广州地铁四号线高架桥维修养护浅析

陈广飞

提要：通过广州地铁四号线高架桥投入运营近五年多以来维修养护的施工实践，阐述节段箱梁、大跨度刚构桥、各类型墩柱、盆式橡胶支座等桥梁设施的维修养护方法。分析现场施工实例，解决高架桥在维修养护中遇到的问题，深入探索，形成了一套适合广州地铁桥梁长期稳定发展的维修养护体系。

主题词：节段箱梁 ； 刚构桥 ； Y型墩； 盆式橡胶支座； 维修养护

Abstract: Through the construction practice of the maintenance and conservation in Guangzhou Metro Line viaduct put into operation five years, described the maintenance of bridges and related facilities as segmental box girder span of rigid frame bridge pier columns, pots and rubber bearing repair and of all types approach. This paper analyzed on-site construction examples, to solve the problems encountered by the viaduct in the repair and maintenance, in-depth exploration, and formed a repair and maintenance system for suitable long-term stable development of the Guangzhou subway bridge.Key words: segmental box girder; rigid frame bridge; Y-shape pier; pot rubber bearing; repair and maintenance

中图分类号：U448.28文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）03-00

一、概述

1、广州地铁四号线简介

广州地铁四号线是一条南北走向，连接广州市中心城区和南沙区的轨道交通线路。四号线黄村站至金洲站目前已投入正式运营，设有地铁站十六个，其中地下站八个，高架站八个。目前运营线路总长46.2km，其中地下线路16.1km，地面线路长1.4km，高架桥线路长28.7km。远期规划四号线南延至南沙区南沙客运客运港，北延至萝岗区科学城，预计总里程将超过70km。

2、气候水文简介

广州地铁四号线主要经过的广州南部地区属亚热带气候，每年3月至10月为汛期，受台风、雷雨等天气影响较为明显。四号线高架桥所经过的番禺新造至南沙金洲水量充裕，河道密布，需要跨越大量水塘河涌和一些较大的河道，如高架桥在低涌至金洲区段先后跨越市桥沥、沙湾河、蕉门河等重要水道，其中沙湾河江面宽320米，满足一级通航要求。

3、四号线高架桥简介

广州地铁四号线新造站以南K25+950至K55+300，除当中有680m地面线，其余的均以高架桥作为线路的承载形式。四号线高架桥梁体形式主要有节段箱梁、整孔箱梁、连续箱梁；桥梁支座主要采用盆式橡胶支座；墩柱形式主要有“Y”型墩、矩形墩、圆形墩、门式墩等；桥面两侧安装高80cm的混凝土挡板，挡板顶设置防雷扁钢,桥面中心安装疏散平台；桥面铺设防水材料，每孔梁设排水坡，由梁中心集中排水，墩柱中心内置排水设施和外置集水井。

二、梁体的维修养护

1、节段箱梁的维修养护

（1）节段箱梁

四号线所采用的节段箱梁是我国目前在城市轨道交通中使用的一种较为新型的桥梁形式。这类梁体主要优点是运输方便，施工简单，可多点作业提高施工进度。在运输方面以一孔30m的箱梁为例，全梁重约360吨，整孔运输困难，采用节段箱梁是将该梁分成12段梁节（每段2.5m，重30吨）分别运至施工现场进行拼装，运输较为方便。节段箱梁的铺架可以多点同时进行，不受整孔运输时受桥梁轨道运送梁体的限制只能在较少的作业面作业，大大提高了施工进度。

整孔箱梁的施工程序是：预制梁节 分段运至施工地点 架桥机拼装梁节预留孔道内穿预应力钢丝束張拉（施加预应力） 孔道压浆封锚梁体安放至预定位置。

（2）维修养护

A、梁体破损露筋的修补处理。对节段箱梁在预制、运输、安装等各个环节造成梁体破损部位进行修补；修补时把破损松散部分混凝土凿除，表面清理干净，再用环氧树脂砂浆修补平整。梁体露筋多发生在箱梁内部，维修养护时加强箱梁内转角及梁端部位的检查；梁体露筋修补应先凿除露筋附近松散混凝土，露筋除锈，在露筋表面涂刷环氧树脂胶或其他防锈材料，用环氧树脂砂浆修补平整。

B、梁体裂纹的处理。节段箱梁是预应力混凝土结构，在节段梁受压区（箱梁底部）是不应出现裂纹，所以在日常梁体裂纹检查时着重检查梁内及梁体上部。梁体裂纹的处理：裂纹宽少于0.2mm只需作记号加强观察，不须进一步处理；裂纹宽大于等于0.2mm，需对裂纹进行封闭处理，以防止空气或水源侵入造成梁体钢筋、预应力钢丝束锈蚀。处理裂纹时，根据裂纹大小顺裂纹凿“V”型或梯形槽，采用环氧树脂砂浆、M1500密封剂或ZV型聚合物浆液修补。

C、封锚混凝土的检查处理。由于节段梁是现场拼装的，张拉、封锚等工序也是在现场完成的，所以封锚混凝土质量较难保证。在日常检查作业，发现封锚混凝土开裂、蜂窝、与梁体混凝土分层、锚头裸露可见等病害要及时封闭修补处理，否则让其长期存在，会导致锚头，锚索锈蚀，损失预应力，影响结构安全度。

D、梁体排水系统的维修养护。四号线每孔节段箱梁设独立排水，每孔梁在离梁端1.5m处有集中排水口，排水口的水通过箱梁内的“L”铸铁排水管排至墩身的接水斗。在维修养护时应注意排水管转弯接头处的渗漏情况，及时更换导致渗漏的止水垫片，保证排水管的固定和节点牢固可靠。由于梁端渗漏水，梁节吊装孔渗水等原因造成箱梁内积水维修养护时应疏排清理。梁内长期积水难以疏排，不宜在梁底开孔排水，以免在开孔时损伤结构主筋或预应力钢丝束，可采用在积水位置做排水坡，把积水引至梁底通气孔排出。

2、整孔箱梁的维修养护

四号线另一种重要的梁跨形式是整孔箱梁，采用整孔箱梁的桥梁长约占四号线桥梁总长的30%。整孔箱梁在预制场整孔预制完毕，通过轨道运至预定位置安装，该形式梁体也是预应力混凝土结构。

整孔箱梁在维修养护时要注意梁内混凝土破损露筋、裂纹的检查处理，其修补方法与上述节段箱梁相同。整孔箱梁由于是整孔预制的，在预制场已完成预应力施加、封锚等工序，故封锚混凝土的质量较节段箱梁有保证，在维修作业时可不作为重点。整孔箱梁排水系统与节段箱梁类似，其检查维修方法基本相同。

3、连续箱梁的维修养护

四号线连续箱梁的维修养护较简支箱梁的维修养护难度大，这主要是由于箱梁内空间矮小狭窄，连续半密闭空间长造成的。连续梁内一般由若干个箱体组成，箱体与箱体之间以边长1m的正方形截面通道相连，人员要进入内部作业难度较大。以金洲至蕉门区间跨蕉门河的高架桥例，该段高架桥以三段三跨一联的连续梁组合而成，总长360m，该连续梁只有在两端各有一个进入口，维修作业人员需要在连续梁中部作业时最远要在箱梁内爬进160m，且箱内只靠梁底通气孔通气，氧气不足作业难度大。

连续箱梁的维修保养项目主要有梁体混凝土破损露筋的处理，梁体裂纹的处理，梁内积水的处理，连续梁预应力的施加也是在现场完成的，要注意封锚混凝土的检查处理。四号线有多段连续梁是现场浇筑的，这部分连续梁的维修养护还需要对原进料口部位重点检查整治，漏水、露筋、混凝土块缺损等病害要及时维修处理。维修养护时把连续箱梁内转角模板拆除干净，疏通通气孔，整治梁内积水。

4、大跨度刚构桥的维修养护

四号线经过的地区河道密布，其中跨越沙湾河水面宽320m，该段桥梁采用80×120×120×80m四跨一联的连续刚构桥形式。在我国城市轨道交通中120m一跨的桥梁的高架桥是比较少见的，其维修保养的难度也较大。为了满足通航要求，两侧墩高均超过了20m，需要在墩身安装爬梯以利于进入梁内作业。该刚构桥梁体的自由伸缩长度较大，受温度变化影响明显，所以在每条伸缩缝两侧安装了测量仪器，实时观测桥梁的变化情况。刚构桥的作业项目与维修方法与上述连续箱梁基本相同。

5、桥梁的限高防撞

桥梁的限高防撞对城市高架桥梁尤为重要。四号线所跨越的交通道路众多，其中有多处桥下净空不足，存有安全隐患。据调查四号线高架桥与桥下路面距离不足5m的位置有29处，其中12处是车流量较大路段。四号线开通开通运营两年多来已发生多起机动车刮碰桥梁的事故，地铁运营存在严重安全隐患。截至2008年底上述处所全部加装了安全警示标志，个别地段设立了限高铁架。

三、桥梁支座的维修养护

1、四号线桥梁支座的总体情况

四号线高架桥主要采用盆式橡胶支座，兼有少量的板式橡胶支座和平板支座。盆式橡胶支座按活动形式分为固定支座，纵向活动支座，多向支座。四号线所采用的盆式橡胶支座金属材料为普通碳素结构钢，容许应力为130Mpa；橡胶材料采用氯丁橡胶，容许应力为30Mpa；锚栓容许剪应力为110Mpa；活动支座顺桥向位移量±60mm，摩擦系数≤0.03。四号线沙湾大桥采用刚构桥结构，梁体与墩身连成一个整体，无支座。

2、盆式橡胶支座的维修养护

（1）盘式橡胶支座

盆式橡胶支座与铁路桥梁常用的铸铁辊轴支座相比，具有承载力大，水平位移量大，转动灵活等特点；并且有重量轻，结构紧凑，构造简单，建筑高度低，加工制作方便，节省钢材，造价低等优点。四号线高架桥绝大部分采用此类型支座，且主要是JHPZ简系列铁路专用桥梁盆式橡胶支座。其中固定支座（GD），不能使梁体位移；单向活动支座（ZX纵向活动支座和HX横向活动支座），只能使梁体在一个方向移动；多向活动支座（DX），可以使梁体在各个方向位移。四号线大部分梁跨同时设有活动支座和固定支座，而多向支座主要应用在弯道连续梁，如黄阁站前弯道处的连续梁采用的是多向活动支座。

（2）盆式橡胶支座的维修养护。

A、支座梁底及支承垫石面应平整密贴。支座出现垫层不平、不实、空吊、裂纹等病害要及时处理，采用的方法有在支座上下板处垫高标号砂浆或垫环氧树脂砂浆，用环氧树脂封闭混凝土裂纹。如果支座上下板空吊超过30mm需封锁线路顶起梁体进行处理。

B、定期进行活动支座滑动面、滑槽、支座围板的检查养护。活动支座活动面、滑槽是保证梁体自由伸缩的工作面，应保持清洁润滑，在养护时用丙酮或酒精仔细擦拭，不得夹有灰尘和杂质，滑动面不得有鼓泡锈迹等影响滑动的情形。

C、支座使用期间每两年定期进行一次养护，养护时应清除支座表面积水积灰，并逐个松动定位螺丝，并再次拧紧，以防止螺栓锈死。维修时更换折断螺栓，整治支座流锈水、铁件锈蚀等病害。

D、支座每使用7至8年需要进行一次全面彻底的维护，支座大修时需要对支座喷砂喷锌、重新涂装防锈处理，更换不满足使用要求的支座。

Ｅ、支座所作的的检查养护项目按TB/T2820.3—《铁路桥隧建筑物劣化评定标准—支座》执行。

3、板式橡胶支座和平板支座的维修养护

板式橡胶支座和平板支座的数量所占四号线高架桥支座总数的比例较少，其维修养护方法与盆式橡胶支座的维修养护方法类似。在维修养护时主要作业项目有活动支座滑动面清理，支座铁件的除锈防锈。板式橡胶和平板支座歪斜、空吊、螺栓折断、垫石缺损、裂纹等病害的處理方法与盆式橡胶支座相应病害的处理方法相同。其维修大修周期及主要维修大修项目与上述盆式橡胶支座的周期和项目基本相同。

四、桥梁墩柱的维修养护

1、四号线桥梁墩柱的总体情况

四号线桥梁墩柱以“Y”型墩为主，兼有矩形墩，圆形墩，门式墩等多种形式墩柱。“Y”型墩墩顶张开，墩身截面近似矩形，每个墩顶安放四个支座（墩顶张开边每侧两个），“Y”型墩中心内置铸铁排水管，墩身底部设有集水井，目前四号线90%以上为该形式墩柱。其他地段有采用其他形式墩柱的，如市南路立交的地段采用的是门式墩，沙湾河南岸河涌中心采用圆形墩等。

2、墩顶的维修养护

墩顶上有集水斗、支座垫石等设备。在日常维修养护中，重点对支座垫石开裂掉块，墩顶混凝土破损，墩顶裂纹等病害进行处理，需要修补的部位宜采用高标号混凝土或环氧树脂砂浆。集水斗应与上部排水管对齐，保证水源不致偏洒在墩顶。如果墩顶积水较多不宜疏排时，可在墩顶做排水坡疏排。

3、墩身的维修养护

为了便于检修四号线墩身统一作了编号，编号形式范本为“36—01”。其中“36”表示该桥墩所在的大里程为36公里，“01” 表示该里程的桥墩编号，一般由01至33（或34），从小里程向大里程依次编写。“36—01”表示大里程为K36公里的第01号墩，“36—33”则表示大里程为K36公里的第33号墩，依此类推。桥墩编号采用字体高20cm，黑体字，用黑油漆喷涂在每个墩前后两面，编号离地面2m，如有左右两墩台，则左右两墩均喷涂。

墩身的维修养护主要是对墩身缺损和裂纹进行检查和处理，其修补方法与普通混凝土的修补方法相同。”Y”型墩在日常维修养护时注意直墩与张开墩连接处的检查，此处出现蜂窝，裂纹等墩身病害的可能性较大。同时应经常清洗污染严重的墩身，保持墩身原有清水混凝土的本色。

4、墩柱排水系统的维修养护

由于四号线墩身排水都是内置排水管的，管内发生堵塞，疏通比较困难，所以在日常施工作业时注意防止混凝土残渣及其他垃圾进入管内，保证管口网筛完好。如发生堵塞可用伸缩杆件或电动通孔器在墩顶上部，自上而下进行疏通。墩身下部的集水井要定期清理，防止淤积过多堵塞出水口，应及时对集水井破损部位进行修补，更换维修缺损集水井盖板。

5、特殊地段墩柱的维修养护

四号线高架桥所经过的地方水道密布，有不少墩柱是置于水中的，日常检查维修难度较大。如市桥沥大桥、沙湾大桥、蕉门河大桥有多个桥墩在水中，其中沙湾大桥还需满足一级航道要求，三个水中墩位于主航道两侧。沙湾大桥桥墩按航道规定安装了航道灯等通航标志，在墩身及承台顶还应加设安全防撞设施。

道路主干道中间或两侧墩柱应有防撞设施，如黄阁至蕉门区间的市南路门式墩除在墩身张贴反光膜外还修筑混凝土矮墙保护墩柱。石基至海傍区间的清河路路中墩处在繁忙的交通主干道，需设限高架、围护墙等设施重点加以保护。

五、桥梁其他附件的维修养护

1、桥梁防雷扁钢的维修养护

四号线高架桥的防雷扁钢设置在桥梁两侧挡板的顶部，采用材料是50×5mm的镀锌扁钢，每三跨设一处接地，其主要功用是防止桥梁设备以及其他附着设备受到雷击。在日常维修养护中，防雷扁钢要按周期进行除锈涂漆，及时对扁钢鼓起、螺丝松脱、扁钢变形、断裂、节地不良等问题进行处理。在温差较大的天气，要加强防雷扁钢的检查，梁端伸缩缝处容易产生断裂或鼓起等故障。

2、桥面混凝土挡板的维修养护

混凝土挡板设置在桥面的两侧，每块挡板长200cm，高80cm。挡板上附着有机电、供电方面的管线和桥面的照明设施。在维修养护时主要对挡板缺损、挡板裂纹进行修补处理，检查挡板与桥面之间的连接是否牢固可靠，有无偏移情况，并相应作出处理。

3、桥面疏散平台的维修养护

四号线疏散平台设置在橋梁中间，上下行线路之间，其主要功能是列车在区间发生紧急情况时作为迅速疏散旅客的通道。疏散平台面距桥面120cm，疏散平台宽90cm。在每跨梁端处疏散平台设断开以满足桥梁自由伸缩的需要，断开处铺设铁盖板，疏散平台下部每200m设有区间一处电话，上方的平台板也是用铁盖板铺设的。在日常维修养护时主要对上述铁盖板进行检查维护，铁盖板要按周期除锈涂漆，经常检查铁盖板的稳定性，防止其横向移动刮碰列车。另外对检查发现的疏散平台支架不稳，平台板缺损等故障及时处理。

4、桥面防水层的维修养护

四号线高架桥面铺设防水层以防止桥面积水渗入梁腹。防水层的施工程序是先在桥面铺2cm厚的防水砂浆层，再在上面铺贴防水卷材，最后在卷材上铺4cm厚的砂浆层。四号线桥面防水层发现的问题主要集中在表面4cm厚的砂浆层，表现为砂浆层开裂、鼓起、分层脱落，部分地段还导致防水卷材老化破损。在维修养护是对出现病害的防水层凿除，重新铺设。破损部位不大时，可用硅基防水涂料代替防水卷材，防水效果相当，但施工作业相对简便。

5、梁端伸缩缝的维修养护

四号线高架桥梁端为了防止桥面水源顺着梁端流淌，在梁端边缘位置设了一道高5—8cm的挡水坎。在挡水坎顶部，梁端伸缩缝之间铺设厚1cm的橡胶板。在日常维修养护时，除对挡水坎修理养护，还应对橡胶板进行维护，更换老化破损严重的橡胶板。温差变化较大时，橡胶板拉伸或压缩的变化也随之增大，特别要加强连续梁与简支梁连节处伸缩缝的检查处理。

6、其他

高架桥在日常的维修养护中还包括很多其他方面的内容，如地表排水系统的维护，河调建筑物的维护，水中墩台的摸探，河道水位的观测，桥梁偏心的测量等等。

六、回顾与体会

数十公里高架桥在广州地铁还是一个新鲜事物，维修养护经验相对薄弱，许多维修养护知识仍处在了解掌握，总结提高的阶段。四号线高架桥目前的修程修制还不是很完善，特别是在节段箱梁、大跨度刚构桥等一些在国内城市轨道交通出现较早的桥梁设备，其维修养护方法无章可循，需要在长时间实践工作中探索总结。经过将近五年多的桥梁维修作业，桥隧检修人员认真探索，现已初步掌握了四号线一些新技术、新工艺、新结构桥梁的维修养护方法，为广州地铁高架桥维修养护提供了切实可行，可供借鉴的维修养护方法。

随着我国科技发展的日新月异，建造外观新颖、技术复杂的桥梁变得越来越容易，很多桥梁建设上的中国第一，甚至世界第一被频频改写，如何维护好这些桥梁成了我们每个桥梁工作者最大的考验。四川的彩虹桥、贵州务川大桥、辽宁的盆锦大桥、广东的九江大桥、湖南的凤凰大桥等事例给我们敲响警钟，也促使我们用更高的眼光审视桥梁的维修养护工作。广州地铁要实现建设之初预定的百年大计的目标，桥梁等结构性设备是重要的保证环节，只有加大维修养护力量的投入，通过细致认真的检修，才能保证桥梁设备的耐久、稳定、安全，才能更好的实现地铁发展的百年大计。

参考文献：

【1】《铁路桥隧大修维修规则》 中国铁道出版社2003

【2】《桥隧工单项作业技术标准》 中国铁道出版社2001

【3】《JHPZ系列盆式橡胶支座使用说明书》

【4】《广州地铁轨道交通四号线竣工验收资料》

【5】《维修中心工建部工建四分部桥梁巡检记录本》