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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)為316m預(yù)應(yīng)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(chǔ)均采用準(zhǔn)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(jié)構(gòu)亦采用316m預(yù)應(yīng)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(chǔ)均采用準(zhǔn)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(nèi)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(zhì)情況地質(zhì)勘探資料揭示,橋址處30郾0m厚度內(nèi)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(zhì)砂巖。地面下約15m范圍內(nèi)均為流塑狀淤泥質(zhì)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(wù)檢測部門對既有線橋聳動的后位情況進(jìn)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(cè)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(cè)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(nèi)扭轉(zhuǎn)。橋臺后路基:兩橋臺后路基沉降明顯,護(hù)錐與臺后路基已形成明顯臺階,護(hù)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(shè)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(dá)到110mm,對線路平面影響較大,必須進(jìn)行整治處理,確保行車安全。

3搖病因分析

搖有關(guān)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(jìn)行了計算研究。按照現(xiàn)行鐵路橋梁設(shè)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(jìn)行理論分析,探討各種因素影響的權(quán)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(cè)向地基比例系數(shù)進(jìn)行模擬計算。最不利時完全不考慮側(cè)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(nèi)對類似病害橋梁的分析資料,分析時將目前橋梁設(shè)計規(guī)范中沒有明確規(guī)定的樁側(cè)土體水平推力作為外荷載計入,采用側(cè)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(yīng)的側(cè)壓力系數(shù),得到作用在樁側(cè)的附加水平側(cè)壓力。其地面以下深度為z的附加水平側(cè)壓力為Pz=孜Ks酌hH搖搖式中,孜為側(cè)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(jié)果與實際測量值進(jìn)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(dá)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(jié)果還表明,此時樁身混凝土應(yīng)力最大8郾7MPa,鋼筋應(yīng)力最大148郾7MPa,均在設(shè)計規(guī)范允許范圍內(nèi),可以推斷結(jié)構(gòu)尚未出現(xiàn)大變形和損害。根據(jù)上述實測及分析結(jié)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(dǎo)致河岸兩側(cè)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。現(xiàn)場調(diào)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?jǐn)_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(nèi),故新建橋梁也發(fā)生了聳動的滑移,應(yīng)采用針對性的方法進(jìn)行整體治理。

作者：曹雪情 單位：安徽鐵路局