑，此外，為了避免鋼筋受到腐蝕，摻入遷移性鋼筋防腐劑，當(dāng)有濃漿從固定端的壓漿液孔冒出后，要將固定端的壓漿孔閥門(mén)關(guān)閉，穩(wěn)壓30s后再次進(jìn)行壓漿，當(dāng)閥門(mén)壓力提升到0．6～0．7Mpa時(shí)，保持荷載兩分鐘左右，沒(méi)有漏漿、漏水情況時(shí)，將閥門(mén)關(guān)閉。在壓漿前，要封閉錨具上的漏漿縫隙，壓漿閥門(mén)要等到水泥漿終凝才可以卸拔。

(10)彎沉端頭的封錨固、張拉后，利用砂輪機(jī)將露在外側(cè)的預(yù)應(yīng)力筋切割掉，切口和夾片之間的距離控制在20mm以上，完成切割后，使用黃油將夾片和外露的鋼絞線涂滿(mǎn)，然后帶上防護(hù)罩，最后使用細(xì)石混凝土對(duì)端頭進(jìn)行封錨。

(11)使用聚氨酯防水涂料在新老混凝土的接縫處進(jìn)行涂抹。

3 施工質(zhì)量控制措施

(1)要建立完善的精測(cè)制度，提高鉆孔的定位工作，利用探測(cè)儀對(duì)梁體腹板中鋼筋的具體分布情況進(jìn)行探測(cè)，在探測(cè)的過(guò)程中，先對(duì)水平鋼筋進(jìn)行探測(cè)，在對(duì)豎向鋼筋進(jìn)行探測(cè)，當(dāng)梁體表面平整度不高時(shí)，要先將梁體打磨平整，或者使用專(zhuān)用膠將梁體的表面涂抹好，保證鉆孔的位置可以達(dá)到要求。

(2)在安裝鉆機(jī)時(shí)，要先將膨脹螺栓安裝好，并在梁體腹板上固定好鉆機(jī)底盤(pán)，對(duì)鉆機(jī)底盤(pán)上的四個(gè)螺桿進(jìn)行調(diào)整，保證鉆機(jī)和腹板垂直，并處以水平狀態(tài)。

(3)將原材料的檢驗(yàn)工作、現(xiàn)場(chǎng)砼的拌合工作、澆筑工作做好，使用5～20mm的碎石，砂漿選用粗河砂，使用42．5以上的普通硅酸鹽水泥。

(4)將模板固定在梁體上，保證火車(chē)從橋梁經(jīng)過(guò)后不出現(xiàn)相對(duì)位移，在支安模板時(shí)，要保證尺寸的準(zhǔn)確性，模板要穩(wěn)定牢固，不允許出現(xiàn)變形、跑模和漏漿的情況。

(5)安裝好水平聯(lián)結(jié)板、豎向橫隔板的橫向預(yù)應(yīng)力筋后，必須使用硬質(zhì)木塊砌入到水平連接板、梁內(nèi)橫隔板上。

(6)使用相同生產(chǎn)日期、相同批號(hào)的水泥，砂子、石料使用同一個(gè)產(chǎn)地的材料，在對(duì)石料、砂子和水泥進(jìn)行拌合前，要先清洗石料和砂子，保證含泥量合格。

(7)為了避免混凝土灌注的過(guò)程中出現(xiàn)收縮縫，要使用微膨脹劑摻入到混凝土中。

(8)分三次將混凝土注入，首次注入量為總量的一半，然后利用振動(dòng)棒振搗密實(shí)，第二次裝入時(shí)，要和進(jìn)料口齊高，利用振搗棒進(jìn)行密實(shí)，然后將隔板填實(shí)。

(9)澆筑好砼后，要做好養(yǎng)護(hù)，涂抹養(yǎng)護(hù)劑，當(dāng)天氣溫度在5℃以下時(shí)，要進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)處理。

(10)使用鋼筋砼進(jìn)行橫向預(yù)應(yīng)力筋的錨具防護(hù)，使用氣焊將鋼筋焊接在錨墊板上，不允許使用電焊進(jìn)行焊接。

4 結(jié)語(yǔ)

本段鐵路橋梁使用橫向預(yù)應(yīng)力聯(lián)結(jié)施工技術(shù)進(jìn)行維修，在有限的維修天窗內(nèi)取得了良好的維修效果，有效的解決了T型梁分散、橫向開(kāi)裂、維修難度高等問(wèn)題，保證了有序施工和安全運(yùn)營(yíng)兩不誤，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

［1］裘伯永．橋梁工程［M］．北京:中國(guó)鐵道出版社，2001∶23-24．

［2］TB10002．3-2005，鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］:21-22．

［3］TB10203．2002，鐵路橋涵施工規(guī)范［S］:14-15．