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高速铁路桥涵维修 既有线桥隧设备提速存在的主要问题 1 结构构造不适应提速要求 梁体重量受到运输能力的长期制约 使得预应力混凝土简支T梁横向联结差 横向刚度和整体性不足 2 20世纪80 90年代设计建造的双园柱桥墩 双矩形桥墩 单园柱桥墩 单矩形墩 刚架式桥墩等轻型墩纵横向刚度差 3 无横向限位板式橡胶支座 盆式橡胶支座桥梁 在列车横向力作用下 梁跨支点横向振动位移大 4 斜交梁桥扭曲变形大 构成轨面形成三角坑 5 混凝土桥桥面道砟厚度不足 钢梁桥桥面上拱度过大 6 20世纪90年代及以前 跨度20m以上的预应力混凝土梁抗裂性安全储备小 道砟厚度加大和横向结构性加固后 抗裂安全储备进一步降低 7 双线桥线间距和开行双层集装箱下承钢桁梁限界不足问题 桥梁维修 一 桥面维修作业 一 桥面轨道板等其他维修项目见京津博桥板 1 防水层的修补工艺 1 材料喷涂聚脲弹性涂料是一种双组分 不含溶剂 快速固化型 A组分由预聚物或半预聚物与异氰酸酯反应制得 B组分由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成 A组分和B组分在专用喷涂设备的喷枪内混合喷出 快速反应固结成灰色的弹性体膜 二 桥面防水层 1 防水层的修补工艺 2 运输及贮存涂料应贮存在温度为15 40 通风 干燥的库房内 贮存和运输途中严禁雨淋 日光曝晒 并应隔绝火源 远离热源 在未启封包装条件下贮存期自生产之日起为6个月 超过贮存期可按本条件及相关标准进行检验 若符合技术要求仍可使用 3 喷涂防水层防水层系统构造见图防水层涂膜平均厚度不得小于2 0mm 每平方米涂料用量约2 3kg左右 1 防水层的修补工艺 4 基层处理新建混凝土桥面板至少应有7天养护期 基面应彻底清除油脂 灰尘 污物 脱膜剂 浮浆和松散的表层 应采用机械打磨或机械抛丸处理 等 确保基面洁净 干燥和平整 预留后浇混凝土等部位进行密封处理 基面必须具有良好的平整度 不得有明显的坑洞或凸起 如果有明显的坑洞 必须提前3 7天 使用早强聚合物修补砂浆进行修补 1 防水层的修补工艺 5 底胶施工施工前 表面应干燥 使用喷涂设备或者刷涂 辊涂方式进行基面底胶施工 应均匀 不漏涂 不堆积 也不宜太厚 如果基面过于潮湿 需要进行烘干处理 用量为约0 20kg 1 防水层的修补工艺 6 防水层施工底胶固化后 可进行防水层施工处理 一般在2h后 24小时之前 进行防水层施工 施工采用专用喷涂设备 施工前 使用气动搅拌器对对涂料的A B组分分别进行搅拌 低温施工时需采取对物料的预加热措施 严禁加入任何稀释剂 喷涂前先对设备进行调试 各系统运转正常后 按照喷涂设备的要求开始进行施工 涂膜厚度2mm 为保证防水层质量 分两次喷涂 每层厚度约1mm 每层一次成型到位 两次间隔时间越短越好 涂膜施工完毕24小时内 应避免重物碾压 风力超过三级时禁止施工 或采取必要的防护措施 1 防水层的修补工艺 在自然中断点如伸缩缝 墙角 墙边等处可以自然中断 已涂装的区域如果未形成自然中断 需预先切出宽度和深度至少为6毫米的锯齿 然后再施工涂料 使涂膜在锯齿处中断 将锯齿周围的邻近边缘用胶带清除掉喷涂过多的涂膜 使表面光滑清洁 在与已施工的聚脲防水层交界处或需要修补处 先用带钢丝圆盘的机械砂轮 钢丝刷或其他工具把需修补的表面打毛 增强机械粘合力 用专用处理剂处理打毛的表面 从而除去所有灰尘或其他污染物 并软化现有表面 用手工聚脲或喷涂聚脲施工于所需区域 1 防水层的修补工艺 喷涂聚脲弹性防水层施工检验 验收标准 1 防水层的修补工艺 三 圬工梁维修作业 一 预应力混凝土梁裂纹的处理1 下翼缘纵向裂纹如内外侧裂纹部位走向相似 且裂纹宽度 长度有所发展 将破坏梁的受力性能 同时水气进入 会使钢筋锈蚀 则必须加强监视 必要时 要进行修补或加固 2 碱骨料引起的裂纹或其他裂纹 若不影响梁的正常使用 或裂纹已趋稳定者 应进行注胶封闭及梁体涂装保护 二 普通钢筋混凝土梁裂纹的处理方法1 有顺主筋方向的纵向水平长大裂纹时 必须予以修补或加固 2 裂纹宽度达到或超过宽度容许值 若已趋于稳定 应进行注胶封闭 3 裂纹较多 宽度不超限值的梁 当裂纹有发展 可能会引起钢筋锈蚀时 必须加强监视 必要时进行裂纹封闭和梁体涂装保护 三 混凝土梁横向加固 1 混凝土梁横向加固 1 预应力混凝土梁横向加固方法对于跨度32m双片式T梁合理的提速加固方案 可采用增强竖向横隔板厚度和增设水平联结板联合运用的加固方法 2 混凝土梁并置梁横向加固方法对跨度8m以上低高度钢筋混凝土和预应力混凝土T梁 在梁端 跨中及腹板变厚处增设混凝土横隔板 2 钢梁横向加固 1 下承式桁梁横向加固对单线下承式桁梁的横向加固 采用的加固方法主要是加强下平纵联和下弦杆 下弦平面的结构加大 更换肱板 2 半穿式桁梁横向加固对单线半穿式钢桁梁横向加固 采用的加固方法主要是加强下平纵联和下弦杆 更换肱板 3 下承钢板梁横向加固对下承钢板梁横向加固 采用的加固方法主要是改造下弦外侧人行道托架的同时 加强下平纵联和主梁与纵梁之间增设第二平联 竖向加固方法主要是在主梁上翼缘增设工字钢 3 钢梁明桥面轨面上拱度调整和明桥面的加固 1 钢梁明桥面轨面上拱度调整 2 钢梁明桥面的加固钢桥明桥面的加固改造主要采取提高木枕与纵梁上翼缘 K型扣件与木枕的连接强度 加设防爬角钢 采用优质木材 适当加大木枕截面高度等措施 4 扩大线间距移梁根据铁路提速200km h区段线间距最小要求4 4m 对于多数复线桥需采取移梁措施 5 体外预应力加固提高梁体抗裂性对于钢筋混凝土及预应力混凝土梁桥 采用在梁体下缘设置预应力拉杆或预应力束 对受拉区施以体外预应力的加固方法 可抵消自重及外荷载产生的内力 大幅提高其承载能力 四 钢结构维修作业 为防止钢结构生锈 钢梁 作业通道钢栏杆 吊篮 围栏及人行道栏杆支架等都应进行保护涂装 或钢结构涂装失效后应对钢结构表面进行重新涂装或维护性涂装 高强度螺栓更换 五 支座的维修养护 一 支座保养1 支座必须经常保持清洁 不积水 不积尘 冬季应清除积雪 防止结冰 2 活动支座能自由伸缩 支座辊轴和滚动面应定期进行擦拭 擦石墨与黄油 禁止在辊轴和滚动面上涂油漆 绝不允许有其他异物存在 3 支座排水良好 无翻浆 流锈 一般在支座周围座半圆形排水槽 内高外低将水排走 支座底面应略高于墩台或支承面2 3mm并凿成流水坡 4 支座锚栓应防止松动 锈死 锚栓应用塑料或铁皮制的罩盖住 防止雨水尘土进入螺孔 螺帽加垫铁圈及橡胶垫圈各一层 定期松卸涂油清除杂物后拧紧 2 盆式橡胶支座出现下列状态之一时 应及时处理 1 盆环开裂或脱焊 2 聚四氟乙烯板磨耗严重 外露厚度不足0 2mm 3 位移或转角超限 位移量 10mm 转角超过设计值的20 4 锚栓剪断数量超过25 5 聚四氟乙烯板滑出不锈钢板达10mm 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 可调高盆式橡胶支座的调高方式分为两种 1 机械式调高 通过千斤顶将梁顶起 在支座上座板与梁底间增加钢垫板 通过向支座内注油实现自顶升取代千斤顶 然后在在支座上座板与梁底间增加钢垫板 2 液压式调高直接通过支座的注浆孔压注钢化树脂材料 使其自顶升 待树脂材料凝固后拆除压注器械 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 可调高盆式橡胶支座分类目前主要有三种 1 ALGATMT 主要用于连续梁 2 KTPZ3 TGPZ 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 1 压注式调高 注油孔 油路 油腔 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 1 压注式调高主要通过液压泵设备向支座底盆内压注特殊的钢化树脂材料 实现多次无级调高 ALGA公司为京津城际提供的支座预留了3个压注孔 压注孔道不能反复使用 每个孔道可完成 20mm的调高量 KTPZ TG则有四个注油孔 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 压注式调高工艺 工序A 检查支座实际工作状态 并根据桥上轨道标高调整及墩身不均匀沉降差要求 会同桥梁设计单位 确定拟调高各支座的预计调高量 在调高预留量范围之内 B 根据支座钢盆直径 确定所需快速钢化树脂材料 ALGA独家产品 数量 在实施支座高度调整前备出足够数量的快速钢化树脂材料 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 C 压注施工操作开始前 检查支座调高所用液压设备 油泵 油管 阀门 液压表等 性能及工作状态的可靠性 D 压注操作过程中 检查同一墩台上相邻支座调高过程的同步性 避免产生过大的高差 以免对相应梁体造成不利影响 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 E 支座高度调整完成后 检查支座标高及支座反力是否符合设计要求 其后关闭压注孔阀门 防止钢化树脂材料固化前于预留孔处流出 F 支座调高完成后 及时拆除液压设备 并用溶剂清洗设备管道和阀门 防止设备孔道发生堵塞 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 调高操作技术要求A 支座反力的测量 可在支座调高的同时进行 将压力传感器安装在压注孔阀门处 利用液压原理对支座的反力进行测定 B 压注施工的设备及材料 高压泵设备最大输出压力为30Mpa 压注用钢化树脂材料 现场进行调配 固化时间根据需要确定 C 施工操作组织 全部调高施工操作 应在专业技术人员的知道下完成 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 2 机械式调高 增加的钢垫板 临时支撑 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 衡水橡胶股份有限公司的TGPZ调高盆式橡胶支座为机械调高支座 承压橡胶板中油腔可取代千斤顶实现自顶升 最大调高量为60mm 调高施工工艺如下 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 A 根据拟定调高量预制出与其高度相同厚度 h 的永久性钢垫板 永久钢垫板需喷锌处理 B 在需要调高的支座旁 布置临时刚性支撑 临时刚性支撑可采用砂箱加楔形块 楔形块也可有多块不等厚的临时钢垫板 其厚度可分为1mm 2mm 5mm 10mm四级 代替 临时支撑也可采用千斤顶 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 C 拆卸支座不锈钢围板和橡胶围板 安装上 下支座的连接板及连接螺栓 螺母不可拧紧 预留一定间隙 以备后续排空油腔操作需要 D 将梁底螺栓 或地脚螺栓 优先选择梁底螺栓 旋出大于需调高高度的长度为防止梁体发生偏移 螺栓不可旋出套筒 可调盆式橡胶支座调高工艺 E 将油泵油管与支座油腔的外露油嘴联通 F 油泵加压 将二甲基硅油压入支座油腔内 以液压起梁 支座顶升过程中用8mm量块测量并控制升起位移量 G 支座顶升至额定值 分次起梁时 停止油泵加压并锁住油路 调整临时刚性支撑高度 将梁顶紧 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 H 油泵回油 拧紧支座上 下座板的连接螺栓将油腔内的硅脂油压出 用 或调换 临时钢垫板 分次起梁时用 平面上分4块均匀布置 其厚度采用5mm 6mm 插入上座板顶与梁底之间 或下座板底与垫石之间 优先选择在上支座板顶于梁底之间添塞钢板 的间隙 拧松支座连接螺栓 重复步骤6 8 直到顶升到需要调整的高度为止 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 I 梁体起顶至预定调整位置 工程整修所需要的 后 用刚性支撑将梁临时撑住 拧紧支座上 下座板的连接螺栓 将油腔内的硅脂油压出 为防止梁体发生偏移 将预先准备的永久钢垫板插入上座板顶与梁底之间 或下座板与垫石之间 对正一个已旋出梁底螺栓 地脚螺栓 的螺栓孔 拧好梁底螺栓 地脚螺栓 但不拧紧 再旋出其他梁底螺栓 地脚螺栓 把钢垫板旋转对正其他螺栓孔 最后拧紧所有梁底螺栓 地脚螺栓 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 J 油泵再次加压将梁稍稍顶起 拆除刚性临时支撑 油泵回油后拆除连接板及螺栓 安装上支座围板 支座调高完毕 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 3 KTPZ TG系列调高盆式橡胶支座衡水宝力公司的KTPZ TG系列调高盆式橡胶支座具有液压及机械双重调高能力 最大调高量为70mm KTPZ TG可调盆式橡胶支座 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 3 KTPZ TG系列调高盆式橡胶支座A KTPZ TG系列支座可以通过在上座板与梁底直接加垫钢板的方式 需要使用千斤顶顶梁 可增加10mm的调高量 在更换支座螺栓的情况下 则可再增加30mm的调高量 总机械调高量可达40mmB KTPZ TG系列调高盆式橡胶支座使用的填充材料为聚氨酯橡胶 通过填充聚氨酯橡胶可实现最大30mm的无级调高 3 可调盆式橡胶支座调高工艺 3 KTPZ TG系列调高盆式橡胶支座C 有关技术要求聚氨酯橡胶预聚体中含有异氰酸酯基 必须储存在充分干燥的密封桶内 不允许水分进入 在施工过程中也要尽量避免水汽的侵入 支座调高功能使用时 尽量先使用机械调高能力 后使用压注调高功能 六 墩台及基础维修作业 桥梁墩台严重裂损 可采用修补 灌浆 表面封闭 加固等办法处理 墩台倾斜 下沉 冻害等病害 可采用地基加固 加深或扩大基础等办法处理 若病害严重 危及行车安全 应进行改建 对有冻害的桥墩应予以整治 在未彻底整治前须采取防冻措施 一 临时加固1 拉杆加固桥台外倾翼墙2 钢轨骨架加固桥台前端前墙埋锚栓锚固竖直钢轨 然后开挖护锥 并在桥台后面挖一条横沟 把锚着的钢轨和拉杆装上 并用调整螺栓拉紧回填桥后横沟 恢复护锥 3 安装数圈钢轨箍加固桥墩4 减载增设排架 设置纵横向扣轨减轻原行墩台荷载 用木撑和钢轨支顶等 二 翻砌墩台墩台有较大破裂体 斜裂纹时 可根据损坏情况 翻砌全部墩台或只翻砌有病害的上部墩台 重新砌筑或灌注混凝土 翻砌墩台要设置临时支承或轨束以解除原有墩台承受的从桥跨结构和路堤填土传来的压力并维持通车 三 喷射钢纤维混凝土进行桥墩加固1 钢纤维混凝土就是在混凝土中加入一定量的钢纤维 使混凝土的性能发生根本变化 2 ZP型早强钢纤维喷射混凝土是采用硫铝酸盐早强水泥 掺TS速凝剂的喷射混凝土 3芳纶纤维混凝土加固 四 墩台水下部分的修理和加固1 围堰根据水深 河床地质及施工材料等条件设置围堰 2 墩台水下修理和加固的施工 1 抽水施工 在围堰修筑或下沉完毕后 抽水进行修理和加固是常用的方法 当基底水抽不干时 可以灌水下混凝土封底后再抽 抽水后 即可在损坏部分加做钢筋混凝土套箍 2 不抽水施工 把钢筋混凝土套箍或套箱围堰下沉到损环处或河底 在套箍或套箱与桥墩间全部灌筑水下混凝土包裹损坏处所 五 轻型桥墩桥墩加固对单园柱桥墩 单矩形墩等轻型桥墩采用钢筋混凝土包箍墩身加大桥墩横截面的方法 六 顶设置梁端横向限位在两端增设横向限位装置 可以大大减少梁端的横向位移 减小跨中横向振幅 提高梁体的横向刚度 七 墩台基础的修理和加固1 既有线桥涵地基基础的主要病害 1 地基承载力不足最常见的基础病害是基础的埋置深度不足 基础埋置深度不足削弱了墩台的稳定性 也会严重降低地基的承载力 严重时造成墩顶横向振动幅值超限 发生洪水时 容易导致墩台基础外露 冲空 造成桥墩歪倒 梁落桥断的严重后果 2 基础不均匀沉降当不均匀沉降严重时 墩 台圬工会出现横向和竖向裂缝 影响墩 台的承载能力 3 基础结构强度不足 2 基础的维修加固 1 扩大基础面积加固法基底土承载力不够时 可扩大基础 2 提高地基承载力加固法 向地基压注灰浆或硅化土层增强基底承载力 旋转喷射桩加固墩台基础 3 加深基础 4 箍套加固法箍套加固法是在有缺陷的墩 台和桩基等的外围浇筑一层钢筋混凝土箍套或粘贴芳纶纤维布的方法进行加固补强 八 墩台裂损的整治1 墩台裂缝宽度限值2 裂纹的处理 1 网状裂纹一般无需补修 仅在墩台顶部或容易积水处 可进行封闭涂装 2 对不影响墩台安全 宽度小且己趋稳定的裂纹 可进行修补整治 3 对继续发展且裂纹较宽 上下贯通 左右前后对称 或过车时有明显张合现象的受力裂纹 应找出裂纹发生的原因 采取相应的加固措施 4 对有急剧发展 张合严重 缝口错牙影响承载能力 危及行车安全的裂缝 在加固改善前 应采取临时加固或其他应急措施 5 对圬工表层风化 剥落 裂纹比较细密且面积较大时 可用挂网射水泥砂浆 钢纤维水泥砂浆和碳纤维等表面补强方法进行修补加固 3 圬工裂损 风化剥落和内部空洞的整治方法 1 圬工内部有空隙 一般粱体内空隙较大时刚采取压注普通水泥浆的方法 2 圬工表面剥落 掉块 露筋 表面清洁后在修补位涂刷界面剂 用修补材料抹平 当圬工表面剥落掉块厚度较大时 修补应分层进行 九 混凝土裂缝修补 预应力混凝土裂缝修补的目的是防止水分从裂缝侵入混凝土内部 以避免钢筋锈蚀 从而增加结构的整体性和延长桥梁的使用寿命 材料 1 封缝 101 日本肖邦公司生产 为膏状 用于封缝和粘注胶嘴 分主剂和固化剂 使用时结合面不能有水 且按主剂 固化剂 7 3重量比混合搅拌均匀 可使用时间为30分钟 宜在5 40 温度保存 有效储存期一年 2 BL GROUT 日本肖邦公司生产 为液态 用于裂缝内注胶 分主剂和硬化剂 适应于压注0 2mm及以上的裂缝 使用时按主剂 固化剂 2 1重量比混合搅拌均匀 可使用时间为30分钟 宜在5 40 温度保存 有效储存期一年 3 R5 型粉料和 型胶料 廊坊生产 拌合而后形成刚柔性复合材料 可对梁体表面进行涂刷 型胶是加有添加剂的高分子白色乳液 可增加与路基面的粘结力 型胶无毒 不燃 但不得受冻 有效存储期一年 静止时间长久时有沉淀 但不影响质量 搅拌均匀即可 使用时按R5 型粉 型胶 1