宁岢线8米∏型梁病害综合整治

　　【摘 要】宁岢线建成于1971年，该线上∏型梁桥存在横向振幅超限，横向刚度不满足规范要求。经对宁岢线19号桥和21号桥检测、分析、研究病害成因，制定病害综合整治方案。通过对桥梁横向预应力加固，梁体端部设置横向限位装置，梁体封闭等综合整治，提高了桥梁的承载能力，延长了桥梁的使用寿命。
　　【关键词】∏型梁 病害 整治
　　1 引言
　　1971年宁岢铁路线开通运营，建线等级较低，线上18座∏型梁桥从未进行检测和大修。近年来，大秦线运煤量大幅增加，宁岢线作为大秦线的煤源地之一，运量也大幅增加。2009年宁岢线开通C80万吨重载列车，而原有的∏型桥梁结构能否满足该重载列车通过要求呢？为此对宁岢线8米∏型梁桥进行动力性能测试和梁体结构物运营状态检查。通过对梁体、支座、墩台、线上结构物的测试和检查，判断梁体的劣化情况，确定桥梁的运营条件，进而为该桥的养护维修提供科学依据。
　　现对宁岢线8米∏型梁进行检测，发现宁岢线19号桥第1、2、3孔和21号桥第2、3、4孔梁体跨中横向振幅多次超过《铁路桥梁检定规范》安全限值，且超限幅度较大，梁横向刚度不能满足《铁路桥梁检定规范》要求；梁体腹板有明显竖向裂纹；梁体混凝土掉块、露筋。
　　上述病害已不能满足运营条件要求，为确保运输任务完成及C80万吨重载列车开行安全，须对上述两座桥进行综合整治。
　　2 病害成因分析
　　对两座桥进行动力性能测试，将梁体横向振幅汇总见表1。
　　从表1可以看出，宁岢线19号桥第1、2、3孔和21号桥第2、3、4孔梁体超安全限值较大；从超限情况来看，超限值均发生在上行（重车）列车运行时；从检测报告的波形图分析，当出现超限值时相应梁端水平振幅和墩顶横向振幅值也相对较大，同时钢支座的横向位移也较大。因此横向振幅超限的主要原因是梁体横向刚度不足、梁体无横向限位措施。
　　此外，∏型梁桥梁体腹板混凝土表面碳化和雨水侵蚀引起梁体腐蚀老化，保护层剥落开裂，梁体腹板出现明显竖向裂缝，下翼缘出现沿钢筋方向的纵向裂缝，影响梁体承载力和桥梁的整体性。
　　3 病害综合整治方案
　　针对宁岢线19号桥1、2、3孔和21号桥2、3、4孔梁现有病害提出在梁腹板增设横向联结板，并施加预应力；在梁体两端增加横向限位装置。为修复梁体混凝土表面缺陷，对梁体进行整体封闭。
　　3.1 桥梁横向预应力加固
　　8米∏型梁横向预应力加固是在不影响行车安全，不引起梁体及桥梁其它设施产生新损伤的前提下，在两片梁梁体、腹板施加预应力，以提高梁的横向刚度，降低横向振幅，进而满足《铁路桥梁检定规范》的要求。
　　具体施工方法为：探测梁体腹板待加固处的钢筋分布状况---确定横向预应力筋的位置---腹板钻孔---梁体表面凿毛及钻锚固孔位---埋设锚固筋，绑扎联接板钢筋，布设预应力筋---支模---第一次初张拉---灌注联结板混凝土---养护至混凝土弹性模量和强度达到设计值的60%---拆模板---横向预应力终张拉---切割外露预应力筋---封锚。
　　3.1.1 主要材料
　　预应力筋采用Φ=15.2mm，M=1860Mpa的无粘结低松弛钢绞线，其技术性能见表2。
　　3.1.2 技术要点
　　施工条件复杂：⑴既有线梁体加固全部为高空作业，施工危险性较大，使用的材料、机具到位比较困难；⑵8米∏型梁，梁体高较低，腹板间距较小，作业空间不足，施工难度较大；⑶8米∏型梁，预应力横向加固需横穿四块板，较T型梁多两块板，工作量较大。
　　施工工艺复杂：（1）梁体钻孔要尽量避开梁体钢筋，用精密钢筋探测仪探测既有梁体的钢筋分布情况。当钻孔空位遇有钢筋时，可适当移动钻孔位置，但移动距离不宜大于50mm，而且要保证孔眼在一条直线上，使预应力钢绞线能顺利通过，并保证在施加横向预应力时，不改变既有混凝土梁桥的受力结构；（2）横向预应力张拉要进行两次张拉，为使梁体的受力更合理，在联结板模板支好后，进行初张拉，8米∏型梁在梁端各布置一个加固点，每个点设置两根预应力钢绞线，张拉时要单根张拉，每根钢绞线的初张拉力为0.15fpu（39KN）。在联接板混凝土灌注好，强度达到设计强度的60%后，进行横向预应力终张拉，也要单根张拉，拉力应控制为0.73fpu（190KN），由于预应力筋较短，为达到设计预应力值，减小锚具的压密变形和夹片内缩量，采用低回缩锚具；（3）为防止高温对锚具夹片的影响，在切割外露预应力筋时，严禁电焊切割，应使用砂轮片切割，并预留2～3cm钢绞线。在封锚时，露在锚具外的钢绞线采用专用的封锚盖筒，进行扣锚；（4）新旧混凝土接触面采用混凝土角磨机进行凿毛，用高压水枪清洗，锚固筋的锚固深度应大于10cm。为使混凝土有足够的强度抵抗外来压力，联接板混凝土和封锚混凝土采用C50级高强度混凝土，严格控制水灰比和配合比，并进行保湿养生。