π形梁人行道托架病害整治探讨

任永斌

摘要：π型梁桥人行道钢支架，采用在挡砟墙上预埋U型螺栓，使钢支架与梁体连接，在钢支架上铺设人行道步行板的结构。铁路桥梁人行道作为桥面重要的安全检查设施有相当重要的作用，但由于托架病害，造成了桥面安检设施的失效。文章对太原铁路局施工段π形梁人行道托架病害整治进行了探讨。

关键词：铁路桥梁；π型梁；人行道；托架病害；病害整治；桥面安检设施 文献标识码：A

中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2017）06-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.070

1 概述

我段管内老旧桥梁较多，1998年以前建成的桥梁就有73座/184孔，其中π型梁桥有37座/89孔。π型梁桥人行道钢支架，采用在挡砟墙上预埋U型螺栓，使钢支架与梁体连接，在钢支架上铺设人行道步行板的结构。由于大部分桥梁使用时间较长，连接人行道钢支架的U型螺栓、角钢出现严重锈蚀现象，人行道步行板破损，影响了人行道的正常使用功能且具有很大的安全隐患，故需对已失效的人行道进行整治以消除安全隐患，保证正常使用。

2 病害原因分析

托架病害：（1）早期设计中存在先天不足，结构承载设计不合理；（2）日常的养修不到位，因托架位于步行板下方，在油漆托架时操作比较繁琐，所以日常对托架的维修养护频次少、养修质量不高；（3）桥面步行板上方堆载不合理，集中修或日常维修中常把石砟、轨枕、养修机械、钢轨等重物放置于步行板上，造成了托架超负荷受力，给托架造成了不可逆的伤害。这三个方面的原因导致了人行道钢支架焊点开裂、U型螺栓锈蚀变细、栏杆螺栓螺帽脱落、角钢焊缝失效、检查梯上下部联结变形、人行道板酥裂、串条缺失等一系列病害。

3 整治方案

3.1 深入调查，确定工作量

通过现场逐座逐孔对37座π型梁桥水平角钢螺栓锈蚀情况、水平角钢处混凝土酥裂情况、弯起角钢与梁体连接处角钢的锈蚀情况、联结梁体与弯起角钢螺栓松动情况、联结梁体与弯起角钢处混凝土的酥裂情况、纵向角钢的锈蚀情况、人行道步行板裂损情况等锈蚀立螺栓、水平角钢的检查建立了托架病害问题库，对各类问题进行分类统计，确定所需工作量。

3.2 精钻细研，确定整治方案

在排查工作结束后，组织相关专业人员召开专题分析会，讨论具体整治方案。最终确定整治方案：（1）针对支架破损严重、影响受力的，采用新增托架替换旧托架的方法（见图1新增托架施工图）；（2）针对既有U型螺栓锚固不足影响受力的，采用C50环氧砂浆进行加固。

4 施工工艺

4.1 新增托架位置的选择

新增托架的位置在两个既有托架中间处，如遇上挡砟墙断缝或泄水孔，适当调整新增托架位置，保证新增托架与挡砟墙断缝或泄水孔的距离不小于100mm。

4.2 扒除新增托架位置处的道砟

扒除新增托架位置处的道砟，拆除既有人行道步行板及挡砟墙上的挡砟块。

4.3 梁体结构检查、修补

对既有和新增人行道托架连接处梁体结构进行检查，挡砟墙及桥面板混凝土应状态良好，损坏部位应采用C50环氧砂浆修补。

4.4 植筋

（1）对拟植筋位置进行定位与放线，用仪器探测钢筋位置，如遇钢筋位置影响植筋钻孔，适当调整植筋位置，并调整角钢上相应位置的预留螺栓孔；（2）按确定好的植筋位置在梁體上钻孔，孔径按照所采用植筋胶的相关要求确定；（3）使用刷子及吹气筒清孔，清除孔内浮尘；（4）配置植筋胶；（5）使用专用注射枪将植筋胶从孔底部开始注胶，达孔深2/3左右；（6）将钢筋按一个方向缓缓旋入到孔底；（7）检查孔表面是否有胶水溢出，确保孔内充实；（8）固化。

4.5 托架安装

（1）新增托架的角钢先焊接成三角支架，焊接时焊条采用E43焊条，6mm角焊缝，焊缝需满焊，焊接部位不应有焊瘤、夹渣、熔穿、错边、焊偏等缺陷。在斜撑角钢横向肢上根据设计要求的位置钻孔，孔径为17mm。人行道支架杆件焊接和斜撑角钢横向肢上钻孔后采用热镀锌进行整体防腐处理；（2）将两个三角支架以螺栓连接，竖向肢上螺栓孔位置应按照植筋锚栓的实际位置钻孔，孔为23mm；（3）在植筋胶达到锚固强度后安装三角支架，以垫圈及双螺母固定。

4.6 恢复人行道步行板、挡砟块及道砟

（1）支架安装完成后，恢复安装人行道步行板；（2）人行道步行板恢复安装后安装挡砟块；（3）恢复道砟，按5%比例进行补充。

5 优化措施

5.1 为螺栓“穿靴戴帽”

为解决雨水渗入造成螺栓锈蚀的问题，在原有螺帽基础上设计了独特的加盖螺帽，为螺栓披上了“雨衣”，并在其表面进行镀锌处理，进一步杜绝了雨水渗入螺栓造成腐蚀的隐患。同时，为保护既有托架螺栓不被继续侵蚀，另外制作一批PVC塑料制作的特型螺帽，并覆盖到原有螺帽上，对原有螺帽进行了有效保护。

5.2 扩大孔径，解决定位问题

由于梁体本身不够平顺，导致在施工中遇到的托架较难定位，经常由于孔位限制造成受力不均，长期以往必定会导致托架强度降低。为解决这一问题，经研究后对托架孔进行了改造，由之前的圆孔改为椭圆形孔，更增加了灵活性，在托架安装时定位更加方便，同时由于孔径变长，在托架承载时螺栓可在小范围内进行移动，消除了托架对螺栓造成的额外剪切力，从而进一步保证了托架的强度。

5.3 托架改造，提升稳定性

由于π型梁在设计时对人行道步行板托架采用了预埋U型螺栓固定，容易被雨水锈蚀，且由于设计螺杆较细，一旦锈蚀很容易导致托架强度降低、承载力下降，严重影响人身安全。经优化处理，我们采用了500mm×22mm镀锌螺杆，该螺杆强度更高，且能够承受更高的剪切力，切实提升了托架的强度和承载力。同时对于梁体上端的托架，在全部安装完毕后使用混凝土进行整体浇筑，使托架与梁体成为整体，进一步确保了托架的强度和稳定性。

6 注意事项

第一，植筋施工人员应经过专业培训，锚固孔应按设计要求的孔位准确放孔，钻孔应垂直于挡砟墙外侧面，孔深满足设计要求。

第二，植筋之前应做好螺栓头防腐，以免锈蚀深入影响梁体钢筋。

第三，植筋时尽量精确定位，避免费孔，一旦产生则应在孔内注满C50环氧砂浆，保证梁体受力不受影响。另选的托架位置与废孔的距离不小于100mm。

第四，锚栓植入后，待植筋胶达到锚固强度后方可安装斜撑角钢。

第五，挡砟墙下部锚固钢板内侧宽度不小于300mm范围内填注C50环氧砂浆。

第六，L3螺栓长度按照图1中位置确定，如施工中孔位有偏差，可自行调整L3长度，但得保证锚栓外露墙面70mm。

第七，挡砟墙内侧L5钢板处，如凹槽内填充物完好平整，可利用原填充物，否则应局部凿除原填充物，填注C50环氧砂浆。

第八，L5钢板施工时保持位置不得转动，如果发生转动，在拧紧螺栓前复位。

第九，内侧挡砟墙开80*10*15mm的凹槽，螺栓拧紧后从L5钢板注浆口注入水泥浆。水泥浆中的水泥强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，水灰比为1∶0.8（重量比）。

第十，施工时大部分都在高空作业，高空施工作业时必须注意安全：（1）高处作业人员必須经过专业技术培训，特殊工种人员必须持证上岗；（2）高处作业所需设施设备，必须在施工前进行检查和试验合格后方可投入使用。作业人员必须正确佩戴和使用防护用品；（3）高处作业必须系安全带，安全带应挂在牢固的物件上，严禁在一个物件上拴挂多根安全带或一根安全带上拴多个人；（4）高处作业所用的物料、机具、工具等，必须堆平放稳，不得妨碍通行和装卸。对有可能坠落的物件必须先行拆除或加以固定；（5）遇有六级及以上强风、暴雨、浓雾等恶劣天气，严禁进行作业；（6）雨雪天气作业时，必须采用可靠的防滑、防寒、防冻措施，及时清除水、雪、冰、霜。

第十一，加固后的钢支架人行道承受竖向静活载不得大于4.0kPa，每块步行板承受的集中荷载不得大于1.5kN。

第十二，任何情况下，禁止在钢支架人行道上放置钢轨。

第十三，人行道不堆放轨枕及桥枕时，考虑顺桥向每1.5m范围内站立3名养护人员的同时，宽度1.0～1.55m人行道上允许堆砟最大厚度不得大于10cm。

第十四，人行道堆放1根混凝土轨枕时，在轨枕长度范围内，宽度1.0～1.55m人行道上允许堆砟最大厚度不得大于8cm。

7 结语

本次整治我们共计完成11座桥梁31孔的托架整治，加固既有托架31个、加盖螺帽602个、新增托架522个、新增特型螺帽522个、新增立螺栓1044个，通过这次桥梁人行道步行板托架整治施工，托架病害得到了彻底整治，大大提升了桥面安检设施的强度，确保了作业人员的通行安全。

参考文献

[1] 铁路工程基本作业施工安全技术规程（TB 10301-2009）[S].

[2] 铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB 10303-2009）[S].

[3] 铁路工程施工组织设计规范（Q/CR 9004-2015）[S].

（责任编辑：王 波）