浅谈京沪线石砌墩台裂纹及其整治

柏佐奇

【摘 要】近年来，随着列车提速、重载的影响，铁路桥梁浆砌片石墩台结构所受列车冲击力大幅度增加，墩台帽石缺乏配筋，结构材料老化，而原结构材料不适应这种变化，致使这几年墩台裂损病害呈大幅上升趋势。

【Abstract】In recent years， with the influence of train speed and heavy haul， impact force of train is greatly increased on the mortar rubble pier structure of railway bridge， pier cap stone structure is lack of reinforcement， material aging， the original construction materials do not adapt to this change， resulting in recent years was a rising trend of pier crack disease.

【關键词】桥梁； 墩台裂纹； 包箍； 固化土壤

【Keywords】 bridge ；pier crack ；steel hoop ；solidified soil

【中图分类号】U445.71 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0118-02

1 引言

车间管辖京沪线K650+000～K763+000，兖石疏解线、枣临线、井亭疏解线、井洪联络线全线。其中管辖内拥有桥梁512座，其中钢梁桥1座，混合桥5座，圬工桥506座。由于车间人员老龄化严重，存在着桥涵设备多，管辖里程长，在设备管理中存在着很大的困难，无法做到按设备维修、保养周期对桥涵设备进行维修、保养，存在着“吃老本”的现象。现已发现浆砌片石墩台不同程度裂纹22座，为确保设备安全稳定，车间合理安排维修计划，及时整治部分病害，提高了设备质量，延长了设备使用周期。

2 石砌墩台裂纹的成因和形式

车间管内大部分桥梁修建于1911年左右、1958年左右，普遍存在着设备老化，技术条件标准低，不同程度的圬工裂损、渗水等病害，大多出现帽石与其下砌石裂纹、开合。如京沪线下行K711+170原桥为工混桥，1988年利用原浆砌片石桥台、基础大修改造为板梁桥，近年来京、沪两桥台均出现浆砌片石横向贯通裂纹，过车时轻微开合的病害，现已加固完毕。其次浆砌片石墩台裂纹，台后冲空现象呈上升趋势。主要体现在浆砌片石桥台裂纹，基础不均匀下沉，台后冲空等病害上。

石砌墩台裂纹形式有以下几种：

①桥台两耳墙裂纹。一种情况是裂纹宽度达0.1～0.3mm，深度10～30mm，长0.4～1.0m，列车通过时无明显开合现象；另一种情况是裂纹宽度达到0.3～2.0mm，深度在300mm以上时，裂纹开合变得明显。

②桥台顶至帽下裂纹，这种裂纹很常见，且发展较快，病害严重时将危及行车安全。裂纹宽度一般为0.2～3.0mm，有明显的开合现象。

③桥台挡碴墙裂纹，这种裂纹也很常见，常使挡碴墙砌石松动，裂纹宽为0.2～4mm，能够贯穿整个桥台宽和挡碴墙厚，且有明显开合现象。

④桥台两侧墙裂纹，这种裂纹较为普遍。裂纹宽为0.1～0.2mm，深度为20～30mm，裂纹无明显的开合现象；只有当裂纹宽度达到0.3～2.0mm时，长度发展到扩大基础时，开合现象就会较为明显。

⑤石砌桥墩裂纹一旦出现裂纹发展迅速。由于裂纹的扩张，使桥墩砌石松动，从而失去整体性。裂纹宽为0.2～0.3mm，长度由墩顶至扩大基础。开合现象明显，危及行车安全，需及时整治。

⑥桥台胸墙裂纹，这种裂纹为数极少。一般有胸墙裂纹的桥台，肯定有侧墙裂纹；但侧墙有裂纹，胸墙不一定有裂纹。

⑦支承不等跨梁的桥墩裂纹，这种裂纹为数不多，这种裂纹一旦发生在砌缝状态不良的桥墩上，必须立即采取措施进行整治，不然将发展到危及行车安全。

⑧桥梁基础不良导致的墩台裂纹，主要由于地下有岩层和溶槽，若墩台施工处理不好，由于水流的侵蚀和荷载的作用，这样迫使墩台产生裂纹。

3 墩台裂纹的整治

当墩台严重裂损风化、倾斜、下沉、冻坏等情况，应分析病害原因，采取针对性的整治措施予以加固处理[1]。加固处理有表面补强、墩台身包箍、固化土壤、加深或扩大基础、换填卸载等。

3.1 墩台身包箍加固方法

例如：京沪线上行K713+183桥为2～4.5m普通钢筋混凝土板梁，修建于1959年，1990年该桥更换板梁利用原浆砌片石墩台。2016年秋检检查发现该桥中墩砌石横向贯通裂纹，列车通过时无开合现象。车间与2016年11月份采用C30钢筋砼包箍，包箍前需凿除桥墩砌石表层风化层及勾缝，埋设钎钉呈梅花状布置，采用30#锚固包锚入既有桥台圬工，绑扎钢筋并灌注砼，对该桥墩台进行了墩台身包箍加固。

主要施工步骤：

①基坑开挖：使用人工对中墩两侧各0.5m范围内的土质地面进行开挖至承台顶部，开挖前应对作业范围内是否有光电缆进行调查、核实，开挖过程中不得使用镐等尖锐工具。

②浆砌片石桥墩凿毛，布设牵钉：新旧圬工间采用牵钉连接。施工时旧圬工表面须先彻底清理干净，凿毛并剔除勾缝砂浆，凿除旧勾缝，既有浆砌片石表面必须打麻面，并用清水冲刷干净后，方可布设牵钉；牵钉采用φ20mm钢筋，每根长377mm（其中弯勾部分125mm），埋入旧圬工至少24cm，两牵钉间间距40cm，呈梅花状部置，与旧圬工间采用锚固包锚固。

③绑扎钢筋：主筋采用直径14mm螺纹钢筋，箍筋采用直径12mm螺纹钢筋，均按间距20cm布置，钢筋外侧保护层6.5cm。钢筋接头处采用焊接，搭接长度不少于30d。

④安设模板：外模采用木模板，模板缝粘贴双面海棉胶条，防止漏浆，消除模板拼接缝，外模设立斜撑及水平撑，采用内顶外拉，拉杆采用φ14圆钢，外套PVC硬塑管，以利外抽，拉杆处同时设置与灌注砼同标号预制砼支撑块。木模内表面要平整并涂油。

⑤灌注砼，砼养生：旧砼表面必须凿出麻面，接续灌注前在施工缝表面先铺一层厚约1.5cm且与砼灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆。墩台砼基础终凝后，覆盖、养生，浇水7～14d，砼强度达到设计强度的60%方可拆除模板，砼强度达到设计强度的90%后方可承重板梁。

⑥拆除模板，撤除工地。

3.2 固化土壤加固方法

例如：京沪线下行K712+607桥为1～2.9m普通钢筋砼板梁，该桥沪台贯穿裂纹，过车轻微开合。车间与2015年2月采取通过钻孔注浆，增强基底承载力，整治不均匀沉降的方法进行固化土壤加固。

主要施工步骤：

①鉆孔：钻孔前，先确定钻孔的位置，应在裂纹的起始点及裂纹变化的位置，然后根据孔距0.6～1m进行钻孔，用直径20的冲击钻在桥台裂纹处进行钻孔，孔深大约为300mm。

②安装注浆管：安装钢管直径为20mm，长度大约300mm，因砌石的厚度不小于200mm，所以注浆管插入墙体的深度为100～150mm。

③裂纹封闭（勾缝）：对细小的裂纹用聚合物拌制的水泥浆，进行封闭，对裂纹较大及脱落勾缝，按照勾缝的要求用1：1的水泥砂浆对缝隙进行封闭。裂纹处理后48小时候方可进行注浆。

④注浆：注浆前，将每个注浆管安装好阀门，并处于开放状态。用水泥和细沙的重量比为4：1～5：1的水泥砂浆，水灰比为0.7～0.8，使用水泥砂浆灌注机，进行压浆，注浆应从下端向上逐个进行，压浆时，要密切注意周围的孔眼，是否有水泥砂浆流出，如有流出，待水泥浆呈线状时关闭阀门，如果空隙不惯通时，我们要关注灌浆机的压力表，当压力表达到0.6MPa时，以及周围缝隙潮湿时，表明该孔已经灌满，同时要将压力保持30s后，关闭阀门卸掉连接管件。

4 几点建议

①严格落实设备检查制度，牢固树立“检重于修”的观点，按照甲乙丙类设备分类进行周期检查，使用好桥隧设备检查记录仪[2]，检查发现的病害或不良处所及时安排维修计划进行整治，对于严重的病害或是维修解决不了的问题及时安排计划进行临时加固，并上报段桥梁科申请大修改造，及时消除设备安全隐患。

②严格执行“精细全”维修标准，落实好《桥隧作业指导书》、《修规》、《桥梁工》等规章制度，提高标准化作业水平，提高设备维修质量。

③由于车间老龄化、点多线长，个别区间车辆无法进入等问题，建议段根据日常需要针对性地配置一些轻巧的、便于携带的养桥机械进行日常的维修整治作业，提高劳动效率和作业质量。

【参考文献】

【1】中国铁道出版社.铁路桥隧建筑物修理规则[M].北京：中国铁道工业出版社，2010.

【2】魏荣金.桥梁石砌墩台裂纹及其整治[J].铁道建筑，1983（4）：13-16.