淮河老桥下承式钢板梁承载力不足的加固处理

谢 宝 上海铁路局蚌埠工务段

随着铁路列车速度的不断提高,既有线钢梁桥横向刚度不足、横向振幅超限的问题常有发生,经过检定，钢梁承载能力不能满足标准活载的要求时应进行加固，特别是不能满足现行的活载要求时，应当立即加固。

京沪线上行2157A桥中心里程为K965+264，在曹老集——蚌埠间，建成于1950年，为满足京沪线蚌埠淮河特大桥旅客列车速度160 km/h、货物列车速度80 km/h（转8A货车）的技术要求，急需提高桥梁横向抗弯强度，为此对该桥第20孔、21孔跨度分别为31.5 m、31.2 m的英制下承钢板梁进行加固，主要措施是将下平纵联斜杆两铆接的角钢改成上下板分别宽180 mm、160 mm，高180 mm的工字钢，以提高其横向刚度，保证行车安全。

1 加工杆件及更换杆件方法的选定

1.1 钢粱下平纵联杆件以及节点板放样方案比较（见表1）

表1 平纵联杆件以及节点板放样方案比较表

1.2 天窗点内更换杆件作业方案比较（见表2）

表2 更换杆件作业方案比较表

1.3 选定最佳施工方法

根据上述方案比较选定如下施工方法。

1.3.1 钢粱下平纵联杆件以及节点板放样方案

利用设计图纸放样，安装节点时，利用割枪对存在的误差处所进行校正处理。

1.3.2 天窗点内更换杆件作业方案

在点内将三个H型钢分别吊装，四端先于节点板拼装，再进行中间连接板的拼装，如有眼孔尺寸误差，再用过冲校正。

2 钢梁加固措施

2.1 下平联节点板的改造

（1）由于抽换原节点板十分困难，故本次采用对原节点板进行补强的处理。

（2）利用天窗点逐个将加固相关的既有铆钉抽换成M22精制螺栓过渡。旧铆钉孔需拓为直径为24 mm螺栓孔。

（3）在原节点板上增加一块节点板，新节点板与旧节点板、斜杆、主梁下翼缘角钢之间的空隙以填板填平。为方便施工，钢梁端部节间的新节点应避开支座附近的平头螺栓。

2.2 斜杆更换

（1）拆除原角钢斜杆，改用工字钢斜杆，以精致螺栓连接过渡。改用工字钢以前，将原角钢提高并与新节点板相连(M22精制螺栓过渡)。

（2）在无活载作用下，逐个更换节间内平联组，并用高强度螺栓连接。

（3）斜杆与纵梁间连接，根据纵梁下连接板的实际孔位，对斜杆顶部进行套钻，随后安装螺栓。

3 钢梁加固技术要求

基本要求：本次钢梁加固施工严格执行质量检验制度，凡工程施工上道作业顺序进入下道作业顺序时，一定要由工务段工程人员和车间技术人员共同检查签认后，方可进入下一道作业工序。

3.1 现有杆件（板面）的表面处理工艺

（1）栓接板面应平整、无焊接飞溅物、无油污，孔边、板边应无毛刺和飞边，严禁在栓接板面上做任何标记。

（2）栓接板面处理采用喷丸（砂）或抛丸后喷涂无机富锌漆涂层或热喷铝涂层。

（3）构件拼装前，应去除毛刺、飞边、焊接飞溅物，并用细铜丝刷、干净棉丝除去栓接板面和栓孔内的脏物。对沾有油污处，应用汽油或丙酮擦净。以上方法如系确有困难，可用钢丝刷除锈，除掉油漆及氧化皮，保证摩擦系数在0.35以上。

（4）本道工序施工不得在雨中进行,板面潮湿时用电吹风吹干。

3.2 钢结构杆件基地制作要求

（1）杆件加工按施工详图进行。

（2）钢料不平直、有锈蚀、油漆等污物影响加工及切割质量时，应矫平、清理后再进行加工。

3.3 钢结构基地制作允许偏差

轴向长度： ±2mm

宽度： ±2mm

高度： ±2mm

中心偏差： +1、-0.5mm

弯曲： 1mm

扭曲： 1mm

孔径： +0.5、-0.2mm

孔距： ±0.4mm

3.4 钢结构现场组装后允许偏差

中线： 2mm

垂直度： 2mm

3.5 钢结构涂装要求

采用TB/T1527-2004《铁路钢桥保护涂装》第3.1.2.1条钢梁涂装体系表中第7套的涂装体系，即特制环氧富锌防锈底漆、棕红云铁环氧中间漆和氟碳面漆，其油漆道数和厚度均应符合标准要求；涂装涂层需在上道涂层实干后，方可涂装下一道漆，底漆最长暴露时间不超过7天。

3.6 钢结构涂装标准（新制钢梁喷漆，原有钢梁人工除锈油漆）

钢表面清理等级： St3级

钢表面粗糙度： Rz25-60μm

接触面为特制环氧富锌防锈底漆 2道 计 80μm

棕红云铁环氧中间漆 1道 计 40μm

氟碳面漆 2道 计60μm

3.7 高强度螺栓施拧工艺要求

此次施工新安装的高强度螺栓的螺纹规格为M22，设计预拉力 P 为 200（kN），施工预拉力 Po为 220（kN）。

3.7.1 前期准备

（1）弹簧秤、示功扳手、套筒、加力套杆准备妥当。制作用来检查示功扳手的简易平台。

（2）高强度螺栓连接副经检验符合规范要求,数目核对无误,并分类保管,架空存放。

（3）进行高强度螺栓连接副的扭矩试验。

3.7.2 高强度螺栓连接副的安装

（1）高强度螺栓连接副为一栓一母两垫圈。组装中,螺栓头一侧及螺母一侧各置一个垫圈,垫圈没有内倒角的一侧朝向构件板面。

（2）除纵梁上翼缘螺栓的螺栓头一律在上面以外,其他以施拧方便为原则,方向一致。

（3）安装前,先穿入足够数量的冲钉用以控制板的位置,然后让高强度螺栓栓能自由地穿入,无损高强度螺栓的丝口。对不能自由穿入的栓孔,用23.5的钻头修整 (与螺丝孔同直径),修整前先拧紧该孔四周的高强度螺栓,防止钢屑落入板层缝中。

（4）本道工序施工不得在雨中进行,板面潮湿时用电吹风吹干。

（5）高强度螺栓按每日施工进度发料,当日工班安装剩余的连接副重新装箱,妥善保管。

3.7.3 拧紧工艺

（1）M22高强度螺栓的设计预拉力P=200 kN，施工预拉力Pc=200 kN。

（2）每批高强度螺栓连接副的终拧扭矩Tch=K×Pc×d(N·m)(K为扭距系数、d为螺杆直径)。

（3）每批高强度螺栓连接副的检查扭矩Th=K×P×d(N·m)。

（4）检查扭矩的有效范围为(0.9～1.1)Tch。

（5）高强栓的拧紧在螺母上施拧。在一个节点上,施拧顺序为先中间后两边,对称交错进行。初拧、复拧和终拧要在同一工作日内完成。

（6）每班操作前校正扭矩扳手的标定值,操作结束后检定扳手的标定值,并作记录,并在操作后进行扭矩检定。对于误差超过允许范围的,则该工日该扳手施工的高强度螺栓连接副全部用检查扳手检查,超拧者更换螺栓重新施拧,欠拧者补拧。

（7）初拧值取终拧值的50%左右,按330 N·m 进行。复拧等于初拧扭矩。复拧后的高强度螺栓连接副经检查合格,用笔划线标记螺栓与螺母、垫圈与钢板的相对位置,然后进入终拧。

（8）终拧施加扭矩要用力平稳、连续。对于垫圈与螺母一起转动的高强度螺栓连接副须予以更换,再按上述操作程序进行初、复、终拧

3.7.4 质量检查

（1）采用松扣、回扣法检查施工扭矩。先在螺母的相对位置划一细直线做标记,然后将螺母拧松约30°,再用检查扭矩扳手把螺母重新拧紧至原来位置,测取此时的扭矩应在(0.9～1.1)Tch范围内。

（2）板梁的纵联连接处,检查每栓群高强度螺栓连接副总数的5%,且≥2套；平联处≥1套。检查结果均应合格。

4 结束语

通过半年多对2孔铆焊下承式钢板梁的监测，经下平纵联杆更换和加固后的钢梁大大提高了钢梁的稳定性，横向振幅值由加固前11.89 wg降至现在的5.19 wg，保证了列车运行安全。