阐述加固既有线铁路桥梁横向加固技术运用要求

【摘 要】随着人民生活水平的提高，我国铁路运输多次提速，铁路运流量也不断增加，随着既有线铁路桥梁使用年限的增加及荷载力的提高，对其进行加固施工处理，能有效提高结构稳定性，本文将对既有铁路桥梁横向加固技术进行分析与阐述，以提高加固工程质量，保证运输安全。
【关键词】既有线铁路；桥梁横向加固； 技术应用
既有线铁路桥梁的横向加固，主要是确保两片主梁的整体结构更稳定，以利于横向水平力的承载或偏载等作用。提高桥梁梁体的抗扭曲能力，有助稳定性。横向加固方案一般是既有并排的两片梁体之间施加横向预应力连接。首先搭设加固作业平台，在桥梁设计的位置施钻预应力筋孔道和钢筋锚固孔，绑扎、焊接钢筋，安装横向的预应力钢绞线，进行预应力钢绞线的初始拉张。然后，再对横隔板进行混凝土浇筑，当混凝土的强度达到设计的80%时，就可以进行预应力的钢筋终拉，最后再做封锚处理。

1、既有线铁路桥梁横向加固受力概述

既有线铁路加固是以横梁为主承力构件，属于板式结构，其沿线路方向呈现出无限延伸等特性，横梁承托线路的方式主要分为轨底和承托枕底两种。其中承托枕底是主要的方式，在开展施工时由于枕木中分散荷载力的作用，横抬梁的受力状况良好，但是在加固过程中，需要深挖道床，对道床的稳定性具有较大影响。

2、既有线铁路桥梁横向加固施工步骤

2.1 明确梁体的钢筋走向，确定钻孔位置。

根据施工图中显示的梁体表面所标注钻孔的孔位，依次探明竖直箍筋、水平钢筋、弯起筋、预应力筋，并进行标记。
注意两片梁之间对应的钢筋分布情况，确定锚固筋和预应力筋的钻孔孔位，若替孔位置不能避开主筋的情况可以适当进行移位，但是移位不能超过50cm。

2.2 钻孔工艺。

首先安装膨胀螺栓，将钻机的底盘固定在梁体模板上方，调整钻机的底盘螺栓，保持钻机水平。两片梁的预应力筋孔位要对准，避免由张拉而产生的附加应力，以影响梁体加固的稳定性。另外，还要对新增加的混凝土与梁体结合处进行凿毛处理，通过风吹或者水洗的方式，清除表面灰浆。

2.3 锚固技术。

在对钢筋进行锚固技术处理前需清孔，确保孔内干净无杂物。在有预应力筋处钢筋锚固采用ZM型早强锚固包进行锚固。在使用锚固包进行施工时，要将锚固包封口端直立向上浸泡在水中，直至不冒气泡时取出。当孔内填满后迅速加入钢筋，并用手锤打紧，将孔口抹平。在无预应力筋的钢筋锚固通过HILTIHYl50胶进行锚固。但是这种方法在清孔时不能水洗，当锚固胶填满孔深约3/2，将钢筋旋入孔底部位，再将孔口抹平。

2.4 设置混凝土灌注口

首先，在桥体两片梁的接缝处设置灌注口。如果其梁缝过小，对灌注混凝土有所影响，应对其道碴槽边缘进行适当凿除处理。在灌注混凝土时应注重连续性，在进行混凝土施工时，应按照规定对混凝土的强度与弹性制作模量试块。
其次，安装模板对其刚度有一定要求，适当的稳定性与强度，能够保证承受新灌注混凝土侧压力、重力和列车震动负载力等安全可靠性，模板安装后应保证表面的平整，以便后期拆卸。将模板固定在梁体上方，能够保证列车通过时模板与梁体之间不会发生相对位移。再次，当混凝土的强度已经达到设计的60%时，可拆除模板和两片梁之间的支撑，拆除完毕后，还要对混凝土表面进行涂刷养护，以进行养生。

2.5 预应力筋的初始张拉

在对预应力筋进行初始张拉时，在新增水平连接板和横增梁之间增加上下方的支撑。预应力筋的两端设置锚下钢垫板，钢垫板使用环氧树脂进行粘贴，初张拉时每根预应力筋的张拉力约为500KN。

2.6 施工中的安全保证

铁路桥梁施工具有一定的特殊性与复杂性，在施工中应注重安全性。一方面，当施工中有列车经过，施工人员应在距离本线列车至少800m下道进行避车，桥上人员则在避车台避车。另一方面，施工过程中必须设置防护人员，高空作业情况下佩戴安全帽、系好安全绳或者安全带。同时，施工的机械、材料等必须整齐、牢固堆放，桥上堆放材料不能侵入建筑界限内。

3、既有线铁路桥梁横向加固手段

3.1 预应力筋横向张拉

源于：毕业论文致谢词www.udooo.com

其主要加固原理为在同孔两片梁体之间增设横隔梁，通过对预应力筋增加预应力，提高梁体的稳定度。其中预应力筋和原结构之间属于无粘结连接，只是在梁体外端的锚具锁定部位和原来的梁体连接，在对梁体增加少量荷载力的情况下，能较好提高梁体的稳定性与刚度。

3.2 纤维布粘贴法

纤维作为加固桥梁的新型材料，其具有安全、可靠、经济使用、施工方便、综合成本低等特点，且该种方法加固后不会影响桥梁的外型美观及原结构形式，不会增加荷载力，对基础结构也没有额外的承重。纤维布粘贴法能够较好保证桥梁表面的平整，近年来得以广泛应用。

3.3 钢板加固法

钢板加固法的施工相对方便，其主要施工方法是以环氧树脂砂浆为粘接剂，用锚固螺栓作为对钢板加压的工具，促进钢板粘接牢固，在与梁体间共同承受变形压力时，产生较强的拉应力与剪应力。在施工中，应注意原结构混凝土和钢板之间的粘接与锚固质量。其加固效果主要取决于施工操作水平和胶粘技术。但这种加固方法的缺点较明显，一方面会增加梁体的荷载力，另一方面钢板长时间容易产生腐蚀，需要增加防锈手段。

3.4 提高惯性矩

该种施工方法主要是将截面加厚、加宽、加高，提高截面的惯性在梁体上的惯性距。在下翼缘中，每间隔一段距离进行打孔、锚固钢筋，提高新旧混凝土的结合力。提高惯性矩的施工方法简单、工艺较成熟，但是其施工的工序较多，增加了结构的荷载力与体积，难以保证施工质量。
铁路提速，列车对桥梁结构的动力作用增大，对桥梁结构的要求愈加严格。由于桥梁的横向刚度、抗扭刚度不足，桥墩的横向刚度不足，桥墩基础不够稳固，路基病害导致的桥头线路不平顺，桥上线路及轨道的不平顺，以及转向架的蛇行运动，或者转8A型转向架的横向摆振等原因，导致部分铁路桥梁横向振幅超限，横向振幅超限。为保证轨道的平顺性必须限制桥梁结构的竖向和横向变形，严格要求桥梁结构的刚度和整体性。因此，为满足列车提速后对梁整体稳定性和横向刚度要求，需要进行横向加固。提高横向刚度的加固方案主要可通过一下几点进行：增加腹板的厚度；横向单室改为多室；改进材料，采用高标号混凝土。增加上翼缘板的厚度；加大腹板的中心距离；加设横隔板；竖向单室改为多室。最终确保铁路既有桥梁的各项指标包括横向振动、竖向振动、相关系数、竖向挠度等明显低于《检规》参考限值，梁的横向刚度、竖向刚度、整体工作性能良好，并有一定的安全储备，能够满足列车提速后对梁整体稳定性和横向刚度要求。桥梁的横向水平和垂直振动自振频率都有所提高，满足铁路提速的需求。
参考文献：
郑希正.铁路提速既有线简支梁桥加固问题研究[J].国防交通工程与技术.2007（2）
田云.既有线60m下承式钢桁梁横向加固技术研究[J].西南交通大学：桥梁与隧道工程.2009
[3]卢炜、李承君.针对列车提速的32m梁加固方案比选[J].铁道工程学报.2006（2）
[4]顾建新、夏炜、徐利军、王水龙.既有线刚桁梁桥横向刚度加固技术[J].中国铁道科学.2005（5）
[5]冯永利. 浅谈桥梁加固[J]. 山西建筑. 2008（02）
[6]张有科. 铁路桥梁病害分析与改造加固设计[J]. 中国高新技术企业. 2009（07）
[7]宋宏吉. 铁路混凝土桥梁加固施工技术[J]. 山西建筑. 2009（17）