略说铁路摇床的施工办法

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1摇既有线工程

郾1摇床梁结构既有线中桥建成于2002年,全长62郾42m,线路垂线与河道交角42毅。桥位处线路为直线段,坡度4郾3译。上部结构为316m预应力混凝土简支T梁,圆柱面钢支座。钢筋混凝土圆柱形桥墩,直径2郾0m。T形桥台。耸动基础均采用准0郾8m钻孔灌注桩,持力层位于砂岩层。新建二线中桥建成于2010年,与既有桥梁并行,线间距为9郾5m。全长61郾47m,直线平坡。为了与既有线桥墩对孔布置,上部结构亦采用316m预应力混凝土简支T梁,盆式橡胶支座。钢筋混凝土圆柱形桥墩,直径2郾50m。空心矩形桥台。耸动基础均采用准1郾0m钻孔灌注桩。郾2摇台后路基软土处理既有线桥梁台后路基高5郾5m,台后及桥台锥体处地基软土采用粉喷桩加固处理。桩间距1郾1m,直径0郾5m,桩深8郾5~14m,粉喷桩打穿软土底部0郾2m以上;新建二线桥梁台后路基软土地基以及桥台锥体范围内地基也采用了水泥搅拌桩加固,桩径0郾5m,桩间距1郾0~1郾3m,桩长9~14郾0m。摇床址处地质情况地质勘探资料揭示,桥址处30郾0m厚度内为第四系全新统冲积黏性土、第三系上新统圆砾土以及白垩系泥质砂岩。地面下约15m范围内均为流塑状淤泥质黏土,承载力低,为典型的软土地基。河道及岸坡稳定性较差,稍遇外界干扰,即可发生岸坡滑移,造成桥梁病害3摇床耸动后位病害2011年9月、2012年5月,上海铁路局工务检测部门对既有线桥耸动的后位情况进行了2次检测,并给出了鉴定评估意见。

2郾1摇外形观测

梁缝:全桥各孔间梁缝与竣工图梁缝相比均明显缩小。其中,0号台前墙右侧上缘与梁端顶死,梁端局部开裂;1号墩梁端上缘不规则顶紧;2号墩梁端上缘顶紧,横隔板开裂;3号台前墙左侧与梁端顶紧,横隔板开裂。支座:第一孔梁固定支座下板螺栓剪断,下板松动、支座吊空,局部有平面内扭转。桥台后路基:两桥台后路基沉降明显,护锥与台后路基已形成明显台阶,护锥顶部破裂。摇梁缝测量值从2011年9月、2012年5月2次梁缝测量值比由上看出,耸动纵向后位为22~77mm,已经超出了铁路桥梁设计规范中规定的活载作用下容许值20mm。横向最大后位也达到110mm,对线路平面影响较大,必须进行整治处理,确保行车安全。

3摇病因分析

摇有关计算方法根据已发生的耸动顶实际后位病害,通过对路基-桥台土体整体的最不利滑弧检算和土压力计算对比分析,确定台背土压力是控制荷载。对造成本桥耸动过大后位的可能因素,如桩基持力土层约束作用、台背土压力计算参数选取、桩身水平土推力荷载等进行了计算研究。按照现行铁路桥梁设计和检定规范及常用计算分析方法,建立桩基计算模型,采用“法冶进行理论分析,探讨各种因素影响的权重值。例如,对纵向后位值最大的0号桥台,针对桩基持力层软土经粉喷桩实际加固后的不同效果,选取不同的侧向地基比例系数进行模拟计算。最不利时完全不考虑侧向土体的约束作用,按高桩承台计算,分析桩身可能出现的自由端长度。参照国内对类似病害桥梁的分析资料,分析时将目前桥梁设计规范中没有明确规定的桩侧土体水平推力作为外荷载计入,采用侧压力系数法计算。该方法基于弹性半无限空间理论,考虑台背路基填土自重对地基产生的附加竖向压力,然后乘以相应的侧压力系数,得到作用在桩侧的附加水平侧压力。其地面以下深度为z的附加水平侧压力为Pz=孜Ks酌hH摇摇式中,孜为侧压力系数;Ks为竖向压力分布系数;酌h为路基填土容重;H为路基填土高。摇计算工况及分析本次分析共采用了4种计算工况,将所得计算结果与实际测量值进行对比,判断可能发生的最大影响因素。为各计算工况组成情况,台顶后位达到74郾4mm,与实测最大值77mm比较接近,说明桩基持力层土体的约束作用极弱,是引起耸动后位较大变形的主要原因。计算结果还表明,此时桩身混凝土应力最大8郾7MPa,钢筋应力最大148郾7MPa,均在设计规范允许范围内,可以推断结构尚未出现大变形和损害。根据上述实测及分析结果,可以初步判断本桥病害原因是由于地基软弱,在台背土推力或其他外界因素的作用下,原有土体的相对平衡失稳,导致河岸两侧土体向河中心处缓慢滑移,推动桥台及桥墩水平变形所致。因线路与河流斜交,故耸动同时发生纵向及横向后位。现场调查还表明,在新建桥梁施工前,既有线桥耸动已发生滑移,而新建桥施工时又扰动了周围土体,加剧了河道的滑移趋势。由于两桥相距较近,共处于一个整体的滑移带内,故新建桥梁也发生了耸动的滑移,应采用针对性的方法进行整体治理。

作者：曹雪情 单位：安徽铁路局