滬昆鐵路跨線橋病害整治施工技術(shù)

張鐵議

摘要： 結(jié)合滬昆鐵路浙贛線金華境內(nèi)5座跨線橋病害治理施工，針對青龍頭公路立交、黃鶴山公路立交跨線橋橋臺臺身側(cè)墻開裂、橋臺錐坡沉降裂縫、臺后搭板起翹破碎等病害制定專項治理方案，通過對跨線橋病害的整修及橋臺加固施工并取得了良好的效果，消除了滬昆鐵路運營安全隱患，為類似工程施工提供參考。

Abstract： Combined with the disease control construction of five flyover bridges of Shanghai-Kunming Railway Zhejiang-Ganzhou Line in Jinhua， aiming at the problems including cracking of the side wall of the abutment， abutment taper slope settlement cracks， slab crack of interchange of Qinglongtou Highway and Huangheshan Highway， a special governance plan is formulated. Through the renovation of bridge overhangs and the reinforcement of the abutments， it has achieved good results and eliminated the potential safety hazards in the operation of Shanghai-Kunming Railway and provided reference for the construction of similar projects.

關(guān)鍵詞： 滬昆鐵路；跨線橋；橋臺；裂縫；病害整治

Key words： Shanghai-Kunming Railway；flyover；abutment；cracks；disease control

中圖分類號：U445.7+1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）05-0099-04

0 引言

滬昆鐵路在金華境內(nèi)有多座溝通鐵路兩側(cè)區(qū)塊的上跨立交橋，因其位置比較分散且比較偏遠(yuǎn)，難以養(yǎng)護與管理，多處橋梁已經(jīng)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的橋面毀損、伸縮縫失效、橋臺開裂等病害，此類病害不僅影響了橋梁正常使用功能和結(jié)構(gòu)美觀，而且對既有滬昆線構(gòu)成重大的安全隱患。為解決滬昆鐵路在金華境內(nèi)立交橋的安全隱患，恢復(fù)立交的交通功能，方便周邊居民出行，對其中6座橋維修加固并編制專項施工及安全防護方案，現(xiàn)場通過對橋臺加固、橋面鋪裝整修，消除了影響滬昆線行車的安全隱患，施工中為最大程度地減少對運營線路的影響采取一系列安全防護措施，合理利用行車天窗點，取得了良好的效果，順利完成了跨線橋的病害整治施工。

1 工程概況

浙贛鐵路電氣化提速改造工程東始杭州站，西至株州站，是長江以南最重要的東西向干線，是國家鐵路網(wǎng)主骨架的重要組成部分。2003年金華段投入建設(shè)開工，2007年改造完成并順利通車，金華境內(nèi)5座跨線立交橋，距今安全運營10年，其中跨線橋均出現(xiàn)不同程度的病害，其中黃鶴山公路立交橋病害問題尤為突出，橋臺開裂嚴(yán)重，橋頭搭板嚴(yán)重翹曲，影響了滬昆線的行車的安全運營。

黃鶴山公路跨線立交橋2005年10月開工建設(shè)，2007年01月竣工，全長54.05米，設(shè)計荷載：公路-Ⅰ汽車荷載，路幅組成：0.5米人行道+9米行車道+0.5米人行道；橋下凈空8.0米，橋梁與鐵路正交。橋梁基礎(chǔ)為挖孔樁承臺結(jié)構(gòu)，樁基共計18根，每臺9根，橋臺采用U型橋臺，采用C15素混凝土，梁部采用1-30米預(yù)應(yīng)力砼空心板梁，采用C40鋼筋混凝土。兩臺錐坡采用25cm厚干砌片石，下設(shè)15cm厚碎石墊層，與路基擋墻及護坡鋪砌順接。見圖1。

2 病害檢測

2.1 檢測內(nèi)容

根據(jù)黃鶴山跨線立交情況重點檢測黃鶴山立交整體使用情況，通過對橋梁主體結(jié)構(gòu)及其附屬構(gòu)造物缺陷和損傷全面細(xì)致和深入的檢查，查明缺陷或潛在缺陷和損傷的部位、性質(zhì)、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢，分析缺損產(chǎn)生的主要原因，評定橋梁的使用功能，并提出相應(yīng)的養(yǎng)護對策，檢測內(nèi)容級頻率見表1。

2.2 投入檢測儀器（表2）

2.3 檢測結(jié)果

2.3.1 橋臺裂縫

橋臺采用重力式臺，主要病害為：臺身側(cè)墻豎向開裂（規(guī)范裂縫寬度限值為0.4mm，裂縫均已超限）7條，共計L=31.3m；前墻豎向裂縫5條，共計L=5.19m，Dmax=0.35mm；前墻橫向裂縫1條，L=11.5m，D=0.2mm；見圖2，1#臺左側(cè)墻混凝土破損，S=2m2。見圖3，部分病害實景見圖4、圖5所示。

2.3.2 橋頭搭板沉降

橋面鋪裝采用水泥混凝土，主要病害為：1#臺頂橋面鋪裝明顯沉降見圖6。

通過對6#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148.3mm，寬度為0.52mm，④檢測區(qū)域裂縫寬度最大為1.2mm，深度為139.7mm，裂縫位置腹板厚度1600mm，見圖7。

2.3.3 混凝土強度、鋼筋保護層、混凝土碳化深度檢測

本橋兩臺共檢測22個測區(qū)，合計352個測點。其中0#橋臺回彈11個測區(qū)，強度代表值16.7MPa；1#橋臺回彈11個測區(qū)，強度代表值16.1MPa。檢測結(jié)果大于設(shè)計值15MPa，由于橋臺填充為素混凝土，混凝土碳化對本橋無影響。

2.3.4 其他病害

根據(jù)對金華境內(nèi)5座跨線立交橋檢測，5座橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，滿足設(shè)計使用要求，針對黃鶴山立交橋裂縫及重點病害制定專項整治及加固方案，其他4座橋共性病害包括錐體開裂、橋面護欄生銹、橋梁防拋網(wǎng)銹蝕、伸縮縫間距小并開裂，利用天窗點，采取相應(yīng)防護措施，同步整治。endprint

3 病害成因分析

3.1 橋臺側(cè)墻裂縫成因

①橋臺因填土不良，或壓實度不足，產(chǎn)生填土下沉，同樣會使橋臺的側(cè)墻和背墻交接處開裂。

②橋臺高度很高，使臺后填土高度過高，并在超荷載的作用下，造成了橋臺的抵抗力不足，使橋臺產(chǎn)生裂縫。

③橋臺前墻豎向裂縫以及橫向裂縫主要是由于大體積混凝土在分層澆筑施工的過程中，其水化熱較大，以及溫度作用下產(chǎn)生的收縮裂縫。

④1#臺左側(cè)墻頂部混凝土破損，主要是由于臺頂鋪裝沉降凹陷，受到較大的車輛荷載擠壓所致。

3.2 橋面系破損成因

①該橋1#臺臺頂鋪裝層出現(xiàn)中間凹陷，兩邊翹起現(xiàn)象主要是由于橋臺臺后填土壓實度不足，或是填土材料不合格所致。

②伸縮縫錨固端混凝土開裂主要是由于車輛沖擊荷載所致；1#伸縮縫縫隙過小可能是由于水平位移過大，或是安裝工藝控制不到位所致。

4 病害整治施工

4.1 橋臺側(cè)墻裂紋治理施工

考慮對滬昆營業(yè)線影響若采取橋臺鑿除方案，因原橋臺混凝土標(biāo)號低，機械破除及振動會導(dǎo)致胸墻、臺帽及墊石破壞，造成梁部下沉等次生病害，造成橋梁結(jié)構(gòu)破壞的嚴(yán)重后果，橋臺偏載對梁部影響具有不確定性，機械破碎影響橋梁整體質(zhì)量。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，采用豎向錨固鋼筋及橫向兩側(cè)耳墻拉桿對拉法，見圖7，保證側(cè)向受力滿足荷載要求，同時對混凝土接縫處鑿開采用環(huán)氧樹脂微膨脹混凝土修補處理，確?；炷两缑孢B接牢固。

4.1.1 錨固鋼筋計算

橋臺側(cè)墻離縫位置距離橋面1.5m，不考慮側(cè)墻混凝土抗剪，剪力僅由后植入鋼筋承擔(dān)，Φ22鋼筋間距0.25m雙排，梅花形布置，每米范圍取10根鋼筋，剪力由后填輕質(zhì)泡沫混凝土、汽車荷載等代土層厚度兩部分產(chǎn)生，輕質(zhì)泡沫混凝土厚度取1.5m，素混凝容重取22kN/m3，橋臺寬度10m，雙向行駛，臺背與豎直面夾角α為-8°，臺后填土表面與水平面夾角β取0，土內(nèi)摩擦角δ取30°，臺背與填土間的摩擦角取15°，計算土層厚度H=1.5m，土的容重取18kN/m3，主動土壓力計算μ=0.286。

根據(jù)計算汽車荷載等效土厚度為3.97m，汽車荷載引起的土壓力199.26kN，澆注輕質(zhì)泡沫混凝土產(chǎn)生的主動土壓力70.79kN，最大剪力產(chǎn)生的鋼筋剪應(yīng)力106.6MPa，小于極限抗減應(yīng)力125MPa，橋臺混凝土C15，計算鋼筋錨固深度1.2m，滿足要求。

4.1.2 植筋錨固及側(cè)墻對拉施工

橋臺填土挖除，側(cè)墻鉆孔采用Φ32mm鋼筋對拉，見圖8，植筋采用RE-500錨固膠，根據(jù)設(shè)計圖紙定位，采用水鉆成孔，深入下層混凝土深度大于1.2m，鉆孔完畢后檢查孔徑及深度，清理鉆孔注入植筋膠，緩慢插入鋼筋，固化前不得擾動錨固鋼筋，待達到設(shè)計強度后做拉拔試驗保證植筋效果，耳墻橫向施工縫注入環(huán)氧樹脂A級膠填充。

4.1.3 裂縫封閉粘貼鋼板施工

粘貼鋼板前先封閉或修復(fù)裂縫，清除混凝土表面缺陷，混凝土表面清理干凈并找平粘貼鋼板，鋼板采用M12*190 5.8級高級化學(xué)錨栓固定，錨栓布置間距20cm，鋼板裝貼完成后做防銹處理，所有焊接工作在粘貼鋼板前進行，見圖9。

4.2 橋面鋪裝、橋頭搭板下沉治理

施工時先填土至設(shè)計路床標(biāo)高，在對輕質(zhì)土填筑范圍進行開挖，見圖10，基底壓實度不低于90%，澆注氣泡混合輕質(zhì)混凝土至設(shè)計路床標(biāo)高以下20cm，養(yǎng)護7天后采用級配碎石填筑至路床標(biāo)高，輕質(zhì)泡沫混凝土縱向每10m設(shè)置橫向施工縫，頂面以下30cm位置設(shè)置一層網(wǎng)眼5cm*5cm的鋼絲網(wǎng)片，鋼絲直徑3.2mm，鋼絲網(wǎng)片縱橫向搭接長度10cm，頂層輕質(zhì)混凝土澆筑后7天內(nèi)不允許任何機械行走，設(shè)置路面排水，見圖11。

4.3 橋臺混凝土破損修補施工

鑿除松動混凝土，根據(jù)破損面積及掉塊深度采用環(huán)氧砂漿和環(huán)氧砂漿粘接劑進行修補，鋼筋暴露生銹部位必須進行除銹，修補完成后表面采用防水涂料進行封閉，破損修復(fù)示意圖見圖12。

5 結(jié)束語

隨著投入運營線路增多，日常橋梁病害逐漸顯現(xiàn)，根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定合理的加固及整治方案尤為重要，臨近線路進行施工對運營線路有一定的影響，需要相關(guān)各部門相互協(xié)調(diào)，做好臨時交通疏導(dǎo)和維護，確保施工與運營的雙安全。文章重點總結(jié)了跨線橋常見病害的處理及加固措施，總結(jié)了輕質(zhì)泡沫混凝土施工應(yīng)用經(jīng)驗，類似工程具有較強的參考價值。

參考文獻：

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