第一篇：高鐵箱梁支座鋼板空響的病害預(yù)防與補(bǔ)救研究

高鐵箱梁支座鋼板空響的病害預(yù)防與補(bǔ)救研究

弭 彬

1，湖北工業(yè)大學(xué)研究生院2，華鐵工程咨詢有限責(zé)任公司

摘要：鐵路線所經(jīng)地域形貌各異，逢山鑿洞，遇水則架橋，四季寒暑交替，列車往返馳騁，自然環(huán)境與列車運(yùn)行狀況無(wú)不考驗(yàn)鐵路橋梁的承受力，高速鐵路對(duì)橋梁的品質(zhì)要求尤甚。這就對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)，制造工藝和建造材料的品質(zhì)給出了很高的要求。支座是鐵路橋梁的重要組成部分,它支撐著橋梁和過(guò)往列車的全部重量,以及列車的動(dòng)荷能量,它在起到支撐和固定梁體的同時(shí),還要起到梁體在受外力變形和受溫度變化而變形時(shí)的自由伸縮的調(diào)節(jié)作用，鐵路橋梁在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,支座在列車荷載作用下,支座底面與橋墩支撐墊石均會(huì)受到巨大的動(dòng)能沖擊。而“健康”的鐵路橋梁組件是行車的安全保障，我國(guó)的鐵路橋梁制造工藝總體日臻成熟，但是在鐵路橋梁預(yù)制過(guò)程中還是有些難以祛除的通病，如：高鐵箱梁支座空響。作為鐵路工程技術(shù)人員，我們就要溯流探源，查出病害癥結(jié)的所在，并找到解決方案與預(yù)防補(bǔ)救措施。本文將著重討論高鐵箱梁支座鋼板空響的病害預(yù)防與補(bǔ)救措施，對(duì)高鐵箱梁支座預(yù)埋鋼板產(chǎn)生空響的原因與可能引致的危害進(jìn)行逐一深入分析，研究預(yù)防與補(bǔ)救高鐵箱梁支座鋼板發(fā)生空響可行措施。為完善我國(guó)的鐵路橋梁制造技術(shù)工藝建言獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：高鐵箱梁，支座，空響，病害，預(yù)防與補(bǔ)救，環(huán)氧樹脂填充，有機(jī)高分子。

High metal box empty steel beam support disease prevention and remedial

effects of the research

Abstract: Railway line over the path of the different geographical topography, every mountain to dig a hole, water the bridge;a railway line to be the bridge of the frame at a lot, mountain valley lying land, to be poured pile column.Summer and winter seasons turn, the train ride from the natural environment and train all test conditions the pressure on railway bridges, high-speed rail(hereinafter referred to as: high-speed rail)bridge the quality requirements of even worse.This is the bridge design, manufacturing processes and quality of construction materials gives a very high demand.Bearing is an important part of the railway bridge, which supports the bridge and past the full weight of the train and the train moving past the bridge load energy, and fixed it to play a supporting beam, we must also play a beam in the by the external deformation and deformation temperature and the free expansion of the regulatory role of the railway bridge in the operating process, bearing in train loads, the bottom bearing support pad with stone piers will be a huge momentum impact.The “health” of the railway bridge component is driving security, China's railway bridge to the overall manufacturing process matured, but in the process of pre-railway bridge is difficult to eliminate the common problem, or some, such as: high metal box beam support empty ring.As railway engineering and technical personnel, we have upstream Origin and find out where the crux of disease, and to find remedial solutions and preventive measures.The article will focus on high metal box empty ring of steel beam support disease prevention and remedial measures subject to the embedded steel beam support high metal box have empty ring causes and may lead to harm for each

in-depth analysis, research metal box to prevent and remedy the high occurrence of empty steel ring beam support practical measures.To improve China's railway bridge manufacturing process offering advice and suggestions.Key words off: high metal box beams, bearings, air ring, disease, prevention and remediation, remediation epoxy filled, organic polymer.1 概述

橋梁支座板空響問(wèn)題是鐵路橋梁預(yù)制時(shí)普遍存在的問(wèn)題，雖然目前尚未發(fā)現(xiàn)支座板空響對(duì)梁體質(zhì)量造成的明顯危害，但如果不解決，對(duì)高速鐵路橋梁的使用壽命以及建成后的運(yùn)行速度肯定會(huì)造成影響。預(yù)制梁支座鋼板空響：是指梁體澆灌制成后，用鈍器敲擊箱梁支座鋼板時(shí)，會(huì)發(fā)出“咚咚”的空響聲。預(yù)制梁支座板空響是因支座板與混凝土間的空洞引起的。現(xiàn)在，鐵路工程技術(shù)人員通過(guò)對(duì)鋼筋綁扎、混凝土澆筑、振搗等各個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行全過(guò)程反復(fù)觀察、研究和試驗(yàn)終于發(fā)現(xiàn)致使支座板空響的病因。

一般情況下現(xiàn)澆預(yù)制梁出現(xiàn)支座板空響時(shí)，找到梁體里的空洞位置，清理掉凝結(jié)不實(shí)的混凝土后，往里面注與梁體相同等級(jí)的水泥沙漿，即可解決問(wèn)題。但是，對(duì)于有些地方不串聯(lián)，水泥沙漿無(wú)法達(dá)支座板空響，本人提出另一種比較新的處理方法，可以有效解決預(yù)制梁支座板空響的病害。這就是——同標(biāo)號(hào)水泥漿注入法與環(huán)氧樹脂填充補(bǔ)救法。環(huán)氧樹脂是一種有機(jī)高分子化學(xué)物質(zhì)，其在建筑工程領(lǐng)域已有廣泛的應(yīng)用，以下的文字將會(huì)圖文并茂闡述它的機(jī)理。造成箱梁支座鋼板空響病害的主要原因

高鐵箱梁支座板空響，是重型箱梁預(yù)制中的常見(jiàn)“癥狀”，長(zhǎng)久以來(lái)一直困擾著鐵路客運(yùn)專線及高速鐵路橋梁生產(chǎn)。華鐵工程咨詢有限責(zé)任公司京滬高鐵監(jiān)理項(xiàng)目部與中鐵一局集團(tuán)京滬高速鐵路工程項(xiàng)目部集中該部科技力量，對(duì)這一質(zhì)量通病展開科技攻關(guān)，在通過(guò)認(rèn)真反復(fù)研究、論證下，工程技術(shù)人員在箱梁支座預(yù)制時(shí)對(duì)鋼筋綁扎，混凝土的澆筑，振搗等諸多施工環(huán)節(jié)，反復(fù)觀察，最終找到了引致支座板空響的2個(gè)原因。

2.1支座板預(yù)制時(shí)混凝土振搗不均勻

工程技術(shù)人員通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)：澆入混凝土之后進(jìn)行振搗時(shí)，由于支座板上方鋼筋布置過(guò)于密集，振搗棒不容易插到位，造成局部漏振，混凝土不能均勻密實(shí)，從而產(chǎn)生空隙。2.2支座板預(yù)制時(shí)鋼材和混凝土材質(zhì)不同

由于支座板鋼材與混凝土材質(zhì)不同，導(dǎo)致混凝土和支座不能有機(jī)粘結(jié)?；炷两Y(jié)構(gòu)不夠密實(shí)，出現(xiàn)空隙，導(dǎo)致發(fā)生支座板空響現(xiàn)象。對(duì)支座板空響的解決方案。

找到誘發(fā)病害的2個(gè)主要原因后，針對(duì)“病因”，工程技術(shù)人員開始“對(duì)癥下藥”，經(jīng)過(guò)精心制定了解決支座板空響的方案：對(duì)施工工藝流程進(jìn)行了4處改良。最后，經(jīng)上級(jí)有關(guān)部門

對(duì)該項(xiàng)目部使用新近改良工藝生產(chǎn)的所有預(yù)制梁進(jìn)行了質(zhì)量檢查，均未發(fā)現(xiàn)支座板空響現(xiàn)象，采用這4種方案，大大提高了成品梁的生產(chǎn)效率，為制架梁運(yùn)行安全提供了有力保障。2.1調(diào)整支座板附近鋼筋間距。

針對(duì)振搗棒不能插到位，容易造成漏振的地方，調(diào)整了預(yù)制梁支座板附近的鋼筋間距密度，同時(shí)在支座板上方內(nèi)模處開小天窗，采用小直徑振搗棒，以便能使振搗棒能夠順利插到支座板上方進(jìn)行振搗作業(yè)。

2.2在支座模板外部增設(shè)附著式振動(dòng)器

為了確保預(yù)制梁支座板周圍的混凝土能與鋼筋密實(shí)結(jié)合，在支座板下方的底模以及緊靠支座板的側(cè)模、端模、端頭內(nèi)模處增加附著式振動(dòng)器，與振搗棒內(nèi)外配合振動(dòng)，徹底解決了梁體預(yù)制施工過(guò)程中漏振的現(xiàn)象。2.3 在支座板中間鉆排氣孔

施工過(guò)程當(dāng)中，支座板與混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的空氣泡也是形成空隙引致空響的病因之一，為了排除支座板混凝土之間的空氣泡，在支座板中間鉆一個(gè)小孔，以利于排除在澆筑過(guò)程中積壓在混凝土內(nèi)部的空氣，繼而達(dá)到消除空隙的效果。2.4 增加支座板與混凝土的凝結(jié)面積

預(yù)制梁體時(shí)有時(shí)因?yàn)槭褂玫慕ㄔ熨|(zhì)材不同，支座板附近的鋼筋不能和混凝土有機(jī)粘結(jié)，在支座板上方焊接了一些橫豎向錨用來(lái)固定鋼筋，以增加支座板與混凝土之間的粘結(jié)面積。支座板空響病害預(yù)防及補(bǔ)救處理措施

千里之堤潰于蟻穴，未雨綢繆，防范于未然。災(zāi)害預(yù)防是人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)中所采取應(yīng)對(duì)偶發(fā)災(zāi)難的首選。對(duì)于高鐵箱梁支座板空響病害，我們也應(yīng)該以預(yù)防為主，補(bǔ)救為輔。預(yù)制梁澆筑時(shí)，嚴(yán)格采取上述中鐵一局集團(tuán)京滬高速鐵路工程項(xiàng)目部工程技術(shù)人員所研制出的4項(xiàng)技術(shù)工藝，能夠在很大程度上預(yù)防支座板空響病害。但是，對(duì)于現(xiàn)澆梁支座板出現(xiàn)空響病害問(wèn)題如何解決呢？通過(guò)仔細(xì)研究預(yù)制梁設(shè)計(jì)工藝與澆筑施工流程，綜合運(yùn)用所掌握的知識(shí)之后，在這里，我總結(jié)提出兩種較新的預(yù)制梁體空洞補(bǔ)救技術(shù)——同標(biāo)號(hào)水泥漿注入法與環(huán)氧樹脂填充補(bǔ)救法。

4.1同標(biāo)號(hào)水泥漿注入法 往梁體注入同等級(jí)水泥漿；鋼板底部采用無(wú)振動(dòng)電鉆打2-3個(gè)細(xì)小孔眼，孔眼直徑以3-5mm為宜，再往孔眼里安裝注漿管以及閥門開關(guān)，使其牢固密封。將配比試驗(yàn)合格的同等標(biāo)號(hào)水泥漿攪拌均勻，過(guò)篩，使用機(jī)械式壓漿機(jī)低壓注入鋼板開孔處，待第2孔眼與第三孔眼溢出水泥漿為止，用塞子填充孔眼，避免漿液留空。為確保注漿后鋼板與混凝土密實(shí)，可待水泥漿未完全凝固前再次補(bǔ)注漿液后關(guān)閉注漿閥門，若第2和第3孔眼沒(méi)有溢出漿液，可將注漿管移至第2孔眼或第3孔眼注漿，使其漿液在其他空眼溢出漿液為止，以此類推。該方法已得到實(shí)際應(yīng)用，效果較好。

4.2高壓環(huán)氧樹脂漿囊填充補(bǔ)救法

環(huán)氧樹脂的特性；環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)有機(jī)高分子化合物，除個(gè)別外，它們的分子質(zhì)量都不高。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為其特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端，中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)后形成不溶水，不熔火的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。是整治橋梁病害的一種理想灌漿替代物質(zhì)。4.2.1環(huán)氧樹脂在橋梁病害補(bǔ)救工程的應(yīng)用。

鋼板底部同樣采用無(wú)振動(dòng)電鉆打2-3個(gè)孔眼，孔眼直徑以1-2mm為宜，以漿囊嘴部管粗為準(zhǔn)，安裝牢固密封。將高壓環(huán)氧樹脂漿囊注入鋼板開孔處，往空洞里面注入足量的環(huán)氧樹脂，以其填充預(yù)制梁體內(nèi)部空隙，注滿為止，待第2孔眼與第三孔眼溢出環(huán)氧樹脂為止，然后用塞子堵上注入小孔，以免樹脂留空，如果里面有不串聯(lián)，環(huán)氧樹脂無(wú)法到達(dá)的地方，可將樹脂囊管移至第2孔眼或第3孔眼注入，使樹脂在其他空眼溢出漿液為止，視填充量而定，一般在2至4小時(shí)，待填充的環(huán)氧樹脂稍稍凝結(jié)后，可以拔去塞子了，以此類推。該方法效果頗佳見(jiàn)圖1。

圖1在梁體下支座鋼板補(bǔ)鉆孔

結(jié)論

將環(huán)氧樹脂用作灌漿材料時(shí)，它是一種高滲透，能對(duì)有水混凝土裂縫進(jìn)行補(bǔ)救的化學(xué)灌漿物質(zhì)，漿液粘度低，可灌性好，早期發(fā)熱量小，粘度增長(zhǎng)慢，初凝時(shí)間長(zhǎng)，能與干，濕，含飽和水以及有壓流質(zhì)被灌體粘接，粘結(jié)強(qiáng)度高，固化后的強(qiáng)度高，化學(xué)性能穩(wěn)定，收縮率小，不變形，耐有機(jī)溶劑性能好，耐酸，堿鹽腐蝕性能優(yōu)異，無(wú)毒環(huán)保，對(duì)梁體支座空響病害施工補(bǔ)救耐久性極佳。因而對(duì)于不能串聯(lián)，水泥漿無(wú)法到達(dá)的空洞，使用環(huán)氧樹脂作為灌漿材料代替來(lái)水泥漿，可完美解決梁體支座板空響病害。為補(bǔ)救有空響病害的鐵路橋梁工程整治提供了一種新型安全可靠的材料。

鐵路運(yùn)行安全工作任重道遠(yuǎn)，這就對(duì)鐵路橋梁的設(shè)計(jì)建造提出了嚴(yán)格要求，要確保如此規(guī)模龐大的鐵路網(wǎng)正常運(yùn)行，排除可能的人為因素干擾外，就要求鐵路設(shè)計(jì)建造 技術(shù)與工程施工工藝完善精純。預(yù)防與補(bǔ)救鐵路橋梁病害，須群策群力，認(rèn)真細(xì)致抓好工程施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，方能確保無(wú)虞。

參考文獻(xiàn)：

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