既有线铁路桥梁横向加固技术的应用

摘 要 ：随着人民生活水平的提高,我国铁路运输多次提速,铁路运流量也不断增加,随着既有线铁路桥梁使用年限的增加及荷载力的提高,对其进行加固施工处理,能有效提高结构稳定性,本文将对既有铁路桥梁横向加固技术进行分析与阐述,以提高加固工程质量,保证运输安全.

关 键 词 ：既有线铁路； 桥梁横向加固； 技术应用

既有线铁路桥梁的横向加固,主要是确保两片主梁的整体结构更稳定,以利于横向水平力的承载或偏载等作用.提高桥梁梁体的抗扭曲能力,有助稳定性.横向加固方案一般是既有并排的两片梁体之间施加横向预应力连接.首先搭设加固作业平台,在桥梁设计的位置施钻预应力筋孔道和钢筋锚固孔,绑扎、焊接钢筋,安装横向的预应力钢绞线,进行预应力钢绞线的初始拉张.然后,再对横隔板进行混凝土浇筑,当混凝土的强度达到设计的80%时,就可以进行预应力的钢筋终拉,最后再做封锚处理.

1.既有线铁路桥梁横向加固受力概述

既有线铁路加固是以横梁为主承力构件,属于板式结构,其沿线路方向呈现出无限延伸等特性,横梁承托线路的方式主要分为轨底和承托枕底两种.其中承托枕底是主要的方式,在开展施工时由于枕木中分散荷载力的作用,横抬梁的受力状况良好,但是在加固过程中,需要深挖道床,对道床的稳定性具有较大影响.

2.既有线铁路桥梁横向加固施工步骤

2.1明确梁体的钢筋走向,确定钻孔位置.

根据施工图中显示的梁体表面所标注钻孔的孔位,依次探明竖直箍筋、水平钢筋、弯起筋、预应力筋,并进行标记.

注意两片梁之间对应的钢筋分布情况,确定锚固筋和预应力筋的钻孔孔位,若替孔位置不能避开主筋的情况可以适当进行移位,但是移位不能超过50cm.

2.2钻孔工艺.

首先安装膨胀螺栓,将钻机的底盘固定在梁体模板上方,调整钻机的底盘螺栓,保持钻机水平.两片梁的预应力筋孔位要对准,避免由张拉而产生的附加应力,以影响梁体加固的稳定性.另外,还要对新增加的混凝土与梁体结合处进行凿毛处理,通过风吹或者水洗的方式,清除表面灰浆.

2.3锚固技术.

在对钢筋进行锚固技术处理前需清孔,确保孔内干净无杂物.在有预应力筋处钢筋锚固采用ZM型早强锚固包进行锚固.在使用锚固包进行施工时,要将锚固包封口端直立向上浸泡在水中,直至不冒气泡时取出.当孔内填满后迅速加入钢筋,并用手锤打紧,将孔口抹平.在无预应力筋的钢筋锚固通过HILTIHYl50胶进行锚固.但是这种方法在清孔时不能水洗,当锚固胶填满孔深约3/2,将钢筋旋入孔底部位,再将孔口抹平.

2.4设置混凝土灌注口

首先,在桥体两片梁的接缝处设置灌注口.如果其梁缝过小,对灌注混凝土有所影响,应对其道碴槽边缘进行适当凿除处理.在灌注混凝土时应注重连续性,在进行混凝土施工时,应按照规定对混凝土的强度与弹性制作模量试块.

其次,安装模板对其刚度有一定要求,适当的稳定性与强度,能够保证承受新灌注混凝土侧压力、重力和列车震动负载力等安全可靠性,模板安装后应保证表面的平整,以便后期拆卸.将模板固定在梁体上方,能够保证列车通过时模板与梁体之间不会发生相对位移.再次,当混凝土的强度已经达到设计的60%时,可拆除模板和两片梁之间的支撑,拆除完毕后,还要对混凝土表面进行涂刷养护,以进行养生.

2.5预应力筋的初始张拉

在对预应力筋进行初始张拉时,在新增水平连接板和横增梁之间增加上下方的支撑.预应力筋的两端设置锚下钢垫板,钢垫板使用环氧树脂进行粘贴,初张拉时每根预应力筋的张拉力约为500KN.

2.6施工中的安全保证

铁路桥梁施工具有一定的特殊性与复杂性,在施工中应注重安全性.一方面,当施工中有列车经过,施工人员应在距离本线列车至少800m下道进行避车,桥上人员则在避车台避车.另一方面,施工过程中必须设置防护人员,高空作业情况下佩戴安全帽、系好安全绳或者安全带.同时,施工的机械、材料等必须整齐、牢固堆放,桥上堆放材料不能侵入建筑界限内.

3.既有线铁路桥梁横向加固手段

3.1预应力筋横向张拉

其主要加固原理为在同孔两片梁体之间增设横隔梁,通过对预应力筋增加预应力,提高梁体的稳定度.其中预应力筋和原结构之间属于无粘结连接,只是在梁体外端的锚具锁定部位和原来的梁体连接,在对梁体增加少量荷载力的情况下,能较好提高梁体的稳定性与刚度.

3.2纤维布粘贴法

纤维作为加固桥梁的新型材料,其具有安全、可靠、经济使用、施工方便、综合成本低等特点,且该种方法加固后不会影响桥梁的外型美观及原结构形式,不会增加荷载力,对基础结构也没有额外的承重.纤维布粘贴法能够较好保证桥梁表面的平整,近年来得以广泛应用.

3.3钢板加固法

钢板加固法的施工相对方便,其主要施工方法是以环氧树脂砂浆为粘接剂,用锚固螺栓作为对钢板加压的工具,促进钢板粘接牢固,在与梁体间共同承受变形压力时,产生较强的拉应力与剪应力.在施工中,应注意原结构混凝土和钢板之间的粘接与锚固质量.其加固效果主要取决于施工操作水平和胶粘技术.但这种加固方法的缺点较明显,一方面会增加梁体的荷载力,另一方面钢板长时间容易产生腐蚀,需要增加防锈手段.

3.4提高惯性矩

该种施工方法主要是将截面加厚、加宽、加高,提高截面的惯性在梁体上的惯性距.在下翼缘中,每间隔一段距离进行打孔、锚固钢筋,提高新旧混凝土的结合力.提高惯性矩的施工方法简单、工艺较成熟,但是其施工的工序较多,增加了结构的荷载力与体积,难以保证施工质量.