略說鐵路搖床的施工辦法

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1搖既有線工程

郾1搖床梁結構既有線中橋建成于2002年,全長62郾42m,線路垂線與河道交角42毅。橋位處線路為直線段,坡度4郾3譯。上部結構為316m預應力混凝土簡支T梁,圓柱面鋼支座。鋼筋混凝土圓柱形橋墩,直徑2郾0m。T形橋臺。聳動基礎均采用準0郾8m鉆孔灌注樁,持力層位于砂巖層。新建二線中橋建成于2010年,與既有橋梁并行,線間距為9郾5m。全長61郾47m,直線平坡。為了與既有線橋墩對孔布置,上部結構亦采用316m預應力混凝土簡支T梁,盆式橡膠支座。鋼筋混凝土圓柱形橋墩,直徑2郾50m。空心矩形橋臺。聳動基礎均采用準1郾0m鉆孔灌注樁。郾2搖臺后路基軟土處理既有線橋梁臺后路基高5郾5m,臺后及橋臺錐體處地基軟土采用粉噴樁加固處理。樁間距1郾1m,直徑0郾5m,樁深8郾5~14m,粉噴樁打穿軟土底部0郾2m以上;新建二線橋梁臺后路基軟土地基以及橋臺錐體范圍內地基也采用了水泥攪拌樁加固,樁徑0郾5m,樁間距1郾0~1郾3m,樁長9~14郾0m。搖床址處地質情況地質勘探資料揭示,橋址處30郾0m厚度內為第四系全新統(tǒng)沖積黏性土、第三系上新統(tǒng)圓礫土以及白堊系泥質砂巖。地面下約15m范圍內均為流塑狀淤泥質黏土,承載力低,為典型的軟土地基。河道及岸坡穩(wěn)定性較差,稍遇外界干擾,即可發(fā)生岸坡滑移,造成橋梁病害3搖床聳動后位病害2011年9月、2012年5月,上海鐵路局工務檢測部門對既有線橋聳動的后位情況進行了2次檢測,并給出了鑒定評估意見。

2郾1搖外形觀測

梁縫:全橋各孔間梁縫與竣工圖梁縫相比均明顯縮小。其中,0號臺前墻右側上緣與梁端頂死,梁端局部開裂;1號墩梁端上緣不規(guī)則頂緊;2號墩梁端上緣頂緊,橫隔板開裂;3號臺前墻左側與梁端頂緊,橫隔板開裂。支座:第一孔梁固定支座下板螺栓剪斷,下板松動、支座吊空,局部有平面內扭轉。橋臺后路基:兩橋臺后路基沉降明顯,護錐與臺后路基已形成明顯臺階,護錐頂部破裂。搖梁縫測量值從2011年9月、2012年5月2次梁縫測量值比由上看出,聳動縱向后位為22~77mm,已經(jīng)超出了鐵路橋梁設計規(guī)范中規(guī)定的活載作用下容許值20mm。橫向最大后位也達到110mm,對線路平面影響較大,必須進行整治處理,確保行車安全。

3搖病因分析

搖有關計算方法根據(jù)已發(fā)生的聳動頂實際后位病害,通過對路基-橋臺土體整體的最不利滑弧檢算和土壓力計算對比分析,確定臺背土壓力是控制荷載。對造成本橋聳動過大后位的可能因素,如樁基持力土層約束作用、臺背土壓力計算參數(shù)選取、樁身水平土推力荷載等進行了計算研究。按照現(xiàn)行鐵路橋梁設計和檢定規(guī)范及常用計算分析方法,建立樁基計算模型,采用“法冶進行理論分析,探討各種因素影響的權重值。例如,對縱向后位值最大的0號橋臺,針對樁基持力層軟土經(jīng)粉噴樁實際加固后的不同效果,選取不同的側向地基比例系數(shù)進行模擬計算。最不利時完全不考慮側向土體的約束作用,按高樁承臺計算,分析樁身可能出現(xiàn)的自由端長度。參照國內對類似病害橋梁的分析資料,分析時將目前橋梁設計規(guī)范中沒有明確規(guī)定的樁側土體水平推力作為外荷載計入,采用側壓力系數(shù)法計算。該方法基于彈性半無限空間理論,考慮臺背路基填土自重對地基產(chǎn)生的附加豎向壓力,然后乘以相應的側壓力系數(shù),得到作用在樁側的附加水平側壓力。其地面以下深度為z的附加水平側壓力為Pz=孜Ks酌hH搖搖式中,孜為側壓力系數(shù);Ks為豎向壓力分布系數(shù);酌h為路基填土容重;H為路基填土高。搖計算工況及分析本次分析共采用了4種計算工況,將所得計算結果與實際測量值進行對比,判斷可能發(fā)生的最大影響因素。為各計算工況組成情況,臺頂后位達到74郾4mm,與實測最大值77mm比較接近,說明樁基持力層土體的約束作用極弱,是引起聳動后位較大變形的主要原因。計算結果還表明,此時樁身混凝土應力最大8郾7MPa,鋼筋應力最大148郾7MPa,均在設計規(guī)范允許范圍內,可以推斷結構尚未出現(xiàn)大變形和損害。根據(jù)上述實測及分析結果,可以初步判斷本橋病害原因是由于地基軟弱,在臺背土推力或其他外界因素的作用下,原有土體的相對平衡失穩(wěn),導致河岸兩側土體向河中心處緩慢滑移,推動橋臺及橋墩水平變形所致。因線路與河流斜交,故聳動同時發(fā)生縱向及橫向后位?，F(xiàn)場調查還表明,在新建橋梁施工前,既有線橋聳動已發(fā)生滑移,而新建橋施工時又擾動了周圍土體,加劇了河道的滑移趨勢。由于兩橋相距較近,共處于一個整體的滑移帶內,故新建橋梁也發(fā)生了聳動的滑移,應采用針對性的方法進行整體治理。

作者：曹雪情 單位：安徽鐵路局