沪昆铁路跨线桥病害整治施工技术

张铁议

摘要： 结合沪昆铁路浙赣线金华境内5座跨线桥病害治理施工，针对青龙头公路立交、黄鹤山公路立交跨线桥桥台台身侧墙开裂、桥台锥坡沉降裂缝、台后搭板起翘破碎等病害制定专项治理方案，通过对跨线桥病害的整修及桥台加固施工并取得了良好的效果，消除了沪昆铁路运营安全隐患，为类似工程施工提供参考。

Abstract： Combined with the disease control construction of five flyover bridges of Shanghai-Kunming Railway Zhejiang-Ganzhou Line in Jinhua， aiming at the problems including cracking of the side wall of the abutment， abutment taper slope settlement cracks， slab crack of interchange of Qinglongtou Highway and Huangheshan Highway， a special governance plan is formulated. Through the renovation of bridge overhangs and the reinforcement of the abutments， it has achieved good results and eliminated the potential safety hazards in the operation of Shanghai-Kunming Railway and provided reference for the construction of similar projects.

关键词： 沪昆铁路；跨线桥；桥台；裂缝；病害整治

Key words： Shanghai-Kunming Railway；flyover；abutment；cracks；disease control

中图分类号：U445.7+1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）05-0099-04

0 引言

沪昆铁路在金华境内有多座沟通鐵路两侧区块的上跨立交桥，因其位置比较分散且比较偏远，难以养护与管理，多处桥梁已经出现比较严重的桥面毁损、伸缩缝失效、桥台开裂等病害，此类病害不仅影响了桥梁正常使用功能和结构美观，而且对既有沪昆线构成重大的安全隐患。为解决沪昆铁路在金华境内立交桥的安全隐患，恢复立交的交通功能，方便周边居民出行，对其中6座桥维修加固并编制专项施工及安全防护方案，现场通过对桥台加固、桥面铺装整修，消除了影响沪昆线行车的安全隐患，施工中为最大程度地减少对运营线路的影响采取一系列安全防护措施，合理利用行车天窗点，取得了良好的效果，顺利完成了跨线桥的病害整治施工。

1 工程概况

浙赣铁路电气化提速改造工程东始杭州站，西至株州站，是长江以南最重要的东西向干线，是国家铁路网主骨架的重要组成部分。2003年金华段投入建设开工，2007年改造完成并顺利通车，金华境内5座跨线立交桥，距今安全运营10年，其中跨线桥均出现不同程度的病害，其中黄鹤山公路立交桥病害问题尤为突出，桥台开裂严重，桥头搭板严重翘曲，影响了沪昆线的行车的安全运营。

黄鹤山公路跨线立交桥2005年10月开工建设，2007年01月竣工，全长54.05米，设计荷载：公路-Ⅰ汽车荷载，路幅组成：0.5米人行道+9米行车道+0.5米人行道；桥下净空8.0米，桥梁与铁路正交。桥梁基础为挖孔桩承台结构，桩基共计18根，每台9根，桥台采用U型桥台，采用C15素混凝土，梁部采用1-30米预应力砼空心板梁，采用C40钢筋混凝土。两台锥坡采用25cm厚干砌片石，下设15cm厚碎石垫层，与路基挡墙及护坡铺砌顺接。见图1。

2 病害检测

2.1 检测内容

根据黄鹤山跨线立交情况重点检测黄鹤山立交整体使用情况，通过对桥梁主体结构及其附属构造物缺陷和损伤全面细致和深入的检查，查明缺陷或潜在缺陷和损伤的部位、性质、严重程度及发展趋势，分析缺损产生的主要原因，评定桥梁的使用功能，并提出相应的养护对策，检测内容级频率见表1。

2.2 投入检测仪器（表2）

2.3 检测结果

2.3.1 桥台裂缝

桥台采用重力式台，主要病害为：台身侧墙竖向开裂（规范裂缝宽度限值为0.4mm，裂缝均已超限）7条，共计L=31.3m；前墙竖向裂缝5条，共计L=5.19m，Dmax=0.35mm；前墙横向裂缝1条，L=11.5m，D=0.2mm；见图2，1#台左侧墙混凝土破损，S=2m2。见图3，部分病害实景见图4、图5所示。

2.3.2 桥头搭板沉降

桥面铺装采用水泥混凝土，主要病害为：1#台顶桥面铺装明显沉降见图6。

通过对6#墩支座腹板竖向通长裂缝进行检测，发现③检测区域裂缝深度最大为148.3mm，宽度为0.52mm，④检测区域裂缝宽度最大为1.2mm，深度为139.7mm，裂缝位置腹板厚度1600mm，见图7。

2.3.3 混凝土强度、钢筋保护层、混凝土碳化深度检测

本桥两台共检测22个测区，合计352个测点。其中0#桥台回弹11个测区，强度代表值16.7MPa；1#桥台回弹11个测区，强度代表值16.1MPa。检测结果大于设计值15MPa，由于桥台填充为素混凝土，混凝土碳化对本桥无影响。

2.3.4 其他病害

根据对金华境内5座跨线立交桥检测，5座桥结构稳固，满足设计使用要求，针对黄鹤山立交桥裂缝及重点病害制定专项整治及加固方案，其他4座桥共性病害包括锥体开裂、桥面护栏生锈、桥梁防抛网锈蚀、伸缩缝间距小并开裂，利用天窗点，采取相应防护措施，同步整治。endprint

3 病害成因分析

3.1 桥台侧墙裂缝成因

①桥台因填土不良，或压实度不足，产生填土下沉，同样会使桥台的侧墙和背墙交接处开裂。

②桥台高度很高，使台后填土高度过高，并在超荷载的作用下，造成了桥台的抵抗力不足，使桥台产生裂缝。

③桥台前墙竖向裂缝以及横向裂缝主要是由于大体积混凝土在分层浇筑施工的过程中，其水化热较大，以及温度作用下产生的收缩裂缝。

④1#台左侧墙顶部混凝土破损，主要是由于台顶铺装沉降凹陷，受到较大的车辆荷载挤压所致。

3.2 桥面系破损成因

①该桥1#台台顶铺装层出现中间凹陷，两边翘起现象主要是由于桥台台后填土压实度不足，或是填土材料不合格所致。

②伸缩缝锚固端混凝土开裂主要是由于车辆冲击荷载所致；1#伸缩缝缝隙过小可能是由于水平位移过大，或是安装工艺控制不到位所致。

4 病害整治施工

4.1 桥台侧墙裂纹治理施工

考虑对沪昆营业线影响若采取桥台凿除方案，因原桥台混凝土标号低，机械破除及振动会导致胸墙、台帽及垫石破坏，造成梁部下沉等次生病害，造成桥梁结构破坏的严重后果，桥台偏载对梁部影响具有不确定性，机械破碎影响桥梁整体质量。

根据现场实际情况，采用竖向锚固钢筋及横向两侧耳墙拉杆对拉法，见图7，保证侧向受力满足荷载要求，同时对混凝土接缝处凿开采用环氧树脂微膨胀混凝土修补处理，确保混凝土界面连接牢固。

4.1.1 锚固钢筋计算

桥台侧墙离缝位置距离桥面1.5m，不考虑侧墙混凝土抗剪，剪力仅由后植入钢筋承担，Φ22钢筋间距0.25m双排，梅花形布置，每米范围取10根钢筋，剪力由后填轻质泡沫混凝土、汽车荷载等代土层厚度两部分产生，轻质泡沫混凝土厚度取1.5m，素混凝容重取22kN/m3，橋台宽度10m，双向行驶，台背与竖直面夹角α为-8°，台后填土表面与水平面夹角β取0，土内摩擦角δ取30°，台背与填土间的摩擦角取15°，计算土层厚度H=1.5m，土的容重取18kN/m3，主动土压力计算μ=0.286。

根据计算汽车荷载等效土厚度为3.97m，汽车荷载引起的土压力199.26kN，浇注轻质泡沫混凝土产生的主动土压力70.79kN，最大剪力产生的钢筋剪应力106.6MPa，小于极限抗减应力125MPa，桥台混凝土C15，计算钢筋锚固深度1.2m，满足要求。

4.1.2 植筋锚固及侧墙对拉施工

桥台填土挖除，侧墙钻孔采用Φ32mm钢筋对拉，见图8，植筋采用RE-500锚固胶，根据设计图纸定位，采用水钻成孔，深入下层混凝土深度大于1.2m，钻孔完毕后检查孔径及深度，清理钻孔注入植筋胶，缓慢插入钢筋，固化前不得扰动锚固钢筋，待达到设计强度后做拉拔试验保证植筋效果，耳墙横向施工缝注入环氧树脂A级胶填充。

4.1.3 裂缝封闭粘贴钢板施工

粘贴钢板前先封闭或修复裂缝，清除混凝土表面缺陷，混凝土表面清理干净并找平粘贴钢板，钢板采用M12*190 5.8级高级化学锚栓固定，锚栓布置间距20cm，钢板装贴完成后做防锈处理，所有焊接工作在粘贴钢板前进行，见图9。

4.2 桥面铺装、桥头搭板下沉治理

施工时先填土至设计路床标高，在对轻质土填筑范围进行开挖，见图10，基底压实度不低于90%，浇注气泡混合轻质混凝土至设计路床标高以下20cm，养护7天后采用级配碎石填筑至路床标高，轻质泡沫混凝土纵向每10m设置横向施工缝，顶面以下30cm位置设置一层网眼5cm*5cm的钢丝网片，钢丝直径3.2mm，钢丝网片纵横向搭接长度10cm，顶层轻质混凝土浇筑后7天内不允许任何机械行走，设置路面排水，见图11。

4.3 桥台混凝土破损修补施工

凿除松动混凝土，根据破损面积及掉块深度采用环氧砂浆和环氧砂浆粘接剂进行修补，钢筋暴露生锈部位必须进行除锈，修补完成后表面采用防水涂料进行封闭，破损修复示意图见图12。

5 结束语

随着投入运营线路增多，日常桥梁病害逐渐显现，根据现场实际情况制定合理的加固及整治方案尤为重要，临近线路进行施工对运营线路有一定的影响，需要相关各部门相互协调，做好临时交通疏导和维护，确保施工与运营的双安全。文章重点总结了跨线桥常见病害的处理及加固措施，总结了轻质泡沫混凝土施工应用经验，类似工程具有较强的参考价值。

参考文献：

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制的综合方法[J].施工技术，2000（5）.

[2]王新新.浅谈桥梁混凝土的裂缝及预防措施[J].辽宁交通科技，2005.

[3]张相宝.砼构筑物裂缝原因分析与处理[J].混凝土，2000.endprint