h區段混凝土梁橫向加固施工技術
h區段混凝土梁橫向加固施工技術
論文摘要：本文介紹混凝土梁200km/h區段橫向加固施工方法，為混凝土梁的橫向加固施工保駕護航，並且為今後同類橋樑加固施工積累了經驗。
論文關鍵詞：混凝土梁加固,施工
隨著我國鐵路的跨越式發展，列車速度不斷提高，運量不斷增大，既有線混凝土橋樑的安全儲備越來越低，從而使原有橋樑病害加劇，突出反映在，預應力鋼筋混凝土橋樑因上拱度超限而引起的橫向振幅超限、橫隔板斷裂等問題，已成為鐵路提速的巨大隱患。幾年來，我們採用鐵科院鐵建所的研究成果，對上拱度值小於100mm的32m預應力混凝土梁進行橫向加固，增設橫隔板後，有效地提高了梁跨的橫向剛度和彎曲抗裂性，滿足了提速的要求。
一、提速加固設計
1、提速加固技術條件
（1）滿足客車200km/h安全透過，梁體跨中橫向振幅滿足設計要求。
（2）在D35特種車輛按40km/h透過時，梁體下緣不出現拉應力。
（3）加固後結構應有足夠的耐久性。
（4）加固工程的實施不影響線路正常運營。
2、提速加固的措施
（1）透過增設橫向水平聯結板，提高梁體橫向剛度。
（2）透過增設預應力筋，提高梁體抗裂性。
（3）預應力筋採用帶有護套的預應力筋，保證其耐久性，並可以更換；同時加強預應力筋及普通結構筋的細部結構設計，提高加固體系的整體耐久性。
3、橫向加固設計
在兩片32m預應力梁中間橫隔板處上、下翼緣、腹板處增設9快水平聯結板，兩片梁中間增設4個環形聯結板。同時對各聯結板施加預應力，採用混凝土等級C50，保證聯結板與兩片梁的良好聯結。每塊聯結板均佈置預應力筋，預應力筋採用Ф15.24mm（1-7Ф5）抗拉強度標準值為1860MPa無粘結低鬆弛預應力鋼鉸線。張拉控制力為0.76fpv，並採用專用錨具減少預應力筋的回縮損失。聯結板混凝土灌注採用上、下振搗，以保證混凝土良好的密實性。
二、提速加固施工
1、加固工程工藝流程
探測梁體內鋼筋走向，確定橫向預應力筋的位置腹板鑽孔梁體表面鑿毛及鑽錨固孔埋設錨固筋綁紮普通鋼筋佈設無粘結鋼鉸線橋面設定混凝土灌注口模板安裝兩片梁間增設支撐預應力筋初張拉灌注混凝土混凝土養護拆除支撐拆除模板混凝土表面刷養護劑撤去兩片梁間頂梁硬木預應力筋終張拉切割外露鋼鉸線壓漿及封錨塗防水塗料。
2、探測梁體鋼筋走向、確定加固筋鑽孔位置、橫向預應力筋鑽孔位置與鑽孔
（1）目測檢查梁體表面是否平整，不平整處應將梁體表面打磨平整或用水泥砂漿抹平後再進行探測。
（2）在圖紙標明的設計鑽孔位置附近，用鋼筋探測儀探明主樑腹板內鋼筋的實際分佈情況，再確定橫向預應力筋穿越腹板的位置，以免鑽傷梁內既有鋼筋。
（3）按照探測出的梁內鋼筋分佈現狀在梁體表面作出醒目標記。
（4）兼顧兩片梁對應部位的鋼筋分佈，確定預應力筋的鑽孔位置，若孔位無法避開主筋或其他障礙物時可適當移動，但距設計位置不大於50mm。
（5）安裝膨脹螺栓，把鑽機底盤固定在梁體腹板上。調整底盤上的調節螺栓，使鑽桿保持水平並垂直於腹板。鑽孔時應使鑽桿保持平穩，以免鑽出斜孔或損壞鑽機、鑽桿。
（6）當一片梁鑽孔完成後，穿入一根直鋼筋，核對另一片梁對應的預應力筋孔。
（7）鑽孔時，嚴禁損傷梁內主筋。
（8）成孔後，孔眼必須用清水洗乾淨，與梁體結合面應鑿毛，清除浮漿，並清洗乾淨，以增加新老混凝土之間的`粘結力。
3、錨固、綁紮鋼筋及預應力筋安裝
（1）鋼筋錨固前清孔，保證孔內無雜物。
（2）鋼筋錨固
a、有預應力筋處的普通鋼筋採用早強型錨固劑錨固。錨固劑填滿孔眼後迅速插入需錨固的鋼筋，用手錘打緊，抹平孔口。
b、無預應力筋處的水平鋼筋採用植筋膠錨固，嚴格按照環境溫度控制固化時間並符合植筋的技術要求，清孔不得用水沖洗，植筋膠填滿孔深約2/3處後，迅速將鋼筋旋轉插入直至孔底，抹平孔口。
（3）鋼筋按要求搭接、合理佈置、牢固綁紮。
（4）預應力筋下料長度按照下式計算，並透過試用後再行修正：
L＝l+2L1+L2+L3
式中L預應力筋下料長度；
l錨墊板外端面間孔道實測長度；
L1錨具長度；
L2張拉千斤頂支承端面到槽行口外端面間的距離；
L3被動端預應力筋外露長度(不小於30mm)。
（5）切割預應力筋時，嚴禁使用電弧、乙炔切割。
（6）預應力筋安裝就位時，應保持水平、順直。
4、設定橋面混凝土灌築口
灌注口設在增設水平聯結板及增厚豎向橫隔板上方橋面梁縫間，遇梁縫過小影響混凝土灌注時，可適當鑿除道砟槽邊緣。
5、安裝模板
（1）模板應有足夠的強度、剛度和穩定性，能安全可靠地承受新灌注混凝土的重力、側壓力、列車和附著式震動器的震動荷載。
（2）模板在安裝前應刷塗脫模劑。
（3）模板表面應平整，便於安裝、拆卸。
（4）模板應穩固地依託於粱體，確保列車透過時模板與梁體無相對位移。
6、預應力筋初張拉
（1）初張拉前，新增水平聯結板、增厚豎向橫隔板處梁部上、下方增設支撐。（3）橫向初張拉前預應力筋兩端放置錨下鋼墊板，鋼墊板用粘合劑粘牢於樑上，並安裝專用錨具，預應力筋露出錨具被動端長度不小於30mm，主動端根據所用張拉裝置型號確定預留長度。
（4）初張拉時每根預應力筋張拉力為40kN。張拉時油泵進油要緩慢、平穩，到預定張拉值後，回油卸荷。預應力筋張拉應分級進行，每次對稱張拉兩根。
（5）預應力筋初張拉完成後應及時灌築混凝土。
7、灌注混凝土
（1）水泥、砂、碎石均應按規定取樣檢驗，當使用外加劑時應同時檢驗，透過試驗確定配合比。混凝土的坍落度一般為8cm10cm。
（2）混凝土拌製程序為：砂+水泥+石子+減水劑，幹拌均勻，加水攪拌直至拌和物的和易性滿足施工要求後出料。
（3）混凝土應使用機械拌制．特殊情況可用人工拌制少量混凝土。
（4）混凝土宜分3次灌築，第一次灌築總量的1／2，用振搗器振搗密實，第二次灌築直至與進料口平齊，再振搗密實，最後填實整個隔板和梁縫，振搗密實後抹平，確保梁縫不積水。
（5）混凝土灌築應連續進行。當因故間歇時，其允許間歇時間應按{鐵路混凝土與砌體工程施工規範》執行。
（6）在灌築豎向橫隔板、水平聯結板混凝土的同時，應按規定製作混凝土抗壓強度試件。當設計有要求時，還應制作彈性模量試件。
8、混凝土養護
拆模後，在混凝土表面應刷塗養護劑養護。
9、預應力筋終張拉
（1）橫向聯結板混凝土強度、彈性模量達到設計值的80％後，方可進行終張拉．
（2）用AMl51錨具時，每根預應力筋張拉分二次完成；第一次張拉至設計值，卸荷後裝上支腿，再次張拉至設計值，鎖緊錨頭外螺母后回油卸荷。用BSMl51d錨具時可一次完成終張拉。其他錨具按配套張拉裝置的不同要求進行張拉作業．
（3）控制張拉應以控制應力為主，測量伸長值進行校核，當實測值與理論計算值相差大於土6％時，應查明原因，及時處理後再繼續張拉．
（4）張拉至控制應力，測量預應力筋的伸長值，持荷5min，千斤頂回油，鎖定錨具。
10、壓漿及封錨
（1）預應力筋終張拉完成後，應及時進行壓漿處理。壓漿材料應採用高效能、無收縮、防腐蝕灌漿劑。當使用無粘結鋼絞線時，不壓漿。
（2）封錨前錨具外露端塗黃油，安裝防水塑膠蓋。
（3）預應力筋的錨具防護採用鋼筋混凝土封端，其強度與隔板強度相同。
（4）封端混凝土模板轉角處宜設封端混凝土模板轉角處宜設定45倒角。
11、塗防水塗料
新增混凝土與梁體結合處，應刷塗防水塗料。
三、質量要求
1、材料檢驗
（1）鋼筋、預應力筋、水泥及砂石材料進場後均應送試驗室檢驗，合格後方準使用。
（2）水泥宜選用符合GBl75標準中強度等級為42．5的矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥。
（3）水泥必須儲存在乾燥、通風的環境中，堆垛高度不宜大於2．Om，堆垛應架離地面0.2m以上並採取防雨雪措施．。
（4）砂應選用符合JGJ5Z規定的中粗砂。
（5）石子應選用符合了G了53規定的碎石，粒徑以5mm～20mm為宜。
（6）拌制用水以飲用水為宜，如果用其他水源時應事先化驗，符合要求後方準使用。
（7）混凝土材料必須採用檢定合格的計量器具準確計量。每盤混凝土材料的稱重允許偏差為，水泥土2％，砂、石子士3％，水及外加劑土1％。
（8）錨具在使用前，應進行外形外觀、硬度、錨固效能及工藝效能的抽樣檢驗，經檢驗合格方能使用．
2、鑽孔
（1）鑽孔深度及直徑應符合設計要求。
（2）鑽孔應與粱體表面垂直，不得傾斜。
（3）廢棄孔眼應用錨固劑填實抹平．
3、混凝土強度及彈性模量應符合設計要求。
4、新增混凝土外觀檢查
（1）表面光滑、平整，無蜂窩、麻面。
（2）與梁體聯結處平順、嚴密，邊角處少量不平整處應修補整齊。
（3）防水塗料應嚴密覆蓋於梁體聯結處，邊緣整齊、美觀。
5、其他
認真填相關檢查證、檢查表。
四、安全事項
1、人身安全
（1）在區間或站內正線作業來車時，作業人員應在距離列車本線不少於800m、鄰線不少於500m下道避車，橋上施工人員應到避車臺避車．
線路允許速度大於120km／h的地段，特快旅客列車到達施工地點前10min，必須停止影響列車執行的施工，且人員、裝置等應撤至距鋼軌頭部外側2m以外，施工機械、物料堆碼必須放置牢固。
（2）上橋作業時，必須設防護人員，當視線不良時應增加聯絡員。在繁忙幹線作業時，應設定駐站人員。
（3）在地面2m以上的高處及陡坡上作業，必須戴好安全帽，繫好安全帶或安全繩，不準穿帶釘或易溜滑的鞋。安全帶、安全繩每次使用前，使用人必須詳細檢查，每半年應做一次鑑定，其方法為：
靜荷載試驗：用靜荷載3000N的力拉5min；
衝擊試驗：用800N重物體由3m高處自由墜落懸空。（4）木製腳手杆有效部分小頭直徑：立杆不得小於70mm，橫杆不得小於80mm。腳手板厚度不得小於50mm。腳手架負荷不得超過2700N／m．腳手杆間距不應大於1．5m(經檢算許可者除外)。
（5）霧、雨、雪天施工，施工場地清掃後再進行作業。電器裝置必須加設防護裝置，除電工外嚴禁其他人員私接電線。
（6）吊裝作業時，吊裝物下嚴禁站人。
（7）張拉時操作人員應站在千斤頂的兩側。
（8）使用電錘鑽孔時，要精力集中，雙手抓牢，防止卡鑽扭傷手臂。
（9）砂輪切割機必須有防護罩，使用前先檢查輪片是否完好，操作人員要戴好防護鏡，防止砂輪片或碎渣飛起傷人。
（10）在電氣化區段施工時，作業人員所帶的工具、材料等物與牽引供電裝置的帶電部分需保持2m以上距離。
（11）發電機使用前，必須先接好地線，各種電器裝置必須安裝合格的漏電保護器，並設專人檢查確認良好，所有閘箱必須加鎖，各種電動機具應經培訓考試合格的人員持證操作。
（12）所有人員未戴安全帽，一律不得進入施工現場。
2、行車安全
（1）設定橋面混凝土灌築口，需要鑿除時使用的鋼釺長度不得高於軌頂。
（2）灌築口扒碴時從線路中心向兩側延伸，各不得超過200mm。灌築口要相隔扒開，扒開後的灌築口應立即安裝灌築漏斗進行混凝土灌築，隔天灌築的灌築口要用編織袋裝碴回填，並應隨時檢查線路狀況，做好記錄。發現問題及時向裝置管理單位彙報。
（3）橋上堆放材料不得侵入建築接近限界，並符合《鐵路工務安全規則》規定，防止超限。
3、工務裝置安全
（1）所有橋樑檢查口在使用完畢後，必須重新蓋好。
（2）扒開的道碴不得堆壓枕木頭，扒開的灌築口在混凝土灌築完畢後回碴填實。
五、施工體會
幾年來，透過對提速200km/h區段混凝土梁橫向加固施工，我們積累了一套完整的施工技術方案，煉就了一支技術過硬的施工隊伍，為今後同類施工奠定了基礎，同時為鐵路提速做出了貢獻，提高了鐵路的經濟效益，達到了預期目標。今後，隨著鐵路的不斷提速，大修施工又面臨新的機遇與挑戰，下一步我們將繼續改進與完善橋樑加固施工工藝，進一步提高管理水平，不斷滿足鐵路提速的需要。
參考文獻
1 J259-2003,鐵路工程施工安全技術規程
2 J118-2001,鐵路混凝土與砌體工程施工規範
3 京鐵科技通訊
4 鐵路技術管理規程