令狐勇生

(太原铁路局工务处，山西 太原 030013)

1 病害介绍

继2006年3月开行2万t重载组合列车至今，列车轴重最大提高至25 t，编组数量由1万t的120辆增加到2万t的240辆，C80，C70成为大秦的主要车型。2011年运量突破4.4亿t。超过原设计4倍多的运量对线桥设备造成了极大的冲击，既有线混凝土桥梁的安全储备越来越低，从而使原有桥梁病害加剧，突出反映在，预应力钢筋混凝土桥梁因上拱度超限引起支座位移超限，销钉、锚(螺)栓剪断。大秦线摇轴支座2732孔，2011年秋检资料显示存在位移、转角超限销钉、锚(螺)栓剪断167孔，危及行车安全。为掌握病害的变化规律，我们定期进行了检查观测。同时每年4月份和9月份利用集中修天窗点对上摆位移超限严重、锚栓折断的病害支座进行更换，确保行车安全。

2 现场调查和原因分析

1)2009年设备检查中，发现大秦线85号桥第一孔活动支座的摇轴在上座板向跨中方向不同程度的平移，导致活动支座牙板折断，位移最大值达21 mm。为了查明病害原因，我局管内大同工务段制定了专门的检查制度。2010年我们对病害支座进行了更换，发现销子折断、摇轴上摆与下摆已严重错位，纵向位移达12 mm(如图1所示)，危及行车安全。

2)通过对大秦线85号桥第一孔的活动支座观测，发现支座初始安装缺陷，支承垫石不在同一个水平面上，导致各部位之间不密贴，支座处于不合理的受力状态，导致了支座病害的产生。

3)随着近年来大秦铁路运量逐步提高，线桥设备造成了极大的冲击，桥涵设备状态变化加快。由于各种原因维修保养不到位，支座不清洁，没有及时进行涂油，导致活动支座状态不良，使病害进一步加剧。

4)桥梁由于多年运营，受预应力混凝土本身预加力及梁体混凝土收缩与徐变，温度应力等荷载的综合作用，梁体发生形变。

3 施工方案简介

3.1 方案简介

提前设置慢行进行更换前的准备工作，利用封闭点对病害严重的活动支座进行更换整治，其中上摆利旧，下摆和摇轴更换为与既有结构同型号配件，并凿除旧锚螺栓，更换新锚螺栓;更换时将活动支座的梁端用千斤顶顶起，每次更换两孔梁的活动端支座。

3.2 施工流程

无缝线路应力放散→点前慢行拆除影响起梁的附属设备→点内拆除线路扣件→起梁→拆除旧支座下摆、摆卡及锚螺栓→安装新支座下摆、摆卡及锚螺栓→落梁→锚固支座锚栓、恢复线路→整修线路→开通。

3.3 人员组织

1)组织3个施工作业小组(其中有1个为应急备用小组)，每个小组作业人员10名。

2)除作业人员外，每个小组配备施工指挥1名、工程技术人员1名、高压油泵司泵人员1名、电工1名。

3.4 机械设备

1)起梁千斤顶(为一泵四型)12台(单台荷载为100 t;实际用8台，备用4台)。

2)高压油泵3台，30 kW～50 kW发电机组1台，电焊机4台。

3)如果是在夜间施工，还要备足照明设施。

3.5 施工封闭及慢行条件

1)封闭点前72 h慢行45 km/h，进行凿支座锚栓孔，切除既有横向限位，安装临时限位。

2)同一座桥上每更换两孔封闭线路一次，每次90 min。

3)封闭点拆除桥上线路扣件，拆除护轨，更换活动端支座。

4)前一个封闭点后第一列限速25 km/h，第二列起限速45 km/h;至下一个封闭点前，最后一个封闭点后，第一列限速25 km/h，第二列限速45 km/h，第三列起60 km/h，24 h后恢复正常。

4 施工方案实施

4.1 慢行前

1)施工人员、机械设备及材料准备就位。

2)松开更换支座桥孔活动端与邻孔之间梁体两端的钢筋连接、人行道及避车台的连接、梁体下的角钢连接。

3)将影响凿锚栓孔的既有限位拆除。

4)旧限位拆除后详细测量既有摇轴支座上摆的几何尺寸，并将新支座的几何尺寸与其进行比较对位，确保能顺利将新的摇轴和下摆安装上去(见图2)。

图1 大秦线85号桥支座未整治前倾斜状

图2 桥支座对中后加上支座牙板

5)利用人力或者风镐对支座下的垫石进行凿除，但不能动及锚栓。

6)调试起梁用的泵站和顶镐，必须保证设备在封锁时间内正常运转。

7)桥上有光电缆应与有关部门签订协议，提前采取措施，施工中分工负责。

4.2 慢行时间内

1)利用风镐或人工将既有下摆四角下面的支承垫石凿除，并根据摇轴的位移情况向梁端或跨中凿出下摆的纵向移动量。

2)利用电锤或手提空心钻(水钻)紧贴支座下摆向既有锚栓方向钻孔，钻头的直径控制在40 mm～50 mm，钻孔数量以能顺利将锚栓取出为宜。当孔钻好后人工或风镐将孔与孔间的剩余混凝土凿除。锚栓凿松动，并扩大锚栓孔的直径，预留移动量。

3)凿除既有锚栓的深度为能将锚栓取出为宜，新锚栓孔的深度310 mm～320 mm，锚栓孔凿好后利用木楔子挤紧锚栓，保证支座稳定。

4)凿除过程中若发现支承垫石和墩帽中有钢筋，可提前用氧焊切除。

5)提前将千斤顶安放至梁下预定位置，千斤顶与墩台之间、千斤顶与梁底间垫石棉垫和钢板，以保护梁底和防止滑移。

6)新支座摇轴和下摆之间涂油。

7)在梁体两侧分别准备两根方木，作为斜支撑。

8)先对墩台顶面进行找平，在平台上安装四台千斤顶(每片梁下安装两台千斤顶)，千斤顶下铺设一块300 mm×300 mm×20 mm钢板和一块300 mm×300 mm×5 mm石棉板，千斤顶上铺一块300 mm×300 m×20 mm钢板和一块300 mm×300 mm×5 mm石棉板。

9)封锁点前1 h扒开桥上需要更换的支座梁端横向铁盖板处线路上道碴、拆除桥上护轨。

10)提前将新支座摇轴和下摆用钢筋焊连，焊连时摇轴和下摆要保证垂直。

11)起梁前梁体两侧增做临时横向限位，以防起梁时发生横向偏移。

12)如果桥上线路是无缝线路，应根据锁定温度在气温适宜的时间段进行应力放散。

4.3 封闭点内作业

1)封锁后，首先拆除靠近活动端邻孔一侧15 m范围内的线路扣件，同时扒开梁端横向盖板处石碴，防止起梁时石碴掉下和挤入梁缝。

2)封闭时间内采用高压泵站控制四台千斤顶，用压力表和标尺观察四台千斤顶的作业情况，以保证四台千斤顶同步升降。在启顶到80 mm～100 mm时，将既有支座的摇轴和下摆移出，顶起过程中四台千斤顶共同承担梁体的重量，并用短枕木头和硬杂木将梁底与墩顶之间顶死后进行更换支座作业。

3)在起梁过程中严格控制起梁速度，速度控制在20 mm/min。起梁总高度控制在100 mm。同时注意梁体倾斜，倾斜超过10 mm应立即停止起梁，待处理后方可继续起梁。

4)在垫石上涂刷107胶，穿入新支座的摇轴和下摆并摆正位置，梁落到新支座上，用锚固包和干硬砂浆将锚螺栓锚固。

5)线路开通前，将新换支座的摇轴和下摆之间的焊连钢筋切割开。

6)恢复桥上线路。

7)光、电缆管理部门要设专业人员现场监护。

4.4 点后作业

1)整细线路，恢复人行道等连接。

2)支承垫石周边处理，墩顶抹面及整细。

3)整桥施工完毕后，恢复横向限位。

4)光、电缆管理部门恢复各自设施。

5)列车放行通过后，要组织人员及时复查整修线路等设备，再次确认各项设备已达到规定要求，并做好记录方准收工。

5 施工安全注意事项

1)施工中执行《铁路工务安全规则》《铁路工程施工安全技术规程》《铁路营业线施工安全管理实施细则》及有关规章制度。

2)起、落梁安全。

a.起梁所用四个千斤顶必须是同一型号而且必须由一个泵站控制，使用前必须进行运转检查。

b.起梁时，必须保证四台千斤顶同步运行，以确保两片梁体同步，并随时做好支撑，利用短枕木头和硬杂木在墩顶上随起梁随做好斜支撑。

c.起、落梁要设专人进行统一指挥。

d.在起梁过程中利用标尺测量起梁高度，严格控制起梁速度，速度控制在20 mm/min。起梁总高度控制在100 mm。同时注意梁体倾斜，倾斜超过10 mm应立即停止起梁，待处理后方可继续起梁。

3)其他。

a.无缝线路地段施工应根据锁定温度提前放散钢轨应力。

b.桥上有光电缆应与有关部门签订协议，施工中分工负责。

6 整治效果

既有铁路预应力混凝土梁摇轴支座位移超限，销钉、锚(螺)栓剪断，严重危及行车安全。近几年通过大同、茶坞工务段在大秦重载铁路应用以上方法对100余孔支座更换，更换后的支座位置正确，座板与梁体、支撑垫石间缝隙均保持在1 mm之内。消灭了设备安全隐患，确保铁路运输安全。表明桥梁支座更换方案是切实可行的，也为以后重载铁路天窗点内更换桥梁支座提供了宝贵的经验。

［1］J 259-2003，铁路工程施工安全技术规程［S］.

［2］TG/GW 103-2010，铁路桥隧建筑物修理规则［S］.