第一篇：高铁箱梁支座钢板空响的病害预防与补救研究
高铁箱梁支座钢板空响的病害预防与补救研究
弭 彬
1，湖北工业大学研究生院2，华铁工程咨询有限责任公司
摘要：铁路线所经地域形貌各异，逢山凿洞，遇水则架桥，四季寒暑交替，列车往返驰骋，自然环境与列车运行状况无不考验铁路桥梁的承受力，高速铁路对桥梁的品质要求尤甚。这就对桥梁的设计，制造工艺和建造材料的品质给出了很高的要求。支座是铁路桥梁的重要组成部分,它支撑着桥梁和过往列车的全部重量,以及列车的动荷能量,它在起到支撑和固定梁体的同时,还要起到梁体在受外力变形和受温度变化而变形时的自由伸缩的调节作用，铁路桥梁在运营过程中,支座在列车荷载作用下,支座底面与桥墩支撑垫石均会受到巨大的动能冲击。而“健康”的铁路桥梁组件是行车的安全保障，我国的铁路桥梁制造工艺总体日臻成熟，但是在铁路桥梁预制过程中还是有些难以祛除的通病，如：高铁箱梁支座空响。作为铁路工程技术人员，我们就要溯流探源，查出病害症结的所在，并找到解决方案与预防补救措施。本文将着重讨论高铁箱梁支座钢板空响的病害预防与补救措施，对高铁箱梁支座预埋钢板产生空响的原因与可能引致的危害进行逐一深入分析，研究预防与补救高铁箱梁支座钢板发生空响可行措施。为完善我国的铁路桥梁制造技术工艺建言献策。
关键词：高铁箱梁，支座，空响，病害，预防与补救，环氧树脂填充，有机高分子。
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
桥梁支座板空响问题是铁路桥梁预制时普遍存在的问题，虽然目前尚未发现支座板空响对梁体质量造成的明显危害，但如果不解决，对高速铁路桥梁的使用寿命以及建成后的运行速度肯定会造成影响。预制梁支座钢板空响：是指梁体浇灌制成后，用钝器敲击箱梁支座钢板时，会发出“咚咚”的空响声。预制梁支座板空响是因支座板与混凝土间的空洞引起的。现在，铁路工程技术人员通过对钢筋绑扎、混凝土浇筑、振捣等各个施工环节进行全过程反复观察、研究和试验终于发现致使支座板空响的病因。
一般情况下现浇预制梁出现支座板空响时，找到梁体里的空洞位置，清理掉凝结不实的混凝土后，往里面注与梁体相同等级的水泥沙浆，即可解决问题。但是，对于有些地方不串联，水泥沙浆无法达支座板空响，本人提出另一种比较新的处理方法，可以有效解决预制梁支座板空响的病害。这就是——同标号水泥浆注入法与环氧树脂填充补救法。环氧树脂是一种有机高分子化学物质，其在建筑工程领域已有广泛的应用，以下的文字将会图文并茂阐述它的机理。造成箱梁支座钢板空响病害的主要原因
高铁箱梁支座板空响，是重型箱梁预制中的常见“症状”，长久以来一直困扰着铁路客运专线及高速铁路桥梁生产。华铁工程咨询有限责任公司京沪高铁监理项目部与中铁一局集团京沪高速铁路工程项目部集中该部科技力量，对这一质量通病展开科技攻关，在通过认真反复研究、论证下，工程技术人员在箱梁支座预制时对钢筋绑扎，混凝土的浇筑，振捣等诸多施工环节，反复观察，最终找到了引致支座板空响的2个原因。
2.1支座板预制时混凝土振捣不均匀
工程技术人员通过反复实验之后发现：浇入混凝土之后进行振捣时，由于支座板上方钢筋布置过于密集，振捣棒不容易插到位，造成局部漏振，混凝土不能均匀密实，从而产生空隙。2.2支座板预制时钢材和混凝土材质不同
由于支座板钢材与混凝土材质不同，导致混凝土和支座不能有机粘结。混凝土结构不够密实，出现空隙，导致发生支座板空响现象。对支座板空响的解决方案。
找到诱发病害的2个主要原因后，针对“病因”，工程技术人员开始“对症下药”，经过精心制定了解决支座板空响的方案：对施工工艺流程进行了4处改良。最后，经上级有关部门
对该项目部使用新近改良工艺生产的所有预制梁进行了质量检查，均未发现支座板空响现象，采用这4种方案，大大提高了成品梁的生产效率，为制架梁运行安全提供了有力保障。2.1调整支座板附近钢筋间距。
针对振捣棒不能插到位，容易造成漏振的地方，调整了预制梁支座板附近的钢筋间距密度，同时在支座板上方内模处开小天窗，采用小直径振捣棒，以便能使振捣棒能够顺利插到支座板上方进行振捣作业。
2.2在支座模板外部增设附着式振动器
为了确保预制梁支座板周围的混凝土能与钢筋密实结合，在支座板下方的底模以及紧靠支座板的侧模、端模、端头内模处增加附着式振动器，与振捣棒内外配合振动，彻底解决了梁体预制施工过程中漏振的现象。2.3 在支座板中间钻排气孔
施工过程当中，支座板与混凝土内部产生的空气泡也是形成空隙引致空响的病因之一，为了排除支座板混凝土之间的空气泡，在支座板中间钻一个小孔，以利于排除在浇筑过程中积压在混凝土内部的空气，继而达到消除空隙的效果。2.4 增加支座板与混凝土的凝结面积
预制梁体时有时因为使用的建造质材不同，支座板附近的钢筋不能和混凝土有机粘结，在支座板上方焊接了一些横竖向锚用来固定钢筋，以增加支座板与混凝土之间的粘结面积。支座板空响病害预防及补救处理措施
千里之堤溃于蚁穴，未雨绸缪，防范于未然。灾害预防是人们日常生活生产中所采取应对偶发灾难的首选。对于高铁箱梁支座板空响病害，我们也应该以预防为主，补救为辅。预制梁浇筑时，严格采取上述中铁一局集团京沪高速铁路工程项目部工程技术人员所研制出的4项技术工艺，能够在很大程度上预防支座板空响病害。但是，对于现浇梁支座板出现空响病害问题如何解决呢？通过仔细研究预制梁设计工艺与浇筑施工流程，综合运用所掌握的知识之后，在这里，我总结提出两种较新的预制梁体空洞补救技术——同标号水泥浆注入法与环氧树脂填充补救法。
4.1同标号水泥浆注入法 往梁体注入同等级水泥浆；钢板底部采用无振动电钻打2-3个细小孔眼，孔眼直径以3-5mm为宜，再往孔眼里安装注浆管以及阀门开关，使其牢固密封。将配比试验合格的同等标号水泥浆搅拌均匀，过筛，使用机械式压浆机低压注入钢板开孔处，待第2孔眼与第三孔眼溢出水泥浆为止，用塞子填充孔眼，避免浆液留空。为确保注浆后钢板与混凝土密实，可待水泥浆未完全凝固前再次补注浆液后关闭注浆阀门，若第2和第3孔眼没有溢出浆液，可将注浆管移至第2孔眼或第3孔眼注浆，使其浆液在其他空眼溢出浆液为止，以此类推。该方法已得到实际应用，效果较好。
4.2高压环氧树脂浆囊填充补救法
环氧树脂的特性；环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团有机高分子化合物，除个别外，它们的分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端，中间或成环状结构，由于分子结构中含有活泼的环氧基，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应后形成不溶水，不熔火的具有三向网状结构的高聚物。是整治桥梁病害的一种理想灌浆替代物质。4.2.1环氧树脂在桥梁病害补救工程的应用。
钢板底部同样采用无振动电钻打2-3个孔眼，孔眼直径以1-2mm为宜，以浆囊嘴部管粗为准，安装牢固密封。将高压环氧树脂浆囊注入钢板开孔处，往空洞里面注入足量的环氧树脂，以其填充预制梁体内部空隙，注满为止，待第2孔眼与第三孔眼溢出环氧树脂为止，然后用塞子堵上注入小孔，以免树脂留空，如果里面有不串联，环氧树脂无法到达的地方，可将树脂囊管移至第2孔眼或第3孔眼注入，使树脂在其他空眼溢出浆液为止，视填充量而定，一般在2至4小时，待填充的环氧树脂稍稍凝结后，可以拔去塞子了，以此类推。该方法效果颇佳见图1。
图1在梁体下支座钢板补钻孔
结论
将环氧树脂用作灌浆材料时，它是一种高渗透，能对有水混凝土裂缝进行补救的化学灌浆物质，浆液粘度低，可灌性好，早期发热量小，粘度增长慢，初凝时间长，能与干，湿，含饱和水以及有压流质被灌体粘接，粘结强度高，固化后的强度高，化学性能稳定，收缩率小，不变形，耐有机溶剂性能好，耐酸，碱盐腐蚀性能优异，无毒环保，对梁体支座空响病害施工补救耐久性极佳。因而对于不能串联，水泥浆无法到达的空洞，使用环氧树脂作为灌浆材料代替来水泥浆，可完美解决梁体支座板空响病害。为补救有空响病害的铁路桥梁工程整治提供了一种新型安全可靠的材料。
铁路运行安全工作任重道远，这就对铁路桥梁的设计建造提出了严格要求，要确保如此规模庞大的铁路网正常运行，排除可能的人为因素干扰外，就要求铁路设计建造 技术与工程施工工艺完善精纯。预防与补救铁路桥梁病害，须群策群力，认真细致抓好工程施工过程中的各个环节，方能确保无虞。
参考文献：
【1】中铁十六局集团京沪高铁工程项目部科技攻关，“治愈”大型预制梁支座板空响通病，2009.08.18《人民铁道报》
【2】《客运列车专线桥梁施工指南技术》2009.09.22《中华铁道网》
【3】京沪高铁峄城梁场科技攻关纪实，2010.11.03《人民铁道报》，《人民铁道网》 【4】铁路桥梁支座病害的整治，2009.03《上海铁道科技》
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