铁路Π型梁弧形支座病害整治

摘要：北京铁路局管内上世纪五六十年代建有许多Π型梁，使用支座类型为弧形支座。经过长时间的使用和列车作用力的冲击,支座上摆与梁联接的锚螺栓被剪断,危及行车安全，必须进行病害整治。本文主要介绍将铁路Π型梁弧形支座更换为平板橡胶支座的施工工艺，本文结合某桥更换支座的工程实例阐述整治方法和过程。

关键词：铁路 ； π型梁；弧形； 支座 ； 病害

中图分类号：X731文献标识码： A

1.工程概况

京承线82#桥，位于鹰手营子至洞庙河区间，单线，中心里程K176+328m，由6孔跨度16米的钢筋混凝土Π梁组成。梁体采用大116定型图，梁长为16.46m。支座为弧形支座（每孔有8个），净高为186mm（含６mm石棉垫），固定端设于承方。桥上铺设60kg/m无缝线路，全桥位于直线7‰坡道上。八角形墩帽，十字型桥台，扩大基础。由于建造年代久远，经过长时间的使用及列车作用力的冲击，该桥第2、3、6孔梁体存在支座上摆锚栓折断病害。工务段进行了整治，将支座上摆与梁底钢板焊接，使用几年后焊口开焊，需要将支座进行更换。针对此桥的病害情况，整治方案采用将既有弧形支座全部更换为抗横移平板橡胶支座。经检算， 16m跨度梁体橡胶支座的尺寸采用300×300×57mm，胶层厚度为8×4+2.5×2=37mm。橡胶支座材质采用天然橡胶，硬度为邵尔A60。

2. 施工准备

2.1主要机具

电焊机、氧乙炔切割设备、木工圆锯机、空压机、发电机、风镐、钢筋切断机、钢筋弯曲机、混凝土搅拌机、电锤、水钻、张拉设备、千斤顶、油泵等。

2.2主要材料

水泥、砂、碎石、钢筋、钢板、混凝土外加剂、预应力筋、锚具、锚垫板、锚固剂、植筋胶、界面剂、防水涂料等。

3.作业流程

更换支座前先对梁体进行加固，使整孔梁连为一体并增加梁体横向刚度，加固完成后方可更换支座。

3.1梁体加固

采用在每孔梁跨中横隔板处及梁端横隔板处增设钢筋混凝土横向联结，用钢绞线对梁体施加横向张拉力，并与混凝土形成整体，从而达到横向加固效果,每孔梁增加三处。加固半平面图如图1所示，跨中及梁端半断面图如图2所示，跨中钢筋布置如图3所示，梁端钢筋布置如图4所示。

图1

图2

图3图4

3.1.1放线

在新增水平联结处，用钢筋参数测试仪探明主梁腹板内钢筋的实际分布位置，并在梁体表面上做出醒目的标记，以确定预应力筋孔位置。为避开梁内钢筋，筋孔位置可适当移动，但移动距离不宜大于50mm。

3.1.2凿毛、钻孔

按照放线位置，对新增水平联结处梁体表面进行凿毛处理，便于新旧混凝土更好的结合。根据在梁体上标记的钢筋和钢绞线位置，根据直径要求和钻孔深度进行钻孔、钻孔时不得损伤梁内主筋。

3.1.3锚固、绑扎钢筋及预应力筋安装

普通钢筋采用Q235钢筋及HRB335钢筋，钢筋进场后应进行试验，合格后方可使用。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。钢筋的搭接长度、搭接位置应符合要求，并绑扎牢固。横向预应力钢束采用标准型公称直径为15.2mm抗拉强度为1860MPa的无粘结钢绞线，弹性模量E=1.95×105MPa，穿入钢绞线后，对钢绞线进行初张拉，张拉千斤顶采用YQD230-100型前卡式低回缩顶压千斤顶，初张拉力为50KN，保证钢绞线直顺。锚具采用DSM15-1及DSM15-1P型低回缩锚具，锚垫板采用配套锚垫板。

3.1.4支模、灌注混凝土

横向联结混凝土等级为C50，弹性模量E=3.45×104MPa，坍落度以8～10cm为宜，机械搅拌，振捣棒振捣。为提高混凝土的早期强度，应掺入适量减水剂。拆模后，在混凝土表面涂刷一层养护剂进行养护。

3.1.5终张拉、封锚

在混凝土强度达到设计强度的90%时，方可拆模，随之进行终张拉，张拉力为每根钢绞线200KN。张拉操作过程要匀速施加荷载，填写张拉设备施加预应力的记录，做到记录内容及原始数据完整、真实、可靠。预应力筋的锚具防护采用无收缩性混凝土封锚，混凝土抗压强度不小于35MPa，混凝土中掺以迁移性钢筋阻锈剂，对所有新老混凝土接缝处涂刷两遍881防护。

3.2更换支座

3.2.1封闭点内线路应力放散、试顶梁

由于既有桥上线路为无缝线路，且更换支座作业时轨温超过实际锁定轨温±5℃时，为防止出现胀轨，对桥上线路进行应力放散。

每孔梁4台100T千斤顶，每端2台，千斤顶支顶于端隔板下。试顶时将同一行同一墩两片梁梁端同时起升，起顶高度控制在支座下摆离开支承垫石出现缝隙即可，试顶梁完成后马上恢复线路。

3.2.2更换支座

桥上线路封锁后，自起顶梁端向两侧邻孔拆除15m长范围内扣件，松动拆除范围外两侧10m长扣件，拨移梁端既有轨枕，彻底清除梁端横向盖板处道碴，必要时拆除梁端横向盖板。

以墩为单位4台千斤顶同时起梁，起梁高度控制在150mm以内，起升过程中设专人用木楔随时支垫支座底，防止跑梁。

高度达到作业要求后，利用破坏器人工拆除旧支座，并切除上摆锚螺栓，用角磨砂轮将梁底打磨平整。凿毛既有支承垫石顶，涂107胶，垫半干硬钢纤砂浆压实找平。

安装橡胶支座下座板（如图5所示）及上座板（如图6所示）。下座板及上座板均为封闭点外提前制作，钢板均采用Q235级钢，钢料的连接采用焊接。下座板利用既有支座锚栓与墩台连接。按照橡胶支座说明书要求将支座嵌入下座板，橡胶支座正反面及方向放置正确。下座板安装时，利旧锚栓与下座板钢板焊连，保证焊接强度。安装上座板，完毕后，落梁。回填梁端道砟，并进行人工捣固，使线路状态达到开通条件。

图5

图6

4.开通后限速条件

线路开通后第一列45km/h, 第二列60km/h,其后恢复常速；试顶梁结束后第一列25km/h,第二列45km/h,第三列60km/h至下一封锁点；支座更换线路封锁120分钟，全桥施工结束后第一列25km/h,第二列45km/h,第二列60km/h,不少于24小时,其后恢复常速。其后工务段根据施工计划利用封闭点尽早对无缝线路应力锁定。

5 施工技术要求

5.1施工材料进场后，应按规定在国家二级以上资质实验室对水泥、砂子、石子、钢筋等原材料进行检验及混凝土配合比试验。

5.2千斤顶、油表、油泵在使用前进行配套标定，更换配件的张拉千斤顶、压力油表须重新标定，配套标定后的有效期为1个月，并不得超过200次张拉作业。标定试验应在国家二级以上的计量检测单位进行，油表的最大读数值为张拉油压的1.5～2倍。

5.3更换橡胶支座，支承垫石顶标高根据设计要求确定，当设计无要求时，可按既有标高确定。

5.4支座安装时，支座应与梁体垂直，与钢垫块应互相对正，钢垫块底要保持水平，不产生偏位。对有坡度的桥梁，钢垫块与支承垫石间应用钢斜垫板或水泥砂浆调整。钢垫块与支承垫石间及橡胶支座顶与梁底间应密贴、无缝隙。安装后的支座四角高差不应大于2mm，同一梁端两支座相对高差不大于1mm，每一支座板的边缘高差不大于2mm。

5.5橡胶支座仅限于在线路纵坡小于或等于6‰的梁上使用。

5.6更换支座后应对线路几何状态进行检查，线路几何状态应达到《铁路线路修理规则》表6.2.1要求。

6 安全事项

6.1无缝线路地段作业，按照有关规定办理。

6.2按规定穿戴劳保用品。

6.3施工阶段放行列车、施工防护、下道避车等应按（铁运【2006】177号部令）《铁路工务安全规则》中的有关规定办理。

6.4桥上的机具、材料不得侵入桥梁建筑限界，其重量不得超过脚手架和人行道的承载能力。

6.5 派专人对线路进行日常检查和维修养护，确保行车安全。

6.6其它施工作业的安全管理应按照《铁路工程施工安全技术规程》(TB10401.1-2003)有关规定执行。

参考文献

1. 中华人民共和国铁道部.铁运[2010]38号铁路桥隧建筑物修理规则[S]. 北京:中国铁道出版社, 2010

2. 中华人民共和国铁道部.铁运[2006]177号铁路工务安全规则[S].北京:中国铁道出版社, 2006

3. 中华人民共和国铁道部.铁运[2006]146号铁路线路修理规则[S].北京:中国铁道出版社, 2006