談既有線圓柱形橋墩橫向加固方法

張樹剛 陳德泉

(1.濟南鐵路局設(shè)計所，山東 濟南 250031； 2.濟南鐵路局淄博工務(wù)段，山東 淄博 255021)

談既有線圓柱形橋墩橫向加固方法

張樹剛1陳德泉2

(1.濟南鐵路局設(shè)計所，山東 濟南 250031； 2.濟南鐵路局淄博工務(wù)段，山東 淄博 255021)

結(jié)合工程實例，針對橋梁橫向振幅超限的原因，從加強橋墩橫向剛度方面提出了加固方案，提高橋墩橫向剛度，減小橋梁橫向振幅，經(jīng)加固后測試，該方案在一定程度上解決了橋梁橫向振幅超限的問題。

橫向剛度，橫向振幅，加固，橋墩

隨著鐵路機車內(nèi)燃機化和電氣化，以及無接縫長軌的廣泛應(yīng)用，濟南鐵路局既有線大量圓柱形橋墩出現(xiàn)橫向振幅超限的問題。列車過橋時常常因為鐵路橋梁橫向剛度的不足而引起橋梁較大的橫向振動，其振幅常常超過規(guī)定限值，使司機和旅客感到不適，對行車安全造成嚴(yán)重影響。為了解決該問題,常通過加固橋墩以增強橋墩橫向剛度的方法來減小橋墩的橫向振幅，確保橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1 工程概況

新兗線(下行)K258+599老趙王河中橋，位于嘉祥—濟寧西站間，橋全長85.3 m，由3-23.8 m預(yù)應(yīng)力混凝土梁組成，直線平坡，1978年竣工通車。圬工梁支座中心距1.8 m，橋上線路為無縫線路。圓形漿砌片石橋墩，墩身平均直徑為3.23 m，橋墩基礎(chǔ)為三層明挖擴大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)地質(zhì)為粘土，地基基本承載力σ0=350 kPa。

新兗線于2010年6月完成電氣化改造并通車，其中下行橋在其1號墩頂設(shè)電化鋼立柱，有火車司機反映該橋電化立柱過車時晃動厲害，2010年10月經(jīng)路局橋檢隊實測橋墩橫向自振頻率低于《橋檢規(guī)》的有關(guān)通常值18%～22%，基礎(chǔ)穩(wěn)定性差，對行車安全帶來隱患。實測1號墩(墩頂設(shè)電化立柱)橫向振幅最大值超出《橋檢規(guī)》相關(guān)通常值188%，未設(shè)電化立柱的2號墩橫向振幅最大值超出《橋檢規(guī)》相關(guān)通常值104%，說明橋墩橫向剛度不足，且橋墩頂設(shè)電化立柱對橋墩的橫向剛度不利影響比較明顯。實測橋墩和梁跨強振波形多次出現(xiàn)了二次波和一定程度的偏振等不良波形，橋墩下部可能存在病害；橋墩與相應(yīng)梁體形成橫向拍振波形，說明橋墩橫向剛度不足。為確保列車運行安全，應(yīng)盡快對橋墩采取加固措施。在橋梁橫向剛度加強前，建議下行橋貨車限速60 km/h運行，同時有關(guān)部門應(yīng)加強橋梁的技術(shù)監(jiān)測。

2 病害原因分析

為更好的確定加固方案，施工前挖出承臺的輪廓。從橋墩的情況分析，引起橋梁橫向振幅超限的原因主要有以下幾點：

1)該橋橋墩為圓柱式橋墩，橋墩截面偏小造成橫向剛度相對偏弱，墩、梁結(jié)構(gòu)形式形成耦合橫向振動，橫向振幅變大。2)列車速度的提高和軸重的增加，使橋墩振幅變大。3)漿砌片石橋墩出現(xiàn)裂縫，列車通過時，橋墩墩頂較大的橫向位移加劇橋梁的橫向振動。4)地基土不均勻。5)承臺剛度偏小。

3 加固方案

根據(jù)橋墩病害情況，經(jīng)研究，本次橋墩加固在橋墩基礎(chǔ)下部及周圍設(shè)置φ50 cm旋噴樁加強地基承載力，先在基礎(chǔ)上打孔施工基礎(chǔ)下部旋噴樁，后施工基礎(chǔ)周圍旋噴樁(見圖1，圖2)；橋墩墩身采用25 cm厚的C30鋼筋混凝土進行包箍，并設(shè)置基礎(chǔ)。基礎(chǔ)周圍旋噴樁施工至最下層基頂，在做新設(shè)置基礎(chǔ)前拆除樁頂30 cm樁頭并設(shè)厚度30 cm的砂礫石墊層。新舊基礎(chǔ)圬工間采用化學(xué)植筋加強連接，墩身包箍新舊圬工間采用牽釘連接。

旋噴樁的作用主要有：1)增強基底承載力；2)改良土質(zhì)。旋噴樁施工完畢后，樁與土體形成復(fù)合地基，起到加固地基的作用。同時，旋噴樁施工中對橋墩影響很小，且列車可以正常運行，不需慢行或要點。

4 加固效果

待地基加固及墩身包箍完工后，2012年7月31日路局橋檢隊對該橋兩個橋墩進行了檢測，以檢測加固效果，詳見表1。

表1 加固前后實測橋墩橫向最大振幅對比表

結(jié)果表明，加固后橋墩橫向振幅明顯減小，實測橫向最大振幅為0.39 mm，小于《橋梁檢定規(guī)范》規(guī)定的橫向振幅通常值，滿足要求。

5 施工注意事項

1)在整個施工過程中，鉆孔及開挖基礎(chǔ)過程中應(yīng)加強監(jiān)視，避免擾動既有橋墩基礎(chǔ)及地基。2)列車通過時，必須停止混凝土灌注，以免產(chǎn)生離析。3)施工時舊圬工表面先徹底清理干凈，鑿毛并剔除勾縫砂漿，鑿除舊勾縫，然后布設(shè)牽釘、綁扎鋼筋、夯實地基、灌注C30混凝土。4)牽釘埋入舊圬工至少20 cm，牽釘間距40 cm，呈梅花狀布置，牽釘采用錨固包錨固。

6 結(jié)語

采用鋼筋混凝土包箍的方式加固橋墩，有效的提高了圓柱形橋墩的橫向剛度，減小了橋墩橫向振幅。同時將旋噴樁用于橋墩 基礎(chǔ)加固具有工期短、造價低、質(zhì)量可靠等優(yōu)點，而且基本不影響行車，值得推廣應(yīng)用。

［1］ TB 10106—2010，鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程［S］．

［2］ 鐵運函［2004］120 號，鐵路橋梁檢定規(guī)范［S］．

The reinforcement method of existing line cylindrical bridge’s pier

Zhang Shugang1Chen Dequan2

( 1． Design Institute，Jinan Railway Bureau，Jinan 250031，China; 2． Zibo Track Maintenance Division，Jinan Railway Bureau，Zibo 255021，China)

Connecting with an engineering example，for the lateral amplitude of vibration of railway bridge go beyond the limit，from strengthening the lateral stiffness of pier，reinforcement method is presented． To improve the lateral stiffness of pier，reduce the lateral amplitude of vibration of bridge，by the post test，it solves the problem in a certain extent．

lateral stiffness，lateral amplitude of vibration，reinforcement，pier

2015-01-03

張樹剛(1983- )，男，工程師； 陳德泉(1973- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)08-0185-02

U455.72

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