京沪线上行K522+293、下行K522+296桥梁支座病害整212治

发表时间:2020/1/16   来源:《基层建设》2019年第28期   作者:卓康宁 徐良
[导读] 摘要:钢桁梁固定和活动支座的病害在很多的铁路钢梁桥中都有存在,严重影响铁路的安全运行,本文对京沪线上行K522+293、下行K522+296石店桥梁的支座病害的现状进行分析,并提出具体整治方案,以此对类似的钢梁桥支座病害整治有所启示。
        中国铁路济南局集团有限公司济南工务段  山东济南  250031
        摘要:钢桁梁固定和活动支座的病害在很多的铁路钢梁桥中都有存在,严重影响铁路的安全运行,本文对京沪线上行K522+293、下行K522+296石店桥梁的支座病害的现状进行分析,并提出具体整治方案,以此对类似的钢梁桥支座病害整治有所启示。
        关健词:钢梁桥;支座;病害;现状;整治
        前言
        铁路钢梁桥支座是连接桥梁上下部结构和下部的重要结构部件,在钢梁桥的稳固和安全方面启着不可忽视的重要作用。它能将桥梁上部结构的反力和变形(位移和转角)可靠的传递给下部结构,从而使结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合。
        由于桥面列车的行驶动力作用、昼夜温度变化、活动面锈蚀,造成梁体伸缩不均,使桥梁支座整体移动,出现移超现象,带动支座与墩台之间产生位移,直接关系到桥梁的承载能力,严重影响了铁路运输安全。
        概况:
        京沪线上行K522+293、下行K522+296石店铁路桥位于张夏-青杨间,为3-42.2m上承式简支钢桁梁桥,于1973年建成。铁路为明桥面布置,由木枕传递铁路荷载。
        石店桥支座编号以从上海向北京为路线前进方向,格式为S/X-N-G/H-M。
        其中:S/X表示铁路上行线或下行线,S表示铁路上行线;X表示铁路下行线;
        N表示第几跨,由上海至北京方向依次为第1跨~第3跨;
        G/H表示固定或活动支座,G表示固定支座,H表示活动支座;
        M表示支座编号,取1或2。其中,1表示靠近上行线侧支座,2表示靠近下行线支座。举例说明:支座编号S1-H-1表示:上行线第1跨靠近上行线的活动支座。支座编号如图2-1所示。
       
        图1-4支座编号示意图
        病害现状:
        1、固定支座病害:
        全桥上下行桥梁合计6跨,共有支座24套,固定及活动支座各有12套。固定支座的病害主要包括几点:
        (1)X2-G-2固定支座上摆与钢桁梁杆件之间存在着脱空现象,在后期运营过程中该位置人为塞入了约5mm厚钢板垫片。在列车经过时支座上摆与钢桁梁下弦杆件之间有明显的张合现象。
        (2)全桥12个固定支座中有11个在支座底板与垫层之间出现不同程度的裂隙,列车经过时呈现活动迹象。有6个支座底板下方的砂浆垫层存在明显的破碎、脱落,个别支座周边有雨水冲刷砂浆垫层碎屑的痕迹。
        (3)固定支座底板四个角点均存在着高程差,其中高程差超过30mm的有三个支座,最大高程差为53mm,且有多处螺母松动和不同程度的螺母悬空现象。
        (4)支座垫石均有修补痕迹。桥墩墩帽顶部有修补痕迹,个别修补部位存在着疑似空鼓及修补材料与墩帽混凝土连接不牢固现象。墩帽顶面局部有混凝土开裂现象。
        (5)12组固定支座中除1座外,均向北京方向偏斜,偏移量为20mm。
        (6)多处螺母锈蚀,支座钢构件可能存在钢构件锈蚀被油漆涂层掩盖现象。
        2、活动支座病害:
        (1)X3-H-1活动支座牙板断裂,牙板上半部分缺失,活动支座摇轴发生较大的偏位。
        (2)所有活动支座均没有防尘罩,活动支座摇轴底部灰尘淤积严重。
        (3)S1-H-1、S1-H-2防震拉板已打开,X1-H-1防震拉板缺少固定螺杆,防震拉板倾斜,牙板工作正常;其余活动支座防震拉板锚固螺栓无法拧松,但可判断有牙板,工作状态未知。
        (4)全桥12个活动支座中有7个支座垫板与砂浆垫层之间存在裂隙,且支座周围存在垫层碎屑。S2-H-1螺母出现1mm悬空,其他支座有多处螺母松动迹象。
        (5)活动支座底板四角水平高程差超过20mm的有三个支座,分别是S3-H-2、X1-H-1及X2-H-1,其中最大高差发生在S3-H-2和X2-H-1两处,为22mm。活动支座的摇轴倾斜方向没有明显规律。
        (6)多处螺母锈蚀,支座钢构件可能存在钢构件锈蚀被油漆涂层掩盖现象。支座垫石均有修补痕。
        整治方案:
        一、支座整治方案
        石店铁路桥固定支座普遍存在着倾斜。12个固定支座中,除了S1-G-2支座D值向上海方向倾斜外,其余11个固定支座均向北京方向倾斜。同时12个固定支座底板四个角点的水平高程均南(上海方向)高北(北京方向)低。X2-G-2号固定支座在上下摆之间人为塞入了约5mm后钢垫片,同时在上摆与钢桁梁之间存在脱空现象。
        X3-H-1号活动支座牙板断裂、摇轴偏位严重,活动支座摇轴内灰尘淤积严重,已经影响到支座的自由活动。砂浆垫层存在着破损现象,同时垫层与支座底板之间均存在不同程度的裂隙,部分裂隙呈活动状态。针对该桥支座病害进行维修加固,主要工作如下:
        (1)12个固定支座顶升,清除支撑垫石顶部干硬性砂浆更换为支座灌浆料填充;将支撑垫石顶部干硬性砂浆清除并更换为钢垫板。更换前将梁体以及固定支座顶升20mm,采用专用工装清除干硬性砂浆灌注支座灌浆料,落梁前将支座调整扶正。除施工准备及部分收尾工作外,均在封锁点内进行。逐个进行各个墩顶固定支座的处理,从上海往北京方向依次进行。
        梁体及固定支座分级顶升20mm→干硬砂浆清除→落梁20mm抄垫并锚固地脚螺栓→支座灌浆料填充
        (2)活动支座X3-H-1号活动支座顶升,更换牙板;梁体及活动支座分级顶升10mm→原有牙板清除、螺栓孔清理→既有断裂牙板拆除及新制牙板安装→摇轴支座淤积灰尘清理并重新涂覆润滑油→落梁10mm并调整支座摇轴位置→落梁及地脚螺栓锚固,调整时保证两侧牙板在活动支座摇轴卡槽的中部位置。
        (3)12个活动支座防尘罩安装;按照设计要求制造防尘罩板并配置相应的锚固螺栓;清理支座上板防尘罩板对应的锚固螺栓孔位,重点清除孔内油漆、浮锈等;安装(安装前应确认该支座已经经过清理并更换润滑油脂处理)。
        (4)横向限位装置;为避免由于横向温度梯度造成顶升过程中桥梁的横向位移,支座正式顶升前需增设横向限位装置。通过桥墩上设置限位架,钢桁梁上设置反力架,在反力架及连接型钢之间设置橡胶板,实现横向限位。横向限位装置安装完成后永久保留。
        (5)摇轴支座淤积灰尘清理并重新涂覆润滑油脂;
        (6)墩顶及垫石混凝土缺陷及裂缝处理;
        (7)钢构件涂装防护;
        (8)高强螺栓更换;
        (9)其他维修(踏步更换、楼梯加固、护坡维修)。
        二、其他病害整治
        1、全桥补充防尘罩
        (1)按照要求制造防尘罩板并配置相应的锚固螺栓。
        (2)清理支座上板防尘罩板对应的锚固螺栓孔位,重点清除孔内油漆、浮锈等。
        (3)安装(安装前应确认该支座已经经过清理并更换润滑油脂处理)。
        2、活动支座润滑油油脂更换
        (1)彻底清理摇轴下方的润滑油脂。
        (2)重新涂覆润滑油脂。润滑油脂应满足1号钙基脂润滑油的性能要求。
        3、对锈蚀严重、损伤的地脚螺栓重新锚固。
        参考文献
        [1]中铁大桥勘测设计院集团有限公司.京沪线上行K522+293、下行K522+296石店桥桥梁支座病害整治工程施工图设计,2019.7。
        [2]中华人民共和国铁道部.铁路桥涵设计基本规范(中华人民共和国行业标准,TB10002.1-2005)[S].北京:中国铁道出版社,2005。
        [3]国家铁路局.铁路桥梁钢结构设计规范(中华人民共和国行业标准,TB10091.2-2017)[S].北京:中国铁道出版社,2017。
        [4]中华人民共和国铁道部.铁路桥涵施工规范(中华人民共和国行业标准,TB10203-2002)[S].北京:中国铁道出版社,2002。
        [5]中华人民共和国铁道部.铁路桥梁盆式支座(中华人民共和国铁道行业标准,TB/T2331-2013)[S].北京:中国铁道出版社,2013。
        [6]中华人民共和国铁道部.铁路桥梁球型支座(中华人民共和国铁道行业标准,TB/T3320-2013)[S].北京:中国铁道出版社,2013。
        [7]中华人民共和国铁道部铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件(中华人民共和国铁道行业标准,TB/T1527-2011)[S].北京,2011。
        [8]铁路总公司颁发的《普速铁路桥隧建筑物修理规则》、《普速铁路线路修理规则》、《普速铁路工务安全规则》等现行施工规范及铁路工程质量检验评定标准。
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