桥梁垫石防震落梁挡块病害整治施工技术管理

田福臣TIAN Fu-chen；王鑫WANG Xin；郭军起GUO Jun-qi

（①丹大快速铁路有限责任公司，大连 116001；②中铁二十一局集团第六工程有限公司，大连 116001）

1 工程概况

大连铁路枢纽改造工程跨后盐特大桥等八座桥梁的垫石、防震落梁挡块不同程度的存在开裂等病害，而且逐年加重，桥梁垫石、防震落梁挡块病害整治以保证结构安全、保证运营安全为基本原则，尽量避免大拆大换，以减少对铁路正常运营的影响。

八座桥梁垫石病害部位基本一致，均发生在和防震落梁挡块接触位置，垫石混凝土发生上翘破损，防震落梁挡块与墩帽离缝。桥梁支座下方混凝土密实无开裂，支座工作状态正常。其中刘半沟大桥2#墩因垫石钢筋保护层厚度较大，垫石混凝土破损面积相对较大，其他垫石钢筋保护层厚度正常，破损面积不大。

2 桥梁垫石、防震落梁挡块病害的成因

2.1 垫石病害破损形式见图1

图1 垫石病害破损形式

2.2 桥梁垫石、防震落梁挡块病害原因

大连铁路枢纽改造工程架梁施工采用TJ165 型铁路架桥机架设，架梁的过程中需要平移将T 梁落到支座上。架梁时将部分防震落梁挡块预埋钢筋切断，防震落梁挡块浇筑时未将切断的钢筋焊接恢复，防震落梁挡块与桥墩间钢筋连接部分或全部缺失。防落梁挡块顶起的原因，是钢轨桩预留孔积水，在钢轨桩预留孔灌注砼前未清除积水，且捣固不密实，挡块浇筑砼前墩顶清理不彻底，切断钢筋未恢复，导致防落梁挡块与墩顶混凝土连接处混凝土产生裂纹缝隙，冬季冻胀裂纹缝隙扩大，如此循环反复病害逐步严重，再加上防落梁钢轨桩预留孔内有积水，发生冻胀将钢轨桩与挡块顶起并将支承垫石上方无筋范围混凝土拉裂脱落。

3 桥梁垫石、防震落梁挡块病害整治方案及施工流程

3.1 桥梁垫石病害整治整治方案

3.1.1 依据垫石混凝土破损情况及垫石钢筋保护层厚度检测情况，采取以下工程措施整治垫石病害：

①根据刘半沟大桥2 号墩垫石破损程度，采用混凝土套箍方案对其进行整治。②其它垫石，根据其破损程度，采用环氧砂浆修补垫石破损部位对其进行整治。

3.1.2 防震落梁挡块病害整治方案

防震落梁挡块病害整治方案为：拆除现有病害防震落梁挡块，按设计返工重建。

3.2 施工工艺流程

桥梁垫石和防震落梁挡块病害整治施工空间狭小，为避免作业相互干扰，病害整治总体施工流程安排如下：刘半沟大桥2 号墩垫石和防震落梁挡块病害整治施工流程：施工准备（办理施工计划）→凿除现有防震落梁挡块→拔出预埋钢轨→清理预留孔内杂物→插入钢轨→预留孔内灌注同等级细石混凝土捣固密实→环氧砂浆修补垫石破损部位→防震落梁挡块钢筋修复、绑扎→安装防震落梁挡块模板→浇筑防震落梁挡块混凝土→拆除防震落梁挡块模板→按设计方案施工垫石混凝土套箍→在套箍混凝土表面外扩30cm 涂刷水泥基渗透结晶型防水材料→验收。

其它垫石和防震落梁挡块病害整治施工流程：施工准备（办理施工计划）→凿除现有防震落梁挡块→拔出预埋钢轨→清理预留孔内杂物→插入钢轨→预留孔内灌注同等级细石混凝土捣固密实→环氧砂浆修补垫石破损部位→防震落梁挡块钢筋修复、绑扎→安装防震落梁挡块模板→浇筑防震落梁挡块混凝土→拆除防震落梁挡块模板→验收。

3.3 施工准备、铁路设备防护及行车防护

①桥梁垫石、防震落梁挡块病害整治施工不进入线路封闭网内，采用桥面下施工，办理类临近营业线B、C 施工计划方式进行桥梁垫石及防落梁挡块病害整治。②铁路设备防护：对支座、接触网立柱、桥墩围栏等铁路设备进行必要的遮盖防护，使用电焊及时视情况利用木板或钢板做临时防护，防止焊渣火星四溅，引燃铁路设备。③行车防护：施工前向临站了解施工区间列车运行时刻，掌握列车运行间隔时间。病害整治全部在列车运行间隔施工。④驻站防护员与现场防护员采取手机和公网对讲机双重联络工具，保证联系通畅。施工期间每隔30 分钟联系一次，互通情况，当列车通过施工区间两端车站时，驻站防护员通知现场防护员暂停带有震动的作业施工，待列车通过施工现场后，现场防护员向驻站防护员通报现场情况后恢复施工。

3.4 施工人员及材料运输方法

①采取每天临时拆除一片桥下封闭网网片供施工人员、工器具和施工材料进出。每天施工完毕后立即重新封闭。按照集团公司相关要求，施工前向桥下封闭网管理单位办理拆网许可手续。

②采用门型脚手架搭设爬梯供施工人员上下桥墩使用，爬梯搭设高度与桥墩围栏平齐，施工人员、工器具和施工材料均采用绳索人力吊运至桥墩顶面。为了保证脚手架爬梯的稳固，利用桥墩对拉螺栓孔植筋，每隔4 米爬梯与桥墩进行连接，保证爬梯的稳固。脚手架每班次作业时现场搭设，作业结束后，搭设高度低于8 米的爬梯立即拆除，同时运离施工现场；高度大于8 米的爬梯，拆除上部4 米运离现场。

3.5 垫石混凝土套箍施工方法

3.5.1 垫石混凝土套箍施工方法

①使用风镐拆除既有防落梁挡块混凝土，利用千斤顶拔出预埋钢轨，将预埋孔内清理干净，重新插入钢轨，用同等级细石砼灌满预埋孔并捣固密实。②将既有垫石及垫石间顶帽混凝土凿毛，沿既有垫石破损边缘切割、修凿，使破损边缘具有一定的厚度，并清理干净。③在1#、2#垫石间按设计图植入钢筋。1#、2# 垫石间植筋见示意图2。④在1#、2#垫石间空隙安装模板，浇筑同等级（C40）微膨胀混凝土将1#、2#垫石连成整体，混凝土浇筑完成后覆盖塑料膜保湿养护，视气温情况覆盖棉被保温养护。⑤沿整体垫石四周凿除既有垫石混凝土，凿除宽度10cm。选用震动相对较小的电镐作为凿除工具，开凿前先在垫石表面弹线，标示出凿除范围，采用无齿锯沿凿除标识线切割，切割深度3～4cm，目的是保护非凿除范围的垫石混凝土，并且在凿除混凝土后形成规则的边缘。开凿过程中利用无齿锯将凿除范围的混凝土分割成小块，以减小震动对铁路设备的影响。混凝土套箍构造见示意图3。⑥垫石混凝土凿除完成后，在垫石四周按设计植入连接钢筋（植筋工艺见3.5.2条）。套箍钢筋集中加工后运输至施工现场进行绑扎，考虑施工空间狭小，钢筋间的连接采用单面焊接，焊接长度不小于10d。钢筋安装完成后，清理杂物，安装套箍模板并固定牢固。混凝土套箍钢筋布置图见图4。⑦浇筑混凝土前，将模板内杂物用高压水或高压风清理干净，并将原混凝土接触面浇水湿润，并不得有明显积水。混凝土采用C50 商品混凝土，将混凝土分次装入橡皮桶内，利用滑轮人力垂直运输到工作面并灌注到模板内，采用小型振捣棒捣固密实，顶面用抹刀压实压光。混凝土浇筑完成后，表面覆盖塑料膜保湿，视气温情况覆盖棉被保温。⑧套箍混凝土养生结束后，拆除模板，在套箍混凝土表面并外扩30cm 涂刷水泥基渗透结晶型防水材料。

图2 1#、2#垫石间植筋示意图

图3 混凝土套箍构造图

图4 混凝土套箍钢筋布置图

3.5.2 植筋施工方法

植筋施工工艺：①钻孔：用电锤精确钻孔，确保孔径及孔深。②清孔：利用气筒及毛刷等清孔设备清孔，用毛刷刷三遍、气筒吹三遍，气筒应从钻孔的底部吹起，且最后一遍一定要用气筒吹，以确保孔壁无尘。③注胶：使用胶枪将胶注入孔内，由底部开始注入，注入孔体积2/3。④安装：注完胶之后将钢筋手动旋转插入孔内，锚固长度符合设计要求。⑤固化：按固化时间待胶固化前不得扰动钢筋。

施工中，在胶体固化期内不得扰动钢筋。清孔时不仅要采用吹气筒或气泵等工具，同时也必须采用毛刷清除附着在孔壁上的灰尘和泥浆。

3.5.3 验收

施工过程中严格执行监理报验程序，垫石病害整治完成后，由建设、工务、监理、施工单位共同进行检查验收，验收合格后销号。验收不合格，继续对缺陷进行处理至合格。

3.5.4 环氧砂浆修补垫石破损部位施工方法

①使用无齿锯和电镐延垫石破损边缘进行切割、剔凿，使待修补区域的垫石混凝土边缘形成一定垂直面，深度大于等于5mm 以上，避免修补区域边缘薄片化。②将待修补区域内的混凝土表面浮尘、油污清理干净，并剔除疏松部分。③清理修补区域内裸露钢筋表面的锈质和杂物。④用高压风或高压水将修补区域内混凝土表面清扫干净，进行下道工序时不得有明水存留。⑤将ECM 环氧修补砂浆按照使用说明，将A 料和B 料摇匀后，分别倒入桶中，再将C 料（粉料）慢慢倒入桶中，搅拌成均匀的砂浆状即可使用。用抹刀在修补区域涂抹ECM 环氧修补砂浆，边压实边抹光，修补达到原垫石尺寸。⑥待环氧砂浆固化后，覆盖塑料薄膜或土工布保湿养生。⑦环氧砂浆达到强度后，视表面粗糙程度进行打磨平整。

3.5.5 验收

施工过程中严格执行监理报验程序，垫石病害整治完成后，由建设、工务、监理、施工单位共同进行检查验收，验收合格后销号。验收不合格，继续对缺陷进行处理至合格。

3.5.6 防震落梁挡块施工方法

①将出现问题的防落梁破碎凿除，用千斤顶将预埋钢轨顶出原预埋孔面，然后按原设计将被切断钢筋进行恢复。（钢筋被切断位置距墩顶若满足双面焊5d 或单面焊10d 进行焊接连接按设计恢复钢筋，若不满足焊接条件进行钢筋植筋，植筋深度为25d 且每次要对植筋孔清孔并验孔深。）②重新支设模板按设计混凝土标号进行重新浇注，重新支设模板时让垫石与防落梁分离15～20mm，保证防落梁与垫石的有效分离从而保证不会嵌挤垫石。

3.5.7 验收

施工过程中严格执行监理报验程序，防落梁挡块病害整治完成后，由建设、工务、监理、施工单位共同进行检查验收，验收合格后销号。验收不合格，继续对缺陷进行处理至合格。

4 结束语

桥梁垫石、防震落梁挡块病害整治施工全部在列车运行间隔期间进行，施工前施工单位向相关站段详细了解施工区段的列车运行时刻，并对驻站防护与现场防护要制定详细联络制度，保证驻站与现场联络畅通。来车时驻站防护员向现场防护员及时通报，停止施工，确保运营安全。

依据病害整治的工作量和病害等级及施工期当地气温条件、混凝土来源，进行了多次方案比选与优化，严格把控混凝土浇筑施工条件，保证病害整治施工质量。