京九铁路连续梁病害整治施工技术

白 洪 星

(中铁十七局集团有限公司，山西 太原 030006)

京九铁路连续梁病害整治施工技术

白 洪 星

(中铁十七局集团有限公司，山西 太原 030006)

结合京九铁路泰和赣江特大桥工程概况，检测了该桥梁的病害类型，基于桥梁病害产生的原因，阐述了混凝土脱落及连续梁边跨直线段竖向裂缝的修补措施，确保了桥梁运营的安全性。

连续梁，病害检测，混凝土，竖向裂缝

京九铁路泰和赣江特大桥跨越赣江和永亭河，桥梁全长1 903 m，52个墩台，主桥桥跨由48+4×80+48预应力连续梁组成，除北京方向岸上0号台，九江方向岸上7号墩外，1号～6号墩均为水中墩，主体结构建成于1994年10月，1996年通车，距今已正常运营20年，由于受到当时施工技术水平制约以及列车提速、重载等一系列运行条件的改变，连续梁1号～6号墩出现了不同程度的病害，主要为0号块底部混凝土脱落、边跨直线段竖向裂纹等，本文结合病害整治过程，分析病害成因，制定切实可行的修补及加固方案，治理期间线路正常运营，现场整治施工效果较好。

1 工程概况

泰和赣江特大桥位于江西省泰和县(见图1)，主桥为双线一联6跨预应力混凝土连续箱梁(48 m+4×80 m+48 m)，设计为变截面单箱单室，中支点处梁高6.3 m，端支点及跨中梁高3.5 m，箱梁底宽5.2 m，顶宽10 m。该桥是京九线重点工程之一，为我国当时同类型铁路桥梁跨度之最，连续梁设计为三项预应力，采用悬臂浇筑法施工。

2 病害检测

2.1 检测内容

1)检测主梁4号墩0号块底部处钢筋锈蚀的区域，混凝土强度，钢筋保护层厚度；2)检测主梁6号墩处竖向裂缝的形态、宽度、深度，混凝土强度，钢筋保护层厚度。

通过无损检测手段，检测主梁材料性能，为桥梁养护管理、维修加固提供依据。

2.2 投入检测仪器

投入检测设备见表1。

表1 投入检测设备

2.3 检测结果

1)主梁外观检测。经现场检测，主梁4号墩处存在混凝土孔洞、夹杂、脱落，混凝土内钢筋锈蚀等病害。病害位置及示意图见图2，部分病害实景见图3，图4。

其中，①，③，⑥，⑦检测区域混凝土空洞病害，④，⑤，⑧，⑨，⑩区域为混凝土破损、内部钢筋锈蚀，②区域为混凝土表面夹杂。

2)主梁6号墩处裂缝检测。裂缝位于6号墩边跨直线段，裂缝为Y型，距离梁端0.48 m，见图5。

通过对6号墩支座腹板竖向通长裂缝进行检测，发现③检测区域裂缝深度最大为148.3 mm，宽度为0.52 mm，④检测区域裂缝宽度最大为1.2 mm，深度为139.7 mm，裂缝位置腹板厚度1 600 mm，见图6。

3)混凝土强度、钢筋保护层、混凝土碳化深度检测。采用回弹法对主梁混凝土进行强度的检测，设计混凝土强度等级为C50，主梁测试区域混凝土强度均大于60 MPa，主梁钢筋保护层42 mm～47 mm，混凝土碳化深度最大为6 mm，主梁检测区域碳化深度小于钢筋保护层厚度。

3 病害成因分析

1)0号块底部混凝土脱落成因分析。0号块底部混凝土脱落问题，根据施工现场情况调查，分析引起混凝土脱落的主要原因为：梁体边缘为直角，应力集中，梁体易开裂。0号块钢筋较密，混凝土粗、细骨料分离。

混凝土拌合设备落后，混凝土坍落度无法有效控制，底部混凝土振捣不严，混凝土浇筑过程中胀模、漏浆严重，拆模后只是对表面进行修补。

随着运营期间列车震动表面修补出现掉块，由于是水中墩，钢筋锈蚀较快加剧了混凝土的脱落。

2)6号墩边跨直线段竖向裂缝成因分析。检测结果裂缝最深为148.3 mm，裂缝处腹板厚度1 600 mm，根据裂缝深度及宽度、裂缝走向、混凝土保护层厚度局部较厚、近年来列车运行条件的变化等因素，判断裂缝由混凝土收缩引起，由混凝土浇筑过程中水化热引起的温度应力导致，混凝土自身约束变形，超过混凝土极限抗拉强度后出现裂缝，根据裂缝处混凝土厚度，大体积混凝土施工无合理的温控措施也是导致开裂的原因。

4 病害整治施工

4.1 连续梁0号块底部混凝土脱落、夹杂治理施工

脱落部位必须凿除混凝土蜂窝区，钢筋除锈后修补，结合类似修补施工，其中4号墩连续梁0号块底部脱落区距离支座上板边缘不小于0.2 m，深度不小于30 cm，且面积不小于0.2 m2，属于整治中的C类缺陷，处理方式较为复杂，该类梁体缺陷虽然对支座无影响，但由于缺陷面积较大，特别是0号块梁底横桥向缺陷范围较大时，若盲目凿除混凝土蜂窝体可能会使梁段底截面削弱过多，造成相邻部位混凝土压应力超限的情况出现，从而影响桥梁整体结构安全。因此该类缺陷修补必须先对梁段底板进行补强，然后清理松散体，进行缺陷修复工作。

1)连续梁0号块底板补强施工见图7。

对应需要进行大面积凿除、缺陷修补的梁段底板区域，在箱室内底板上采用与原梁体同等级型号的钢筋进行植筋、布设钢筋网片，浇筑比原梁体C50混凝土高一个等级的无收缩高强掺和料混凝土，使补强混凝土与箱梁原底板整体受力。化学植筋深度为15d，缺陷修复范围在箱内底板进行整体补强，补强厚度不低于凿除深度，最后对所有梁体修复区域涂刷聚氨酯防水涂料封闭的耐久性处理，涂刷区域应向修补区域外延伸50 cm。

2)缺陷区修补施工。凿除缺陷区域及周边不密实的混凝土使得坚实混凝土外露，对外露钢筋进行打磨、除锈处理，再对凿除区域采用不低于原梁体混凝土C50强度的无收缩高强掺和料混凝土进行修复封闭，并按照30 cm×30 cm的间距埋设压胶管，待修补混凝土凝固后再进行高压压注改性环氧树脂胶液处理。

3)缺陷修复使用材料配合比设计。修补材料采用NK-T203聚合物重力砂浆作为胶凝材料，以5 mm～10 mm碎石、细度模数2.6～3.0为骨料试拌而成的高强快硬混凝土作为连续梁修补用料，通过实验室检测及现场施工以下两种配合比设计满足现场不同区域修补需求。

配合比设计一：

配比组成:重力砂浆∶碎石∶砂∶水。

比例:1∶0.72∶0.28∶0.17。

每立方米用量(kg/m3)：1 101∶ 793∶308∶187。

拌合物初始坍落度20 cm，10 min后开始损失，20 min后无坍落度，30 min初凝，45 min终凝。拌合物有自动密实现象，施工作业时，需要立模，应采用一次性灌注，会在旧混凝土与新拌混凝土之间有较大空隙；现场可根据施工需要，掌握施工时间与拌合量。第二天新拌混凝土强度达到要求后，在不拆模的情况下，进行压浆填充作业，保证与旧混凝土的连接。可用于大面积修补。

配合比设计二:

配比组成:重力砂浆∶碎石∶砂∶水。

比例：1∶0.5∶0.082∶0.149。

每立方米用量(kg/m3)：1 349∶674∶111∶201。

状态描述：拌合物无坍落度属干硬性混凝土，拌合时需振动铁板，25 min初凝，35 min终凝。施工作业时，应采用小量拌合，多次填充，采用捣棒捣固密实至出浆，第二天新拌混凝土强度达到要求后，在不拆模的情况下，进行压浆填充作业，保证与旧混凝土的连接。可用于大面积修补。

4.2 连续梁边跨直线段竖向裂缝修补施工

结合实际施工经验和操作，混凝土裂缝常用的修补方法主要有压力注浆法、开槽填补法、涂膜封闭法等。修补后可使混凝土的耐久性得到极大的改善。该连续梁竖向裂缝处位于边跨直线段横隔板处，该处腹板混凝土厚度为1.6 m，采用压力注浆法进行裂缝的修补。

1)注浆法施工工艺流程。施工准备→钻眼→裂缝清理→安装注浆嘴→封缝→注浆→涂刷聚氨酯防水涂料封闭。

2)注浆法控制要点。注浆压力：为减少对混凝土的损伤，裂缝注浆采用低压注浆，注浆压力严格控制在0.2 MPa～0.5 MPa之间，注浆过程中人员集中注意压力上升情况，防止超过规定的压力值，当注浆压力达到0.5 MPa之后立即停止加压，并稳压5 min，如果压力未下降，即停止本底座注浆，转移到下一底座注浆。注浆结束标准：当相邻上部位置处的注浆嘴出现漏浆或本注浆嘴压力达到规定的压力值并稳压5 min后压力未下降则暂停本孔压浆，移至相邻上位孔继续注浆。表面处理：让注浆材料在裂缝内自行固化，待浆液完全固化后，用锤子、凿子敲掉注浆底座，并进行打磨使裂缝表面平整，再对其表面涂刷聚氨酯防水涂料封闭。

5 结语

随着我国铁路建设的发展和开通运营线路的不断增多，运输量也逐渐增大，其中位于繁忙线路的桥梁病害层出不穷，本文从连续梁0号块钢筋过密、梁体转角应力集中、施工混凝土质量控制、后期列车运营条件变化等方面分析混凝土脱落原因，针对边跨直线段竖向裂缝的封闭注浆施工，总结了桥梁常见病害治理施工经验，为管理单位养护、修补施工提供参考。

[1] 王铁梦.工程结构裂缝控制的综合方法[J].施工技术,2000(5)：5-9.

[2] 王新新.浅谈桥梁混凝土的裂缝及预防措施[J].辽宁交通科技,2005(16)：124-126.

[3] 张相宝.混凝土构筑物裂缝原因分析与处理[J].混凝土，2000(13):27-29.

Management of construction technology of Beijing Kowloon Railway continuous beam disease

Bai Hongxing

(ChinaRailway17thBureauGroupCo.,Ltd，Taiyuan030006,China)

Combining with Taihe Ganjiang extra-large bridge engineering conditions of Jing-Jiu railway, the paper detects the bridge diseases types. Based on the bridge diseases causes, it describes repair measures of concrete dropping and vertical cracks of straight line section of lateral span of the continuous beam. As a result, it guarantees the bridge operation safety.

continuous beam, disease detection, concrete, vertical cracks

1009-6825(2017)03-0152-03

2016-11-09

白洪星(1980- )，男，工程师

U445.71

A