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小跨度钢梁桥游间顶死及支座病害整治

2017-03-27李洪泉

科技创新与应用 2017年7期
关键词:分析

李洪泉

摘 要:以既有铁路线一座病害钢梁桥为实例,根据病害现状,分析病害产生原因,研究制订整治方案,并对实施病害整治方法、作业过程以及作业安全注意事项等进行阐述,以期对既有线钢梁桥病害整治提供参考,为积极探索和实践钢梁桥病害整治方法,提升钢梁桥修理工作水平积累经验。

关键词:钢梁桥;病害整治;分析

1 概况

1.1 桥梁概况

富嫩线K94+296桥位于讷河-恒地营间,桥跨结构为2-20.0m上承式钢板梁、龟型铸钢支座,T型桥台,圆端型桥墩,建成于1978年。钢梁为1934年日本制造,每孔钢梁重26.04t,固定支座设于富裕端(上行端、重车方向),桥上线路为普通线路,直线平坡,基本轨轨型为60kg/m,桥上设护轨,基本轨扣件为K型分开式,护轨扣件为道钉。

1.2 病害现状

(1)游间顶死。第1孔梁富裕端与0号台胸墙顶死,对应主梁处的胸墙混凝土已部分凿除,通过几年的检查观测结果分析,第1孔钢梁向富裕端呈滑动趋势。(2)支座病害。6个支座下座板倾斜,最大倾斜角度19°;支座位置不正,支座限位卡铁与梁端竖向加劲角钢中心最大偏差44mm;同一墩台相邻支座顶面高差超限,1号墩高差最大7mm。(3)两孔梁顶面呈人字形坡。1号墩支承垫石顶面高于0号台和2号台22mm、14mm。(4)支承垫石病害。4个支承垫石混凝土松动碎裂,造成支座下陷,积水、翻浆。

1.3 病害原因分析

主要原因是建桥时施工质量问题,支座预埋锚栓位置不正确,相邻支承垫石顶面高差超限,支承垫石混凝土强度低,个别支座陷入支承垫石内。由于两孔梁顶面在1号墩处向两端呈人字形坡,重车方向为富裕方向,经多年运营,第1孔钢梁向富裕方向产生纵向位移,与0号台胸墙间顶死。另外维修养护不及时也造成了病害的加剧,由于存在先天的质量缺陷,随着行车速度的提高和年通过总重的逐年增加,病害逐渐呈发展趋势。

2 整治方案

封锁施工纵向移动钢梁,调整游间宽度,消除第1孔梁与0号桥台顶死病害;安设临时支座支承钢梁,限速行车;限速行车期间进行更换支承垫石、整正整平支座作业;支承垫石混凝土达到强度后,再次利用封锁时间,撤除临时支座,钢梁就位,恢复正常行车。

3 病害整治

3.1 准备工作

3.1.1 现场调查。(1)测量既有游间值、既有支座锚栓与钢梁端竖向加劲角钢偏移量,确定钢梁纵向移动量(第2孔向嫩江方向纵移30mm,第1孔向嫩江方向纵移60mm)和支座移动量。(2)桥面及两钢梁端上下翼缘水准仪超平,调查基本轨底防磨垫板厚度及失效情况,确定各支座调整高度。

3.1.2 提报施工计划。将梁体试顶、拨正钢梁、拨正桥梁支座和更换支承垫石等作业项目,按规定纳入月度施工计划。

3.1.3 制安临时支座。调查梁底至墩台顶面高度,既有支承垫石边缘至墩台边缘净距,制做和安设临时支座。临时支座采用木桥枕加垫木板制做,设在墩台顶面。临时支座两端,在墩台顶面凿孔预埋0.7m长∠75*75*10角钢,锚固深度0.25m,角钢上部弯制成0.1m长直角弯并钻孔,采用螺纹道钉将预埋件与临时支座联结,临时支座与墩台顶面缝隙采用干硬性砂浆捣填密实。

3.1.4 机具材料准备。主要机具材料有:薄型50t千斤顶3台(备用1台);空压机、风镐1套;电镐2台;齿条式起道机3台(备用1台);混凝土搅拌机1台;振捣棒;钢钎若干;垫木;木方;拆除恢复线路工具;水泥、砂石、钢纤维等。

3.2 施工过程

3.2.1 钢梁试顶。按照批准的月度施工计划第一次封锁施工时间,进行钢梁试顶工作。封锁施工命令下达后,按规定设置防护,拆除试顶孔钢梁段的护轨道钉、基本轨扣件、中心步行板,并松开前后一定距离内的基本轨扣件和冒起护轨道钉,使用齿条式起道机在另一孔梁端或桥台处将基本轨和护轨依次抬起,塞好垫木,撤除起道机。然后安放千斤顶,按照计划起顶高度,进行钢梁试顶,确认钢梁能够正常顶起、千斤顶无异常、基本轨及护轨扣件松卸长度满足起顶高度要求后,撤除千斤顶,梁体回落原位,恢复线路。

3.2.2 钢梁纵移和顶起。利用第二次封锁时间,先后完成第2孔、第1孔钢梁纵移和起至设计高度,开通后钢梁由临时支座支承,限速行车。(1)抬起基本轨和护轨,抬起高度满足钢梁起顶至设计高度,垫木要稳固。(2)卸第2孔钢梁支座螺母及支座卡铁,在富裕端支承垫石上安设千斤顶,将梁顶起,高度满足钢梁能纵向移动需要,在临时支座上设垫木及滑板后落梁,撤除千斤顶。利用风镐,电镐和钢钎配合,将固定支座及锚栓周围混凝土凿除,横向串动固定支座及锚栓,以便钢梁纵移后顺利落梁。(3)将两千斤顶横放分别设在1、2孔游间两侧两主梁下翼缘处,对准腹板中心,千斤顶尾部支承在第1孔梁上,前端與第2孔梁腹板间垫硬木板,两千斤顶操作人员动作要协调统一,钢梁移动时,两侧用钢卷尺测量移动量,确保一致。千斤顶松开后,钢梁会出现回弹,需二次顶移至设计位置。(4)钢梁按设计移动量纵移后,再将千斤顶安设在支座固定端将梁顶起,撤除临时支座上的垫木及滑板,在临时支座顶和钢梁间垫入适当厚度胶垫板和硬木板,以梁底高出调整后支座高度5mm左右为宜,撤除千斤顶,落梁,以临时支座支承钢梁,钢梁下翼缘内外侧使用扣件限制钢梁横移。第2孔嫩江端同方法处理。(5)第2孔钢梁起梁并纵移作业完成后,同样方法进行第1孔钢梁的纵移和起梁。因第1孔梁与0号桥台游间顶死,纵向顶移作业时,千斤顶后端支撑于胸墙,前端支顶于梁端竖向加劲角钢下部,在梁端加劲角钢与相邻竖向加劲角钢间设100*100mm木方支承,防止顶移时加劲角钢变形。(6)桥面基本轨护轨落下,上齐扣件,钢梁两端线路做好顺坡,确认达到放行列车条件后开通线路,按规定行车条件行车。(7)临时支座行车时,为防止支承处钢梁下翼缘变形,需在临时支撑处,钢梁上下翼缘间内外侧加100*100mm木方支撑。

3.2.3 支座移位,整正,捣垫砂浆,灌注支承垫石。开通线路后,慢行期间进行下列作业。(1)凿除混凝土。使用风镐、电镐等凿除支承垫石及需移位的支座锚栓,基面清理干净。(2)移动、整正支座,铁垫垫平,预留2mm下沉量。(3)捣垫纤维砂浆。支座底及支座锚栓孔要捣实。(4)支立模板,灌注垫石混凝土,养生。支座周围设置Φ8.0钢筋网,混凝土掺用早强剂,灌注并振捣密实,支承垫石顶面向外侧做排水坡,混凝土按规定养生。

3.2.4 撤除临时支座,落梁至支座。垫石混凝土强度达到要求后,撤除临时支座,落梁至支座,支座锚栓涂油并上齐卡铁、螺栓。

3.2.5 整修线路。线路开通后,因支座高度已调整,需进行桥面整平及钢梁两端线路顺坡工作,调整钢梁顶基本轨防磨垫板厚度和更换失效防磨垫板。

4 施工注意事项

4.1 顶移钢梁

(1)顶梁时不得两端同时施顶。同一端使用的两个千斤顶,规格、型号应一致。千斤顶使用前应经过检验,千斤顶的起重吨位不得小于起顶恒载的1.2倍。(2)千斤顶放置必须平正,千斤顶上端与钢梁下翼缘之间,应垫以坚韧的木板或胶垫,但不能沾有油污,防止受力后打滑。(3)两台千斤顶起落速度均匀一致,保持梁体平衡,不得产生偏移和倾斜,防止梁体倾斜或横移。临时支座行车期间,垫木要在下翼缘宽度范围内要满铺,防止临时支座压溃。(4)千斤顶起升时不得超过其额定高度。钢梁起升高度超过千斤顶的额定高度时,必须先在临时支座上垫好枕木,然后卸下千斤顶,并将其降到最低位置,垫高其底部,重复顶升。(5)起顶钢梁前,必需将基本轨、护轨抬起,不得盲目起顶钢梁,以免损坏千斤顶。

4.2 使用风动工具

(1)空气压缩机必须设置有安全阀、气压表、压力调节器、动力离合器和动力机械上的各种仪表,在阀、表齐全、工作可靠的情况下,方可起动使用。(2)必须按国家规定进行检验,未经检验或检驗不合格的严禁使用。压力容器操作人员必须具有有效操作证,并遵守操作规程。(3)风动工具应有保安套(环),保证工具头连接牢固。试风或放出残余冷风时,工具头必须向下;过冲或打击栓销时,两侧应联系好,防止冲头伤人。

5 结束语

该桥施工结束后,通过三年的检查观测,发现支座状态良好,游间无异常变化,彻底消除了游间顶死和支座倾斜、积水翻浆、位置不正等病害。

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