寧西線汲東干渠中橋輕型橋墩加固簡介

占友年 上海鐵路局合肥工務(wù)段

1 橋墩病害調(diào)查與分析

1.1 概況

我段管轄的寧西線是單線，共有橋梁54 座、196 個橋墩，其中輕型橋墩即圓形墩橋梁有14 座、58 個橋墩。自2003 年開通運(yùn)營以來，隨著鐵路的不斷提速和運(yùn)量的不斷加大，原建成的輕型橋墩的弊端逐漸暴露，威脅行車安全日趨嚴(yán)重。2005 年至2006 年期間已對寧西線所有跨度為32 m 和24 m圬工梁以及9 座橋梁、51 個圓形墩均進(jìn)行了加固，但效果并不明顯，目前仍有多座橋梁出現(xiàn)晃動現(xiàn)象，部分橋梁已采取限速措施。

1.2 病害調(diào)查

2006 年至2008 年期間，我段對寧西線所有加固過的橋梁進(jìn)行了跟蹤檢測，發(fā)現(xiàn)寧西線汲東干渠中橋（K815+798）晃動尤其明顯，2008 年6 月18 日上海鐵路局橋檢所對該橋進(jìn)行了2 次鑒定（實(shí)測值見表1）。

表1 寧西線汲東干渠中橋（K815+798-12#）橋墩加固前橫向振幅檢測表

實(shí)測該橋32 mT 梁跨中最大橫向振幅為3.90 mm，扣除橋墩振幅后，滿足《橋檢規(guī)》規(guī)定的3.556 mm 行車安全限值，因此該橋32 mT 梁跨中橫向振幅較大是由于橋墩引起，其橫向剛度滿足《橋檢規(guī)》要求。實(shí)測該橋1#墩墩頂橫向最大振幅為2.129 mm，遠(yuǎn)大于《橋檢規(guī)》規(guī)定的橋墩橫向振幅通常值0.686 mm，是規(guī)定值的3.1 倍。實(shí)測數(shù)據(jù)表明，該橋圓形橋墩橫向剛度較弱，不能滿足貨物列車80 km/h 安全運(yùn)行的要求。

1.3 原因分析

寧西線汲東干渠中橋（K815+798）建于2002 年，1 股道，位于葉集至大顧店區(qū)間，橋全長75.9 m，2 孔32 m 預(yù)應(yīng)力鉿T形梁，1 個圓形墩。實(shí)測結(jié)果表明，主要病害原因是該橋橋墩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)臨界，沒有充分考慮鐵路提速和重載化的總體要求而提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，卻采用了輕型橋墩，橋墩橫向剛度嚴(yán)重不足，致使橋上過車時(shí)出現(xiàn)較大晃動。為了保證行車安全，2008年8 月采取限速措施，貨列限速60 km/h。

2 整治措施

2.1 工程概況

針對寧西線汲東干渠中橋輕型橋墩病害情況，2010 年10 月我們對該橋墩擬定了新的加固方案，確定在涸水季節(jié)施工。主要施工項(xiàng)目為加固4 根鉆孔樁，1 個承臺，1 個橋墩墩身（加固前橋墩尺寸見表2）。墩身、承臺采用C30 鉿，樁基采用C25 鉿，樁長比既有橋梁的樁長大1 m。

表2 寧西線汲東干渠中橋橋墩加固前尺寸表

2010 年12 月至2011 年2 月進(jìn)行方案實(shí)施，對該橋橋墩基礎(chǔ)及墩身進(jìn)行了加固，增加4 根φ1.0 m 鉆孔灌注樁，樁長23 m，原鋼筋混凝土承臺橫向?qū)挾扔? m 擴(kuò)大為10 m，原墩身加設(shè)鋼筋混凝土套箍，將原直徑為φ2.1 m 圓柱形橋墩包箍為圓端形，縱向?qū)挾仍鰹?.5 m，橫向?qū)挾仍鰹?.0 m。加固后橋墩尺寸如圖1 所示。

圖1 寧西線汲東干渠中橋橋墩加固后尺寸圖

2.2 施工工藝流程

這次加固施工順序?yàn)椋恒@孔樁施工→承臺施工→墩柱施工。

2.3 主要施工方法

2.3.1 鉆孔樁施工

(1)樁基礎(chǔ)的加固原則及方法

加固原則:一般情況下,對于鉿圓墩,其墩身加固,樁基礎(chǔ)也相應(yīng)進(jìn)行加固處理,既能提高基礎(chǔ)剛度，也滿足了承載力的要求。

加固方法：有樁承臺的樁基礎(chǔ)加固在橫橋向兩側(cè)各加兩根樁，采用4 根直徑1.0 m 鉆孔樁加固。

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，該橋鉆孔樁施工采用回旋鉆機(jī)。施工時(shí)正直涸水季節(jié)，該橋墩基礎(chǔ)位于無水區(qū)，在將場地進(jìn)行平整后即可施工。

(2)鉆孔樁施工工藝工藝流程見圖2。

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2.3.2 有樁承臺的施工

有樁承臺施工工藝流程見圖3。

圖3 有樁承臺施工工藝流程圖

2.3.3 墩柱施工

(1)墩柱加固方法

在墩柱周邊外包C30 鉿，原墩徑為2.1 m，縱橋向墩身前后各加厚0.20 m，橫橋向橫向加寬至4.0 m，最終形成圓端形截面。加固高度均按實(shí)際墩身高加固，即從基礎(chǔ)頂面開始在到頂帽底為止，7.1 m。

加固后橋墩形式為圓端形，墩柱采用鋼木結(jié)合模板，即圓端采用鋼模，直線段采用木模，根據(jù)橋墩幾何尺寸進(jìn)行加工制作。

墩柱加固外包混凝土采用C30 標(biāo)號砼。為便于砼的灌注，橋墩采取二次澆注的方式，即墩柱豎直段與頂部托盤部分分別澆注。

(2)墩柱施工主要工藝流程見圖4。

圖4 墩柱施工主要工藝流程圖

2.3.4 安全保證措施及注意事項(xiàng)

(1)嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)安全規(guī)章制度、安全操作規(guī)程，建立建全安全保證制度。參加施工人員崗前需進(jìn)行安全教育，使之制度化、經(jīng)常化，提高全體施工人員的安全意識。貫徹專業(yè)檢查與班組自檢相結(jié)合的方針。施工現(xiàn)場設(shè)專職安全員，施工中做到安全隨時(shí)檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)排除。

(2)施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)明顯安全標(biāo)志。進(jìn)入施工現(xiàn)場人員必須戴安全帽，高空作業(yè)要佩戴安全帶，嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入工地。高空作業(yè)所用料具要放置穩(wěn)妥，禁止拋擲；嚴(yán)禁超速提升物料；起重物下嚴(yán)禁站人。

(3)制定機(jī)械設(shè)備安全操作規(guī)程、施工安全操作規(guī)程、施工現(xiàn)場安全警示標(biāo)志，配備專職安全員巡視。

(4)搭設(shè)施工腳手架要牢靠。為保證腳手架的穩(wěn)固，施工中應(yīng)經(jīng)常檢查、加固。

(5)其它有關(guān)鐵路施工安全，應(yīng)嚴(yán)格遵照《鐵路行車安全規(guī)則》的要求進(jìn)行。

3 整治后效果

工程竣工后，2011 年5 月12 日通過測檢儀測定結(jié)果顯示（見表3），實(shí)測該橋橋墩墩頂橫向最大振幅滿足《橋檢規(guī)》相應(yīng)限值要求，表明該橋橋墩經(jīng)加固后，其橫向剛度得到明顯提高。經(jīng)過定期觀測，再未發(fā)現(xiàn)異常晃動現(xiàn)象，說明整治達(dá)到預(yù)期的效果。

表3 寧西線汲東干渠中橋（K815+798-12#）橋墩加固后橫向振幅檢測表