中国铁路济南局集团有限公司聊城工务段 山东聊城 252000
摘 要: 针对铁路运营线部分盖板涵病害整治采取了内套框架加固施工,结合工程实际,总结探讨铁路营业线盖板涵内套框架加固的施工方法和经验。
关键词: 铁路盖板涵;营业线;内套框架;加固
近年来,由于新兖线运营年限已久,建设时期施工质量不高,涵顶防排水功能失效等原因导致部分盖板涵顶板锈胀漏筋严重,涵洞承载力不足,若病害得不到及时整治,进一步发展将会危及铁路行车安全。对铁路既有线盖板涵洞进行加固,可以大大提高行车的安全指数和行车速度。随着国家经济的快速发展,货物运量与日俱增,对相关加固技术进行研究提高盖板涵承载力十分有必要。本文结合新兖线K158+251盖板涵加固施工,探讨内套框架加固营铁路业线盖板涵,为此类施工提供参考。
1 工程概况1
新兖线K158+251涵为1-4.0m盖板涵,混凝土整体式基础,全长17.2横延米。目前,该涵盖板底部混凝土保护层脱落露筋,钢筋锈蚀严重,承载能力不足,影响行车安全。根据济南局集团公司计划,对该涵采取内套钢筋混凝土框架加固。
2 内套框架加固施工
2.1 加固方案
本次施工采用顶进1-3.3m钢筋混凝土框架进行加固,内套框架底板底与既有框架基础齐平,施工时翼墙基础顶与盖板涵基础顶均涂润滑层,内套框架间设沥青木板沉降缝,框架与既有盖板及边墙间采用水泥砂浆填充。内套框架外侧设楔形块,楔形块与既有翼墙接触面采用牵钉进行连接。施工不使用大型机械,全部作业项目均在栅栏外进行,且施工不影响路基线路稳定,均在天窗点外进行。
作业流程:道路全封闭,地方电缆规整固定→工作坑开挖,框架预制→桥下开挖及地基处理,进行顶进作业→新旧涵洞结构间注浆→涵下填土恢复道路,埋设排水沟,改造限高架。
2.2 主要施工方法及工艺
2.2.1 顶进工作坑设置
(1)在涵洞北侧预制框架,工作坑开挖深1.42m、宽5.5m,工作坑后背距离涵口10.6m,顶进后背侧用挖掘机打设7根P50工字钢,嵌入土中6m,自由段长1.42m;在涵洞南侧预制框架,工作坑开挖深1.42m、宽5.5m,工作坑后背距离涵口12.66m,顶进后背侧用挖掘机打设7根P50工字钢,嵌入土中6m,自由段长1.42m。
机械破除既有混凝土路面,工作坑后背位置打入工字钢后开挖基坑,开挖基坑完全由人工进行,东西两侧按1:1开挖,边坡采用20cm*20cmΦ6mm的钢筋网防护,坑内设集水井,及时抽排。
(2)工作坑挖制设计标高后,利用汽车夯实基底,铺设20cm碎石垫层,夯实后灌注C30钢筋混凝土底板,底板设20*20cmΦ10mm钢筋网一层,并在后侧预留出20cm与后背钢筋焊接。顶面喷2mm厚机油石蜡润滑层,铺设整张塑料布隔离层。沿顶进轨迹距离框架外边缘10cm设置C25钢筋混凝土导向墩,间距3m。后背墙用C30混凝土,厚度0.5m,宽4m,高1.3m。后背墙钢筋与底板钢筋焊接,后背墙与顶进方向垂直。
2.2.2 预制框架
内套分南侧9.16m框架顶进、北侧7.11m框架顶进。内套框架顶部均设防水层(氯化聚乙烯防水卷材级聚氨酯防水涂料),垫层(C40细石混凝土)及保护层(C40玻璃纤维混凝土),框架顶铺填M10水泥砂浆与路肩顺接;框架侧面涂抹两层聚氨酯防水涂料。
2.2.3 顶进
(1)框架顶进前应具备下列条件:框架钢筋混凝土强度达到设计强度的100%,防水层及防护层按设计完成;后背施工完毕并达到设计强度,顶进装置安装完毕已进行试顶;地下水降至滑板下1m,观测人员及设备劳动力到位。顶进时按设计要求共布置顶镐4个,顶镐采用对称布置,顶铁每隔3m加一道横梁。
(2)顶进前在框架顶板端头设置方向观测点,在框架边墙内侧两端设置高程观测点,顶进过程中每镐后对桥轴线及高程进行一测,随时掌握偏差情况,及时调整;为防止中线偏差,顶进过程中适当修正顶镐施力位置,或利用增减单侧顶镐数量进行纠正。
(3)内套框架底板底与既有涵洞基础顶齐平,施工时翼墙基础顶及盖板涵基础顶均涂润滑层,内套框架间设沥青木板沉降缝,框架与既有盖板及边墙间采用水泥砂浆填充,内套框架外侧设楔形块,楔形块与既有翼墙接触面上采用牵钉进行连接。牵钉采用20mm的HPB300钢筋,长度50cm,间距40cm,按梅花状布置。
图1 施工现场图
2.2.5 道路恢复
涵下路面设1.5%横向排水坡,1%纵向排水坡,纵向排水坡度可据适时调整。涵洞新乡侧设排水沟,水流方向自南向北流,排水沟顶设铸铁篦子,于上行线外侧设集水井及50cm排水管道,将雨污水通过排水泵站排出,集水井采用C30混凝土;改造涵洞两侧既有限高架,将限高架迁移至适当位置。
3 施工中关键节点控制
3.1 内套框架与既有涵连接
内套框架采用C35钢筋混凝土,框架对称设置0.3*0.3m加强肋,内套框架靠近既有框架处设C30混凝土楔形块顺接,预制框架时框架端部预埋钢筋,通过钢筋将楔形块和内套框架结合牢固,楔形块和既有框架结合面采用一层油毛毡进行隔离,防止两者粘连到一起而影响各部结构独立沉降。
3.2 混凝土浇筑
(1)混凝土浇筑前应检查预埋件情况,保证位置正确,浇筑中不移动。
(2)钢筋主筋和箍筋一次绑扎完毕。
(3)砼浇筑分二阶段进行施工。边墙每次浇筑砼时,要齐头并进,由一端向另一端推进,必须一次连续不间断浇筑完毕。
(4)砼每次浇筑前应洒水湿润,但不得存有积水。自由倾落度超过2m时采用串筒。
(5)砼浇筑宜分层连续不间断施工,分层厚度不大于1.5m。因故间断时,间歇时间不超过2h,否则按施工缝处理。
( 6)在混凝土施工缝处接续浇筑新混凝土时,应符合以下规定:
前面混凝土的强度不得小于1.2Mpa。
施工缝处的水泥砂浆薄膜,松动石子或松散混凝土层应凿除,并应用水冲净,湿润,但不得存有积水。筑意在混凝土凿毛过程中筑意凿毛方向为顺框架方向,严禁垂直框架方向。
(7)砼振捣采用插入式振捣器,移动间距30cm,且插入下层砼深度5-10cm,每一振点的延续时间宜为20-30S,以砼不再沉落,不出现气泡,表面呈现浮浆为度。不准漏振,不准过振。
3.3 模板
(1)采用组合钢模板,模板缝粘贴自粘式双面海棉条或采用不干胶带封闭,防止漏浆。模板几何尺寸要正确,模板要有足够的刚度、强度,以确保模板不变形。
(2)组合钢模内表面应光滑平整,使用前应除锈涂油,可采用抛光机抛光处理,以确保光滑平整。采用脱模剂或新机油涂刷。严禁使用废机油。
(3)墙身模板支立采用内顶。内顶采用φ12圆钢。
3.4 桥涵顶进
(1)框构桥涵外形尺寸误差,应符合下列规定:宽度为±50mm,轴向长度为±50mm,顶板、底板厚度为+20mm、-5mm,中、边墙厚度为+20mm、-5mm,梗肋为±3%。
(2)框架桥涵顶进误差,应符合下列规定:中线:两端顶进为100mm;高程:顶程的1%,但偏高不得超过150mm,偏低不得超过200mm。
4 总结
通过实际的内套框架加固施工,发现内套框架施工简单,施工周期短,造价低,施工列车不限速,对铁路运输及道路交通影响小,能彻底解决设备病害,该方法压缩了涵洞净孔,在对净孔要求不苛刻的情况下,类似的盖板涵加固可以参照该方法进行加固。
参考文献
[1]高鹏飞. 嵌套框架涵法加固钢筋混凝土盖板涵研究 [C]. 黑龙江交通科技. 2017.
[2]杨心怡. 铁路重载运输条件下盖板涵加固技术 [A]. 铁道建筑. 2015.