谈既有线圆柱形桥墩横向加固方法

张树刚 陈德泉

(1.济南铁路局设计所，山东 济南 250031； 2.济南铁路局淄博工务段，山东 淄博 255021)

谈既有线圆柱形桥墩横向加固方法

张树刚1陈德泉2

(1.济南铁路局设计所，山东 济南 250031； 2.济南铁路局淄博工务段，山东 淄博 255021)

结合工程实例，针对桥梁横向振幅超限的原因，从加强桥墩横向刚度方面提出了加固方案，提高桥墩横向刚度，减小桥梁横向振幅，经加固后测试，该方案在一定程度上解决了桥梁横向振幅超限的问题。

横向刚度，横向振幅，加固，桥墩

随着铁路机车内燃机化和电气化，以及无接缝长轨的广泛应用，济南铁路局既有线大量圆柱形桥墩出现横向振幅超限的问题。列车过桥时常常因为铁路桥梁横向刚度的不足而引起桥梁较大的横向振动，其振幅常常超过规定限值，使司机和旅客感到不适，对行车安全造成严重影响。为了解决该问题,常通过加固桥墩以增强桥墩横向刚度的方法来减小桥墩的横向振幅，确保桥梁结构的稳定性。

1 工程概况

新兖线(下行)K258+599老赵王河中桥，位于嘉祥—济宁西站间，桥全长85.3 m，由3-23.8 m预应力混凝土梁组成，直线平坡，1978年竣工通车。圬工梁支座中心距1.8 m，桥上线路为无缝线路。圆形浆砌片石桥墩，墩身平均直径为3.23 m，桥墩基础为三层明挖扩大基础，基础地质为粘土，地基基本承载力σ0=350 kPa。

新兖线于2010年6月完成电气化改造并通车，其中下行桥在其1号墩顶设电化钢立柱，有火车司机反映该桥电化立柱过车时晃动厉害，2010年10月经路局桥检队实测桥墩横向自振频率低于《桥检规》的有关通常值18%～22%，基础稳定性差，对行车安全带来隐患。实测1号墩(墩顶设电化立柱)横向振幅最大值超出《桥检规》相关通常值188%，未设电化立柱的2号墩横向振幅最大值超出《桥检规》相关通常值104%，说明桥墩横向刚度不足，且桥墩顶设电化立柱对桥墩的横向刚度不利影响比较明显。实测桥墩和梁跨强振波形多次出现了二次波和一定程度的偏振等不良波形，桥墩下部可能存在病害；桥墩与相应梁体形成横向拍振波形，说明桥墩横向刚度不足。为确保列车运行安全，应尽快对桥墩采取加固措施。在桥梁横向刚度加强前，建议下行桥货车限速60 km/h运行，同时有关部门应加强桥梁的技术监测。

2 病害原因分析

为更好的确定加固方案，施工前挖出承台的轮廓。从桥墩的情况分析，引起桥梁横向振幅超限的原因主要有以下几点：

1)该桥桥墩为圆柱式桥墩，桥墩截面偏小造成横向刚度相对偏弱，墩、梁结构形式形成耦合横向振动，横向振幅变大。2)列车速度的提高和轴重的增加，使桥墩振幅变大。3)浆砌片石桥墩出现裂缝，列车通过时，桥墩墩顶较大的横向位移加剧桥梁的横向振动。4)地基土不均匀。5)承台刚度偏小。

3 加固方案

根据桥墩病害情况，经研究，本次桥墩加固在桥墩基础下部及周围设置φ50 cm旋喷桩加强地基承载力，先在基础上打孔施工基础下部旋喷桩，后施工基础周围旋喷桩(见图1，图2)；桥墩墩身采用25 cm厚的C30钢筋混凝土进行包箍，并设置基础。基础周围旋喷桩施工至最下层基顶，在做新设置基础前拆除桩顶30 cm桩头并设厚度30 cm的砂砾石垫层。新旧基础圬工间采用化学植筋加强连接，墩身包箍新旧圬工间采用牵钉连接。

旋喷桩的作用主要有：1)增强基底承载力；2)改良土质。旋喷桩施工完毕后，桩与土体形成复合地基，起到加固地基的作用。同时，旋喷桩施工中对桥墩影响很小，且列车可以正常运行，不需慢行或要点。

4 加固效果

待地基加固及墩身包箍完工后，2012年7月31日路局桥检队对该桥两个桥墩进行了检测，以检测加固效果，详见表1。

表1 加固前后实测桥墩横向最大振幅对比表

结果表明，加固后桥墩横向振幅明显减小，实测横向最大振幅为0.39 mm，小于《桥梁检定规范》规定的横向振幅通常值，满足要求。

5 施工注意事项

1)在整个施工过程中，钻孔及开挖基础过程中应加强监视，避免扰动既有桥墩基础及地基。2)列车通过时，必须停止混凝土灌注，以免产生离析。3)施工时旧圬工表面先彻底清理干净，凿毛并剔除勾缝砂浆，凿除旧勾缝，然后布设牵钉、绑扎钢筋、夯实地基、灌注C30混凝土。4)牵钉埋入旧圬工至少20 cm，牵钉间距40 cm，呈梅花状布置，牵钉采用锚固包锚固。

6 结语

采用钢筋混凝土包箍的方式加固桥墩，有效的提高了圆柱形桥墩的横向刚度，减小了桥墩横向振幅。同时将旋喷桩用于桥墩 基础加固具有工期短、造价低、质量可靠等优点，而且基本不影响行车，值得推广应用。

［1］ TB 10106—2010，铁路工程地基处理技术规程［S］．

［2］ 铁运函［2004］120 号，铁路桥梁检定规范［S］．

The reinforcement method of existing line cylindrical bridge’s pier

Zhang Shugang1Chen Dequan2

( 1． Design Institute，Jinan Railway Bureau，Jinan 250031，China; 2． Zibo Track Maintenance Division，Jinan Railway Bureau，Zibo 255021，China)

Connecting with an engineering example，for the lateral amplitude of vibration of railway bridge go beyond the limit，from strengthening the lateral stiffness of pier，reinforcement method is presented． To improve the lateral stiffness of pier，reduce the lateral amplitude of vibration of bridge，by the post test，it solves the problem in a certain extent．

lateral stiffness，lateral amplitude of vibration，reinforcement，pier

2015-01-03

张树刚(1983- )，男，工程师； 陈德泉(1973- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)08-0185-02

U455.72

A