京九鐵路連續(xù)梁病害整治施工技術(shù)

白 洪 星

(中鐵十七局集團有限公司，山西 太原 030006)

京九鐵路連續(xù)梁病害整治施工技術(shù)

白 洪 星

(中鐵十七局集團有限公司，山西 太原 030006)

結(jié)合京九鐵路泰和贛江特大橋工程概況，檢測了該橋梁的病害類型，基于橋梁病害產(chǎn)生的原因，闡述了混凝土脫落及連續(xù)梁邊跨直線段豎向裂縫的修補措施，確保了橋梁運營的安全性。

連續(xù)梁，病害檢測，混凝土，豎向裂縫

京九鐵路泰和贛江特大橋跨越贛江和永亭河，橋梁全長1 903 m，52個墩臺，主橋橋跨由48+4×80+48預應力連續(xù)梁組成，除北京方向岸上0號臺，九江方向岸上7號墩外，1號～6號墩均為水中墩，主體結(jié)構(gòu)建成于1994年10月，1996年通車，距今已正常運營20年，由于受到當時施工技術(shù)水平制約以及列車提速、重載等一系列運行條件的改變，連續(xù)梁1號～6號墩出現(xiàn)了不同程度的病害，主要為0號塊底部混凝土脫落、邊跨直線段豎向裂紋等，本文結(jié)合病害整治過程，分析病害成因，制定切實可行的修補及加固方案，治理期間線路正常運營，現(xiàn)場整治施工效果較好。

1 工程概況

泰和贛江特大橋位于江西省泰和縣(見圖1)，主橋為雙線一聯(lián)6跨預應力混凝土連續(xù)箱梁(48 m+4×80 m+48 m)，設(shè)計為變截面單箱單室，中支點處梁高6.3 m，端支點及跨中梁高3.5 m，箱梁底寬5.2 m，頂寬10 m。該橋是京九線重點工程之一，為我國當時同類型鐵路橋梁跨度之最，連續(xù)梁設(shè)計為三項預應力，采用懸臂澆筑法施工。

2 病害檢測

2.1 檢測內(nèi)容

1)檢測主梁4號墩0號塊底部處鋼筋銹蝕的區(qū)域，混凝土強度，鋼筋保護層厚度；2)檢測主梁6號墩處豎向裂縫的形態(tài)、寬度、深度，混凝土強度，鋼筋保護層厚度。

通過無損檢測手段，檢測主梁材料性能，為橋梁養(yǎng)護管理、維修加固提供依據(jù)。

2.2 投入檢測儀器

投入檢測設(shè)備見表1。

表1 投入檢測設(shè)備

2.3 檢測結(jié)果

1)主梁外觀檢測。經(jīng)現(xiàn)場檢測，主梁4號墩處存在混凝土孔洞、夾雜、脫落，混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕等病害。病害位置及示意圖見圖2，部分病害實景見圖3，圖4。

其中，①，③，⑥，⑦檢測區(qū)域混凝土空洞病害，④，⑤，⑧，⑨，⑩區(qū)域為混凝土破損、內(nèi)部鋼筋銹蝕，②區(qū)域為混凝土表面夾雜。

2)主梁6號墩處裂縫檢測。裂縫位于6號墩邊跨直線段，裂縫為Y型，距離梁端0.48 m，見圖5。

通過對6號墩支座腹板豎向通長裂縫進行檢測，發(fā)現(xiàn)③檢測區(qū)域裂縫深度最大為148.3 mm，寬度為0.52 mm，④檢測區(qū)域裂縫寬度最大為1.2 mm，深度為139.7 mm，裂縫位置腹板厚度1 600 mm，見圖6。

3)混凝土強度、鋼筋保護層、混凝土碳化深度檢測。采用回彈法對主梁混凝土進行強度的檢測，設(shè)計混凝土強度等級為C50，主梁測試區(qū)域混凝土強度均大于60 MPa，主梁鋼筋保護層42 mm～47 mm，混凝土碳化深度最大為6 mm，主梁檢測區(qū)域碳化深度小于鋼筋保護層厚度。

3 病害成因分析

1)0號塊底部混凝土脫落成因分析。0號塊底部混凝土脫落問題，根據(jù)施工現(xiàn)場情況調(diào)查，分析引起混凝土脫落的主要原因為：梁體邊緣為直角，應力集中，梁體易開裂。0號塊鋼筋較密，混凝土粗、細骨料分離。

混凝土拌合設(shè)備落后，混凝土坍落度無法有效控制，底部混凝土振搗不嚴，混凝土澆筑過程中脹模、漏漿嚴重，拆模后只是對表面進行修補。

隨著運營期間列車震動表面修補出現(xiàn)掉塊，由于是水中墩，鋼筋銹蝕較快加劇了混凝土的脫落。

2)6號墩邊跨直線段豎向裂縫成因分析。檢測結(jié)果裂縫最深為148.3 mm，裂縫處腹板厚度1 600 mm，根據(jù)裂縫深度及寬度、裂縫走向、混凝土保護層厚度局部較厚、近年來列車運行條件的變化等因素，判斷裂縫由混凝土收縮引起，由混凝土澆筑過程中水化熱引起的溫度應力導致，混凝土自身約束變形，超過混凝土極限抗拉強度后出現(xiàn)裂縫，根據(jù)裂縫處混凝土厚度，大體積混凝土施工無合理的溫控措施也是導致開裂的原因。

4 病害整治施工

4.1 連續(xù)梁0號塊底部混凝土脫落、夾雜治理施工

脫落部位必須鑿除混凝土蜂窩區(qū)，鋼筋除銹后修補，結(jié)合類似修補施工，其中4號墩連續(xù)梁0號塊底部脫落區(qū)距離支座上板邊緣不小于0.2 m，深度不小于30 cm，且面積不小于0.2 m2，屬于整治中的C類缺陷，處理方式較為復雜，該類梁體缺陷雖然對支座無影響，但由于缺陷面積較大，特別是0號塊梁底橫橋向缺陷范圍較大時，若盲目鑿除混凝土蜂窩體可能會使梁段底截面削弱過多，造成相鄰部位混凝土壓應力超限的情況出現(xiàn)，從而影響橋梁整體結(jié)構(gòu)安全。因此該類缺陷修補必須先對梁段底板進行補強，然后清理松散體，進行缺陷修復工作。

1)連續(xù)梁0號塊底板補強施工見圖7。

對應需要進行大面積鑿除、缺陷修補的梁段底板區(qū)域，在箱室內(nèi)底板上采用與原梁體同等級型號的鋼筋進行植筋、布設(shè)鋼筋網(wǎng)片，澆筑比原梁體C50混凝土高一個等級的無收縮高強摻和料混凝土，使補強混凝土與箱梁原底板整體受力?；瘜W植筋深度為15d，缺陷修復范圍在箱內(nèi)底板進行整體補強，補強厚度不低于鑿除深度，最后對所有梁體修復區(qū)域涂刷聚氨酯防水涂料封閉的耐久性處理，涂刷區(qū)域應向修補區(qū)域外延伸50 cm。

2)缺陷區(qū)修補施工。鑿除缺陷區(qū)域及周邊不密實的混凝土使得堅實混凝土外露，對外露鋼筋進行打磨、除銹處理，再對鑿除區(qū)域采用不低于原梁體混凝土C50強度的無收縮高強摻和料混凝土進行修復封閉，并按照30 cm×30 cm的間距埋設(shè)壓膠管，待修補混凝土凝固后再進行高壓壓注改性環(huán)氧樹脂膠液處理。

3)缺陷修復使用材料配合比設(shè)計。修補材料采用NK-T203聚合物重力砂漿作為膠凝材料，以5 mm～10 mm碎石、細度模數(shù)2.6～3.0為骨料試拌而成的高強快硬混凝土作為連續(xù)梁修補用料，通過實驗室檢測及現(xiàn)場施工以下兩種配合比設(shè)計滿足現(xiàn)場不同區(qū)域修補需求。

配合比設(shè)計一：

配比組成:重力砂漿∶碎石∶砂∶水。

比例:1∶0.72∶0.28∶0.17。

每立方米用量(kg/m3)：1 101∶ 793∶308∶187。

拌合物初始坍落度20 cm，10 min后開始損失，20 min后無坍落度，30 min初凝，45 min終凝。拌合物有自動密實現(xiàn)象，施工作業(yè)時，需要立模，應采用一次性灌注，會在舊混凝土與新拌混凝土之間有較大空隙；現(xiàn)場可根據(jù)施工需要，掌握施工時間與拌合量。第二天新拌混凝土強度達到要求后，在不拆模的情況下，進行壓漿填充作業(yè)，保證與舊混凝土的連接?？捎糜诖竺娣e修補。

配合比設(shè)計二:

配比組成:重力砂漿∶碎石∶砂∶水。

比例：1∶0.5∶0.082∶0.149。

每立方米用量(kg/m3)：1 349∶674∶111∶201。

狀態(tài)描述：拌合物無坍落度屬干硬性混凝土，拌合時需振動鐵板，25 min初凝，35 min終凝。施工作業(yè)時，應采用小量拌合，多次填充，采用搗棒搗固密實至出漿，第二天新拌混凝土強度達到要求后，在不拆模的情況下，進行壓漿填充作業(yè)，保證與舊混凝土的連接。可用于大面積修補。

4.2 連續(xù)梁邊跨直線段豎向裂縫修補施工

結(jié)合實際施工經(jīng)驗和操作，混凝土裂縫常用的修補方法主要有壓力注漿法、開槽填補法、涂膜封閉法等。修補后可使混凝土的耐久性得到極大的改善。該連續(xù)梁豎向裂縫處位于邊跨直線段橫隔板處，該處腹板混凝土厚度為1.6 m，采用壓力注漿法進行裂縫的修補。

1)注漿法施工工藝流程。施工準備→鉆眼→裂縫清理→安裝注漿嘴→封縫→注漿→涂刷聚氨酯防水涂料封閉。

2)注漿法控制要點。注漿壓力：為減少對混凝土的損傷，裂縫注漿采用低壓注漿，注漿壓力嚴格控制在0.2 MPa～0.5 MPa之間，注漿過程中人員集中注意壓力上升情況，防止超過規(guī)定的壓力值，當注漿壓力達到0.5 MPa之后立即停止加壓，并穩(wěn)壓5 min，如果壓力未下降，即停止本底座注漿，轉(zhuǎn)移到下一底座注漿。注漿結(jié)束標準：當相鄰上部位置處的注漿嘴出現(xiàn)漏漿或本注漿嘴壓力達到規(guī)定的壓力值并穩(wěn)壓5 min后壓力未下降則暫停本孔壓漿，移至相鄰上位孔繼續(xù)注漿。表面處理：讓注漿材料在裂縫內(nèi)自行固化，待漿液完全固化后，用錘子、鑿子敲掉注漿底座，并進行打磨使裂縫表面平整，再對其表面涂刷聚氨酯防水涂料封閉。

5 結(jié)語

隨著我國鐵路建設(shè)的發(fā)展和開通運營線路的不斷增多，運輸量也逐漸增大，其中位于繁忙線路的橋梁病害層出不窮，本文從連續(xù)梁0號塊鋼筋過密、梁體轉(zhuǎn)角應力集中、施工混凝土質(zhì)量控制、后期列車運營條件變化等方面分析混凝土脫落原因，針對邊跨直線段豎向裂縫的封閉注漿施工，總結(jié)了橋梁常見病害治理施工經(jīng)驗，為管理單位養(yǎng)護、修補施工提供參考。

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[3] 張相寶.混凝土構(gòu)筑物裂縫原因分析與處理[J].混凝土，2000(13):27-29.

Management of construction technology of Beijing Kowloon Railway continuous beam disease

Bai Hongxing

(ChinaRailway17thBureauGroupCo.,Ltd，Taiyuan030006,China)

Combining with Taihe Ganjiang extra-large bridge engineering conditions of Jing-Jiu railway, the paper detects the bridge diseases types. Based on the bridge diseases causes, it describes repair measures of concrete dropping and vertical cracks of straight line section of lateral span of the continuous beam. As a result, it guarantees the bridge operation safety.

continuous beam, disease detection, concrete, vertical cracks

1009-6825(2017)03-0152-03

2016-11-09

白洪星(1980- )，男，工程師

U445.71

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