张孟
中铁六局太原铁建公司 山西省太原市 030000
摘要：本文以京通铁路昌平至隆化段电气化改造K104+441.06 4-23.8m吴家沟大桥、K104+272.71 4-23.8m变家沟大桥桥墩加固为工程背景，重点阐述了该桥基础及墩身加固技术方案及施工工艺。作为一名技术人员，在桥墩加固施工过程中对既有柔性墩增加基础、扩大承台、既有墩身处理、外包钢板的拼装、外包混凝土浇筑、外包钢板防腐处理进行了详细的阐述，分析和总结了施工过程中的技术及质量控制要点，以便于指导今后同类工程的施工，使其施工技术及工艺得到推广和改进。
关键词：增加扩大承台；外包钢板拼装焊接；混凝土施工
一、前言
随着我国经济的快速发展，人们对于出行的方式有了更高、更快的需求。一些老旧的建筑物及构筑物已经不能满足新需求，必须对一些老旧的构筑物进行改造，以满足火车提速需求。但是在既有铁路列车运营的情况下对既有构筑物改造加固是一大难点，如何在不影响列车运行的情况下对构筑物进行改造加固，采用何种方式加固对既有构筑物影响最小，还能达到改造加固的目的是重中之重。本文结合中铁六局太原铁建承建的京通铁路电气化工程JTDHGZ-SG1标段的变家沟大桥、吴家沟大桥大桥的工程实践，从施工的角度介绍柔性桥墩加固施工的主要内容和施工过程中作为施工单位应该注意和避免的问题，为以后类似工程提供借鉴。
二、工程概况
变家沟大桥4-23.8m梁桥京通线里程K104+273，吴家沟中桥4-23.8m梁桥京通线里程K104+441。修建于1974年和1975年。基础为扩大基础（无桩基），1#墩高20.6m，2#墩高30.8m，3#墩20.6m。吴家沟大桥1#墩为柔性桥墩，2#、3#墩为半刚半柔式桥墩，基础为扩大基础（无桩基），1#墩高14m，2#墩高25.6m，3#墩22.1m。
变家沟大桥加固1#、2#、3#桥墩，吴家沟中桥加固1#、2#、3#桥墩，情况分别为：
变家沟大桥加固：在既有承台外侧增加桩基础，增加扩大承台，桥墩外侧抱箍厚14mm钢板，钢板与原桥墩空间绑扎钢筋灌注混凝土，沿线路向加厚0.5m，垂直于线路加厚0.3m。
三、施工特点及难点
以变家沟大桥2#墩为例，墩高30.8m，分为两种截面，下半部高11m，截面为5.8m*2m，上半部高17.7m，截面为4.8m*0.8m，托盘高2.1m。
特点一：新增桩基础，入岩深度2米，不得扰动既有基础，因此统一采用水磨钻施工。特点二：墩身外包钢板最大为6.4*3m，吊装过程中必须避免磕碰墩身，加固必须牢固，防止胀模，一旦胀模就难以调整。特点三：托盘钢板安装位置位于T梁下方，吊车无法一次吊装到位，采用滑道横移。
工程难点：安全风险大：桩基施工不得扰动地基、墩身施工过程中吊车不得触碰墩身、临近既有线行车不得影响列车运行等。
四、桩基、扩大承台施工
4.1 桩基施工
每个桥墩基础6根挖孔桩，1#墩3#墩挖孔桩孔深均为4米，桩径1.25m。采用人工开挖的方式施工，根据地质条件，土质基坑和弱石质基坑浇筑15cm厚C20钢筋混凝土护壁，石质基坑不设置钢筋混凝土护壁，遇到石质基坑采用水磨钻开挖的方式掘进。为了保证既有桥墩的安全，进行对角开挖。第一批开挖1#、4#，第二批开挖3#、6#，第三批开挖2#、5#。体布置如下
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平面图
根据孔口段土质情况将孔口挖至1m深时，立模灌注第一节混凝土护壁，护壁厚15cm。锁口平面要平整，高度满足施工要求，孔口要高出原地面不小于30cm。采取边挖边防护的方法，每次开挖及衬砌立模。桩身混凝土采用小型罐车运输的方式进入施工地点，通过地泵进行浇筑，混凝土灌入孔内用φ50振捣棒、振捣密实。
4.2扩大承台施工
将既有承台表面的泥土、混凝土浮浆等杂物清理干净。采用轻型电锤等工具对承台表面进行机械凿毛处理。凿除标准为露出混凝土骨料。承台部分采用钻孔植筋钻孔采用冲击钻成孔，侧面孔深36cm，孔径25mm，横桥向纵横间距20cm，竖向布置2排，交错布置，承台钻孔完成将孔眼清理后，灌入A级植筋胶，植筋胶采用注胶枪由孔底注入，承台植筋锚入均采用直径20mmHRB400螺纹钢。
混凝土采用小罐车通过便道进行场地，然后浇筑混凝土，浇筑时用φ50振捣棒、振捣密实，按照设计图纸控制好灌入高度。
五、柔性桥墩墩身加固
5.1 搭设脚手架
采用承插型盘扣式钢管脚手架作为作业平台。
脚手架搭设的立杆纵距为 1.2m，横距为0.9m，步距为1.5m，操作平台采用满铺式脚手板。架体长宽根据桥墩大小放线布点立杆。
脚手架上下爬梯采用定型挂扣式钢梯，平台满铺脚手板，梯步、休息平台宽度0.9m，楼梯长1.8m，高2.0m，宽0.48m，梯步扶手高0.9m， 爬梯与架体同步搭设。
作业层的脚手板架体外侧应设防护栏杆，并应在脚手架外侧立面满挂密目安全网；防护上栏杆宜设置在离作业层高度为lm处。
具体安装方法：
地基处理→定位设置通长垫板、底座→立杆安装→纵、横向横杆安装 →内、外斜拉杆安装→立杆安装→纵、横向横杆安装→内、外斜拉杆安装 →人行通道踏梯、平台安装→铺墩顶铺板→外布密目安全网
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5.2 墩身钢筋绑扎
外包墩身竖向钢筋与承台预埋钢筋安装，钢筋绑扎具体要求如下：
（1）钢筋必须顺直，调直后表面伤痕及侵蚀不使钢筋截面面积减少。严格遵守“先试验后使用”的原则。
（2）钢筋在现场加工，钢筋绑扎前在承台顶面弹出墩身边线，按墩身护面最外层钢筋的净保护层不小于5cm进行绑扎成型。其钢筋间距偏差控制在：排距为±5mm，同排钢筋为±10mm，分布钢筋间距为±20mm。钢筋主筋接头采用接卸套筒连接。
5.3 外包钢板及作业平台
模板制作：
外包钢板采用Q235钢材，14mm厚钢板进行拼装，所有钢材必须有生产厂的出厂质量证明书，并应进行检验和验收，做好记录。要求钢板表面平整，尺寸偏差符合设计图纸和现场施工要求。
钢板安装：
钢材要存放于干燥的专用场地，不允许露天存放。
钢板安装前应在现场预拼装，以检查模板安装顺序及各部分几何形状及尺寸是否正确。
焊缝应待焊缝金属冷却后进行外观检查，所有焊缝不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满弧坑及漏焊等缺陷。经外观检验合格的焊缝应在焊接 24h 后进行无损检验。为了控制焊接变形，焊接的板件应留有足够的焊接收缩量，并应严格控制线能量的输入。同一截面上的拼缝、纵横向焊缝、相邻焊缝应按规定相互错开。所有的对接焊缝均应顺应力方向打磨匀顺，角接焊缝在不均匀处须打磨匀顺。对不同板厚的对接焊应加工成不大于 1：10 的斜坡过渡，钢板焊接的圆弧端部应打磨匀顺。
钢板安装应在测量人员的配合下调整钢板的位置与标高，调整达到要求后，将钢板固定，对钢板接缝进行嵌缝处理。
钢板安装完成后调整钢板位置及垂直度，调整完毕后报现场监理工程师对钢板平面位置及标高进行复核。
5.4 混凝土浇筑
混凝土入模前，测定混凝土的温度、坍落度和含气量等工作性能，其塌落度必须控制在180±20mm。严禁向混凝土直接加水，来提高混凝土的流动性。只有拌和物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。现场由试验室专职人员对混凝土质量进行卡控。
六、托盘加固
墩身托盘顶帽部分采用钻孔植筋，钻孔前对既有钢筋探明，并在有钢筋位置弹线，防止钻孔时钻到既有钢筋，钻孔采用冲击钻成孔，孔深24cm，孔径25mm，横桥向纵横间距30cm布置。待植入钢筋和焊接钢筋完成后，按照设计图纸布置其他横纵向钢筋，钢筋网片采用采用直径20mm及12mm的HRB400螺纹钢,混凝土垫块支垫，保证混凝土浇筑质量。
托盘外包钢板与墩身一致，施工方法与墩身外包钢板相同。
七、结束语
京通铁路昌平至隆化段电气化改造工JTDHGZ-SG1标段变家沟大桥、吴家沟大桥柔性墩加固施工，具备了柔性墩加固的施工经验，操作简便，保证了施工中人员、机械、财产的安全，避免对既有设备的破坏，对既有线影响降到了最低。保证了线路提速改造进度，获得了业主、监理和公司的认可和好评，取得了良好的社会和经济效益。为以后类似工程的施工积累了比较有效的经验。
参考文献：
[1]《桥梁用结构钢》（GB/T 714-2015）
[2]《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》（Q/CR730-2019）
[3]《铁路钢桥制造规范》（Q/CR9211-2015）
[4]《钢结构焊接规范》（GB 50661-2011）