铁路T型梁横向预应力联结的施工技术

■张振华 ■中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 烟台 264004

1 工程介绍

某铁路开通以来，T型梁出现了横隔板混凝土包箍脱落，一些横隔板和钢连接位置存在开焊的情况，并随着运营时长呈日益严重趋势。为了可以满足重载列车的行车安全要求，针对砼梁横向振频、横向刚度小、横向板断裂的问题，对T型梁进行横向加固连接，提高梁体的刚度，满足行车要求。加固点布置示意图如图1所示。

图1 加固点布置示意图

2 T型梁横向预应力施工

2．1 施工顺序

孔位放样→使用钢筋探测器进行检测→进行钻孔→凿毛梁体结合面→安装预应力筋→将桥面砼灌注口设置好→进行支撑和模板的安装→横向预应力筋的初张拉→灌入砼，并养护→拆除支撑和模板→涂抹养护剂→将梁间顶紧硬木撤去→进行横向预应力筋的终张拉→对外露的钢绞线进行切割→封锚。加固平台图如图2所示。

图2 加固平台图

2．2 预应力联结施工

(1)在施工前，首先检查水平连接处、增厚梁端、梁体的横隔板，检测正常后，方可以进行施工。在加固桥梁前，先安装好吊篮，在需加固T梁附近安装砼搅拌机，对石料场地进行硬化处理。

(2)在搭设好的工作平台上进行测量放样，并使用定位板将钻孔的位置标出。

(3)根据桥梁图纸，使用钢筋探测器探测钢筋的孔位分布情况，不允许损伤既有钢筋，对于无法避让钢筋的位置，要合理选择钻孔位置［1］。移动距离要控制在50mm以内，使用螺旋钻头、锤钻对钢筋孔进行锚固，并凿毛和梁体的结合面，成孔完成后，使用压风机将孔眼清理干净。

(4)使用切割机在现场对钢筋和钢绞线进行切割，并人工放入孔位中，将预应力筋保持在垂直、水平的状态，使用锚固包对钢筋进行锚固，锚固包不能出现开线、破损等情况。一般使用30mm的锚固包，锚固三天后，拉力要达到60．3KN，对于不存在横向预应力的梁端横隔板，要使用FH-E13型植筋胶进行锚固，锚固三天后，拉力要达到40．63KN。留出足够的横向预应力长度后，将两端套管剥离后才能使用，将露在预应力筋外侧的油脂擦拭干净。禁止砼、水等物质进入。

(5)横向预应力筋和普通钢筋绑扎安装结束后，就可以进行立模，使用厚度为4mm的钢板进行模板的制作和加工，使用角钢作为加劲肋，要求模板表面有良好的平整性，使用两块模板拼装层加工模板，然后利用丝杆进行加固，保证列车从桥上经过时，梁体和模板不产生相对位移，将模板固定在混凝土梁上，尺寸偏差要达到设计要求，具有良好的稳定性、刚度和强度［2］。为了便于拆装，保证接缝的严密性，使用脱模剂在模板表面进行涂抹。

(6)安装好初张模板后，就可以进行钢绞线的初张拉，根据设计要求，初张拉预应力为39KN，使用硬质木撑块加在两片梁间，并使用单端张拉的方法进行预应力筋的初张拉，使用环氧砂浆将锚垫板粘在梁体上，使用DSM15-1型锚具。

(7)使用标号为C50的混凝土进行灌注施工，为了提高新旧接触面之间的粘结性，要凿毛水平联结板、新增横隔板、梁体结合面，将浮浆清洗干净，使用300L搅拌机在现场拌合混凝土，并使用磅秤进行称量，检查钢筋、模板、支架、钢绞线，清理干净钢筋上的污垢和模板中的杂物后，使用小车将拌合料推送到搅拌机中，对于灌注困难的位置，在桥面轨枕之间设置灌注口，各跨中腹板的上部设置两个灌入口，并将灌注槽安装好。灌注混凝土的时候，要一边振捣、一边灌注。振捣时，使用木槌和小型振捣棒进行辅助施工［3］。当强度达到设计强度的50%时，即可将模板拆除，并在拆模后使用养护剂涂刷在混凝土表面。

(8)钢绞线终张拉。张拉主要配备了一台N16铁路平板车和一台轻型轨道车车构成张拉压浆车组，并在车组上配备了一台电动油泵、一台发电机、一台挤压浆泵、一台二次灰浆搅拌机，如图3所示。

图3 张拉压浆车示意图

在进行钢绞线的终张拉时，要保证混凝土的弹性模量和强度达到了设计值的80%，张拉时，使用YQD230-100千斤顶进行张拉。现对中段进行张拉，然后在对两段进行张拉，各段的预应力钢筋要一起张拉，拉力达到3MPa时，将其作为测量起点，达到控制应力5min后，对钢筋的伸长量进行测量，比对比理论伸长量。在持荷过程中，如果油压降低，需要将油压补充到设计值，持荷结束后，将张拉端锚具拧紧，并使用工具打紧密锚具，记录好千斤顶回油的回缩值。使用环氧砂浆将锚垫板紧紧的贴在主梁的腹板上，锚固后，利用换向阀张拉到设计强度，将承压螺母拧紧，确保预应力筋的回缩量在1mm以内。张拉前，要先检查锚具，查看锚具是否正常，并对破损的锚具进行更换，检测使用张拉设备的性能，达不到技术要求的设备不允许施工，张拉油泵要安排专人进行施工，每月检查一次压力表和千斤顶读书的正常性，如果有异常情况出现，要再次进行标定。压力表存放的过程中要注意防震、防潮、防晒。

(9)管道压浆。预应力张拉三天后对预应力管道进行压浆，在压浆前要对压浆孔进行清理，保证压浆孔的通畅。压浆水泥使用42．5Mpa硅酸盐水泥，并加入水泥含量6%左右的减水剂，此外，为了避免钢筋受到腐蚀，掺入迁移性钢筋防腐剂，当有浓浆从固定端的压浆液孔冒出后，要将固定端的压浆孔阀门关闭，稳压30s后再次进行压浆，当阀门压力提升到0．6～0．7Mpa时，保持荷载两分钟左右，没有漏浆、漏水情况时，将阀门关闭。在压浆前，要封闭锚具上的漏浆缝隙，压浆阀门要等到水泥浆终凝才可以卸拔。

(10)弯沉端头的封锚固、张拉后，利用砂轮机将露在外侧的预应力筋切割掉，切口和夹片之间的距离控制在20mm以上，完成切割后，使用黄油将夹片和外露的钢绞线涂满，然后带上防护罩，最后使用细石混凝土对端头进行封锚。

(11)使用聚氨酯防水涂料在新老混凝土的接缝处进行涂抹。

3 施工质量控制措施

(1)要建立完善的精测制度，提高钻孔的定位工作，利用探测仪对梁体腹板中钢筋的具体分布情况进行探测，在探测的过程中，先对水平钢筋进行探测，在对竖向钢筋进行探测，当梁体表面平整度不高时，要先将梁体打磨平整，或者使用专用胶将梁体的表面涂抹好，保证钻孔的位置可以达到要求。

(2)在安装钻机时，要先将膨胀螺栓安装好，并在梁体腹板上固定好钻机底盘，对钻机底盘上的四个螺杆进行调整，保证钻机和腹板垂直，并处以水平状态。

(3)将原材料的检验工作、现场砼的拌合工作、浇筑工作做好，使用5～20mm的碎石，砂浆选用粗河砂，使用42．5以上的普通硅酸盐水泥。

(4)将模板固定在梁体上，保证火车从桥梁经过后不出现相对位移，在支安模板时，要保证尺寸的准确性，模板要稳定牢固，不允许出现变形、跑模和漏浆的情况。

(5)安装好水平联结板、竖向横隔板的横向预应力筋后，必须使用硬质木块砌入到水平连接板、梁内横隔板上。

(6)使用相同生产日期、相同批号的水泥，砂子、石料使用同一个产地的材料，在对石料、砂子和水泥进行拌合前，要先清洗石料和砂子，保证含泥量合格。

(7)为了避免混凝土灌注的过程中出现收缩缝，要使用微膨胀剂掺入到混凝土中。

(8)分三次将混凝土注入，首次注入量为总量的一半，然后利用振动棒振捣密实，第二次装入时，要和进料口齐高，利用振捣棒进行密实，然后将隔板填实。

(9)浇筑好砼后，要做好养护，涂抹养护剂，当天气温度在5℃以下时，要进行保温养护处理。

(10)使用钢筋砼进行横向预应力筋的锚具防护，使用气焊将钢筋焊接在锚垫板上，不允许使用电焊进行焊接。

4 结语

本段铁路桥梁使用横向预应力联结施工技术进行维修，在有限的维修天窗内取得了良好的维修效果，有效的解决了T型梁分散、横向开裂、维修难度高等问题，保证了有序施工和安全运营两不误，取得了良好的技术经济效益。

［1］裘伯永．桥梁工程［M］．北京:中国铁道出版社，2001∶23-24．

［2］TB10002．3-2005，铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范［S］:21-22．

［3］TB10203．2002，铁路桥涵施工规范［S］:14-15．