一种轨道交通桥梁支座上垫石原位修复方法及垫石模板

摘要

本发明涉及一种轨道交通桥梁支座上垫石原位修复方法及垫石模板，其包括：在主梁底部和盖梁间安装第一临时支座；在位于最外边的主梁下安装临时支撑柱，在临时支撑柱上安装第二临时支座；利用第一临时支座和第二临时支座上的千斤顶来支撑主梁的重量；剔除上垫石上的病害混凝土；在待修复上垫石位置安装钢筋网片及支设垫石模板；对支设好的垫石模板所围成的空腔进行灌浆；监控浆液的凝固时间，确认其凝固时间达到预定时间阈值后，控制临时支座的千斤顶泄压，使修复好的垫石上表面与主梁底部密贴。本发明施工非常简便，只需要拖换承载主梁的重量即可，不需主梁产生很大的位移，也不需拆除和更换支座，因此施工时间短、费用低、对现有线路影响小。

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，尤其是涉及一种轨道交通桥梁支座上垫石 原位修复方法及垫石模板。

背景技术

目前我国轨道交通正处于快速发展时期，高架桥梁因其经济性所占比 重较大。现有高架桥梁的结构如图1所示，包括主梁05、支座01、盖梁07 和墩柱08。支座01设置上垫石02和下垫石06之间，上垫石02设置在主 梁05的梁底，下垫石06设置在盖梁07的顶部，盖梁07由墩柱08支撑。

支座的上垫石和下垫石(统称为支座垫石)作为桥梁上、下结构连接 重要部件支座的一个辅助部分，它的设置主要是为确保桥梁支座安装、调 整、替换的便利。

支座垫石在实际应用中，随着使用年限的增长以及在列车动载的反复 作用下，会出现开裂、破损、脱空等不同病害，这些危害会成为轨道交通 安全运营的安全隐患，因此需要及时对这些垫石进行修复。

现有的垫石修复方法主要针对下垫石进行修复，在修复过程中，针对 垫石开裂、上下钢板局部位置脱空的情况，根据脱空高度采取灌注特种结 构胶，进行压力注浆；针对垫石露筋锈蚀局部破损的情况，将垫石锈蚀钢 筋采用钢丝刷进行除锈，并将四周凿毛清除干净，喷水润湿，涂刷界面剂， 采用水泥砂浆掺修补专用胶进行修补；针对病害垫石与钢板严重脱空的情 况，利用千斤顶顶升主梁，使主梁向上移动一定距离(如8-10毫米)以留 出用以拆除支座的空间，然后拆除支座，随后在待修复的下垫石外侧固定 模板并用钢丝紧固使模板内部贴附在下垫石四周表面，然后灌浆、更换新 支座。

目前现有的垫石修复方法不适合上垫石与其底部的上钢板之间严重脱 空情况的修复，主要体现在如下几个方面：

1.采取灌注特种结构胶，进行压力注浆适用于局部垫石裂缝局部脱空的 情况，工艺和材料性能不适用病害上垫石与钢板完全脱空。

2.采用水泥砂浆掺修补专用胶进行修补适用于垫石露筋锈蚀局部破损， 该种材料性能及工艺不能满足病害上垫石与钢板严重脱空治理。

3.病害下垫石与钢板严重脱空时，利用千斤顶将主梁顶升、拆除支座、 灌浆、更换支座，此种施工工艺需要顶升主梁产生一定的位移才可以拆除 支座，这不仅会增加施工时间，也会增加施工成本。因此这种施工工艺有 效的施工作业时间短、施工周期长，造价高。另外，现有这种垫石修复方 法对既有线路影响大，施工前需要将附属设施断开拆除，施工过程中需要 对接触轨、钢轨、扣件道床等进行检查、松扣、监测；而且修复过程中需 要配合的部门也很多。

发明内容

本发明的目的是针对现有垫石修复方法不适用于上垫石修复的问题， 提供一种轨道交通桥梁支座上垫石原位修复方法，其施工简便，能够节约 施工时间，降低施工成本。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明提供一种轨道交通桥梁支座上垫石原位修复方法，其包括：

步骤S101，在主梁底部和盖梁之间安装第一临时支座；

步骤S102，在位于最外边的主梁下方安装临时支撑柱，并在临时支撑 柱上安装第二临时支座；

步骤S103，在线路停运后且病害垫石处理前，同时利用第一临时支座 和第二临时支座上的千斤顶来支撑主梁梁体的重量；

步骤S104，剔除上垫石上的病害混凝土；

步骤S105，在待修复上垫石位置安装钢筋网片及支设垫石模板；

步骤S106，对支设好的垫石模板所围成的空腔进行灌浆；

步骤S107，监控修复的垫石浆液的凝固时间，并确认其凝固时间达到 预定的时间阈值后，控制临时支座的千斤顶泄压，使修复好的垫石上表面 与主梁底部接触。

更进一步地，所述的轨道交通桥梁支座上垫石原位修复方法还包括：

步骤S108，卸掉第一临时支座、第二临时支座和临时支撑柱。

更进一步地，所述步骤S101的过程包括：

对位于主梁下方的盖梁顶部进行清理；

在主梁的底部与盖梁之间安放多个第一临时支座，所述多个第一临时 支座，均匀设置在主梁的梁端底部与被清理后的盖梁之间。

更进一步地，所述第一临时支座包括：

橡胶板支座、钢板和千斤顶；钢板位于橡胶板支座的下方和千斤顶的 上方；橡胶板支座顶部与主梁相接；所述千斤顶底部与被清理过的盖梁的 顶部密贴；千斤顶至少两个，每个千斤顶的最大额定顶力2000KN。

更进一步地，所述临时支撑柱的中心线与支撑盖梁的墩柱的中心线平 行；所述第二临时支座包括橡胶板支座、钢板和千斤顶，所述钢板位于橡 胶板支座的下方和千斤顶的上方；所述橡胶板支座顶部与主梁相接，千斤 顶底部与临时支撑柱的顶部密贴；所述千斤顶的最大额定顶力不小于200t。

更进一步地，所述步骤S105包括：

将重新设置的钢筋网片按照图纸加工好，并安装在预修复上垫石需要 安放钢筋网片的对应位置，直至验收合格；

在待修复上垫石的外侧支设垫石模板，用对拉螺栓固定，并用密封胶 条和快干型密封胶对垫石模板的接缝处进行封闭。

更进一步地，所述垫石模板包括：

第一面板、第二面板、背楞、角度调整件、对拉螺栓和锁紧件；

所述第一面板的长度大于第二面板的长度；所述第一面板为两块，形 状相同且相对布置；第二面板为两块，形状相同且相对布置在两块所述第 一面板之间，并与所述第一面板围成内部空腔，该空腔容纳待修复的上垫 石；

所述背楞设置在所述第一面板的外侧；

所述对拉螺栓的两端头分别依次穿过相对布置的第一面板、背楞；

所述角度调整件套入上述对拉螺栓的两端头，并紧靠背楞的外侧；所 述角度调整件的外侧用锁紧件紧固。

更进一步地，所述垫石模板的侧边还开设灌浆孔并穿入灌浆管；该灌 浆管的最低端高出支座上垫石的上表面。

更进一步地，所述垫石模板还埋设一个或多个排气管；所述排气管的 最低端高于上垫石底部的上钢板的上表面，最高端高于垫石模板结构的上 表面。

更进一步地，本发明还提供一种应用于所述的道交通桥梁支座上垫石 原位修复方法的一种垫石模板，其包括：

第一面板、第二面板、背楞、角度调整件、对拉螺栓和锁紧件；

所述第一面板的长度大于第二面板的长度；所述第一面板为两块，形 状相同且相对布置；第二面板为两块，形状相同且相对布置在两块所述第 一面板之间，并与所述第一面板围成内部空腔，该空腔容纳待修复的上垫 石；

所述背楞设置在所述第一面板的外侧；

所述对拉螺栓的两端头分别依次穿过相对布置的第一面板；

所述角度调整件套入上述对拉螺栓的两端头，并紧靠背楞的外侧；所 述角度调整件的外侧用锁紧件紧固。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：

本发明垫石修复技术施工非常简便，只需要拖换承载主梁的重量即可， 不需要使主梁产生很大的位移，也不需要拆除和更换支座，因此施工时间 短、费用低、对现有线路影响小，为今后类似支座垫石病害治理施工具有 指导意义。

附图说明

图1为现有高架桥梁的结构示意图；

图2为本发明的实施流程示意图；

图3为安装有第一临时支座的桥梁结构的主视图；

图4为安装有第一临时支座的桥梁结构的俯视图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为位于边侧位置的第一临时支座的结构大样图；

图7为位于中间位置的第一临时支座的结构大样图；

图8为安装有第一临时支座、临时支撑柱及第二临时支座的桥梁结构 的主视图；

图9为安装有第一临时支座、临时支撑柱及第二临时支座的桥梁结构 的俯视图；

图10为垫石模板的结构示意图；

图11为对上垫石实施灌浆后的结构示意图。

附图中：

支座01、上垫石02、上钢板03、垫石模板结构04、主梁05、下垫石 06、盖梁07、墩柱08、第一临时支座09、临时支撑柱010、第二临时支座 011；

第一面板10、第二面板11、背楞12、角度调整件13、对拉螺栓14、 锁紧件15、排气管16和灌浆管17。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明提供一种轨道交通桥梁支座上垫石原位修复方法，在实施本发 明之前，需要做一些施工准备，包括验证进场的材料有质量合格证明、加 工临时支座、调试同步顶升系统及千斤顶、搭设好操作平台以及人员到位 等。做好上述准备工作后，开始本发明的上垫石原位修复过程，其实施流 程如图2所示，包括：

步骤S101，在主梁底部和盖梁之间安装第一临时支座。

首先对位于主梁下方的盖梁顶部进行清理，在主梁的底部与盖梁之间 安放第一临时支座09，如图3、图4和图5所示。该第一临时支座09至少 为三个，均匀设置在主梁的梁端底部与被清理后的盖梁之间。

该第一临时支座09的结构如图6和图7所示，包括：橡胶板支座09-1、 钢板09-2和千斤顶09-3。钢板可以设置一层，也可以设置两层，其位于橡 胶板支座09-1的下方和千斤顶09-3的上方。橡胶板支座09-1顶部与主梁 相接，之所以设置橡胶板支座09-1，是为了利用其弹性保护其上方的主梁。 钢板09-2下方设置至少两个千斤顶09-3，千斤顶底部与被清理过的盖梁的 顶部密贴。该千斤顶的最大额定顶力2000KN，采用PLC(ProgrammLogic Controller，可编程控制器)智能控制且带机械自锁功能。

步骤S102，在位于最外边的主梁下方安装临时支撑柱010，并在临时 支撑柱010上安装第二临时支座011(图中未示出)。

在位于最外边的主梁下方安装临时支撑柱010，该临时支撑柱010的中 心线与支撑盖梁的墩柱的中心线平行。

在临时支撑柱010上设置第二临时支座011，该第二临时支座的结构与 上述第一临时支座的结构相同，同样包括橡胶板支座09-1、钢板09-2和千 斤顶09-3，区别之处是其中的千斤顶09-3的最大额定顶力不小于200t；橡 胶板支座09-1顶部与主梁相接，千斤顶09-3底部与临时支撑柱的顶部密贴。

经过前面两个步骤后，形成如图7和图8所示的结构。

步骤S103，在线路停运后且病害垫石处理前，同时利用第一临时支座 和第二临时支座上的千斤顶来支撑主梁梁体的重量。

在线路停运后且病害垫石处理前，对第一临时支座和第二临时支座上 的千斤顶进行预压，使其托换主梁重力，也就是说使千斤顶与上部的钢板 09-2和橡胶板支座09-1一起承载梁重力，读取千斤顶的顶力；确认该千斤 顶顶力达到工程设计所预定的顶力值时，进行下道工序施工。

在利用千斤顶托换主梁重力的过程中，采用压力和位移双向控制，保 证主梁的梁体不产生大于0.5mm的竖向位移。

在使对千斤顶进行预压的过程中，选用计算机同步顶升系统进行预压， 该计算机同步顶升系统由PLC、油泵、相关油管及信号线组成，该计算机 同步顶升系统通过对压力可视控制实现对梁体高度密贴及预压。

步骤S104，剔除上垫石上的病害混凝土。

在剔除前，将支座的四周用无纺布或塑料布等材料包裹严密，防止混 凝土杂物及浆液落入支座内。

在剔除过程中，针对每个垫石上的病害混凝土，采用对支座扰动较小 的电锤等小型设备进行剔除，禁止碰触主梁，剔除受损混凝土并露出基层 未损伤的混凝土，将垫石内生锈钢筋网去除，清除浮灰、油污及疏松物， 用高压水枪冲洗干净，清理浮水及附着物。

垫石上的病害混凝土被剔除清理后，经设计、监理等验收合格后方可 进行下道工序施工。

步骤S105，在待修复上垫石位置安装钢筋网片及支设垫石模板。

首先，将重新设置的钢筋网片按照图纸加工好，并安装在预修复上垫 石需要安放钢筋网片的对应位置，直至验收合格；

然后，在待修复上垫石的外侧支设垫石模板。该垫石模板的各个部件 提前按照实际尺寸分别加工成型，在施工前在待修复上垫石位置进行预拼 装加固，安装后组合成一体，用对拉螺栓固定，并用密封胶条和快干型密 封胶对垫石模板的接缝处进行封闭。

上述垫石模板的结构如图10所示，包括：

第一面板10、第二面板11、背楞12、角度调整件13、对拉螺栓14和 锁紧件15。

第一面板10的长度大于第二面板11的长度，根据现场垫石尺寸采用 木工机械加工成型。第一面板10为两块，形状相同且相对布置；第二面板 11为两块，形状相同且相对布置在两块所述第一面板10之间，并与所述第 一面板10围成内部空腔，该空腔容纳待修复的上垫石。

背楞12为两块，其分别设置在相对布置的第一面板10的外侧，其与 第一面板10之间用铁钉固定。

为了加固本垫石模板，上述第二面板11的外侧也可以设置背楞12，二 者之间用铁钉固定。

上述对拉螺栓14的两端头分别穿过相对布置的第一面板10，该对拉螺 栓14可以采用φ14～φ18的对拉螺栓，优选地采用φ16的对拉螺栓。

上述角度调整件13根据现场实际角度用方木加工，其套入上述对拉螺 栓14的两端头，并紧靠背楞12的外侧，并用与上述对拉螺栓14配套的锁 紧件15(如螺母及垫圈)紧固。

上述垫石模板结构的侧边还开设灌浆孔并穿入灌浆管17。该灌浆管17 的最低端高出支座上垫石的上表面。该灌浆管17的一端插入该灌浆管并密 封，另一端高出垫石模板结构的上表面。

上述垫石模板结构还埋设一个或多个排气管16。该排气管16可以埋设 在垫石模板结构的侧边。排气管16埋设在垫石模板结构的侧边时，需要对 应的在垫石模板结构的侧边开设多个排气孔16并在其与排气管16配合处 密封好。排气管16埋设在内部空腔中时，该排气管16的最低端高于上垫 石02底部的上钢板03的上表面，最高端高于垫石模板结构的上表面。

为了保证脱空部位灌浆充实，其中一个排气管16连接有弯头，其弯头 的另一端朝上，弯头的另一端还可连接有与排气管相匹配的加高管；同样， 其中一个灌浆管17连接有弯头，其弯头的另一端朝上，弯头的另一端还可 连接有与灌浆管相匹配的加高管。这样可以保证排气管或者灌浆管的最高 端与最低端的距离不小于设定的高度差阈值，从而能够保证脱空部位灌浆 充实。

使用本垫石模板结构时，需要在待修复的上垫石的四周现场组装。组 装时，先将一对背楞12分别放置在两块第二面板11的外侧，然后将第一 面板10分别穿入对拉螺栓14的两端头，其次在对拉螺栓14的两端分别依 次安装角度调整件13和锁紧件15；将两块第二面板11对称布置放置在第 一面板10的内侧，并用锁紧件15预紧；接着调整第一面板10和第二面板 11的位置，使其紧贴待修复的上垫石；最后通过锁紧件15加固锁紧，形成 模板主体，用密封胶条和快干型密封胶对模具接缝处进行封闭；然后埋设 排气管16和灌浆管17，并将其与垫石模板结构开孔的位置密封好，形成如 图11所示的结构。

步骤S106，对支设好的垫石模板所围成的空腔进行灌浆。

支设的垫石模板经检查验收无误后，利用高强修补砂浆(TGM)灌浆 料，采用重力灌浆法对垫石模板所围成的空腔进行灌浆。该TGM灌浆料的 流动度大于300mm，泌水率0％，抗压强度要求2h≥30Mpa，28d≥50Mpa， 抗折强度要求≥10MPa，28d自由膨胀率0.02-0.1％。

现场施工时，首先按配合比加入相应数量的水即可，采用机械搅拌， 根据需要的体积计算所需灌浆料的用量，先加入拌合用水，然后边搅拌边 加干料，搅拌至均匀后备用。然后实施灌浆：将搅拌完成的灌浆料缓慢倒 入灌浆管，在重力作用下，灌浆料填充密实修补上垫石的空腔，待上表面 流出浆料时，完成灌浆。

步骤S107，监控修复的垫石浆液的凝固时间，并确认其凝固时间达到 预定的时间阈值后，控制临时支座的千斤顶泄压，使修复好的垫石上表面 与主梁底部接触。

步骤S108，卸掉第一临时支座、第二临时支座和临时支撑柱。

通过以上步骤能够完成轨道交通桥梁支座上垫石原位修复，但是在施 工过程中，可能会遇到不能按计划时间完成或垫石强度不能达到要求的情 况，此时需要采取一些应急保障措施：

当遇到不能按计划时间完成时或者垫石强度不能达到要求时，停止施 工，并立即启动临时支座为应急保障措施：将临时支座的千斤顶根据设计 要求进行预压并使设置在其上部的橡胶板支座密贴主梁梁底，并锁死该千 斤顶，以保证当天处理的病害垫石不受力及第二天地铁的正常运营。

上述实施例中，也可以不包括步骤S108，即保留第一临时支座、第二 临时支座和临时支撑柱。

本发明还提供一种垫石模板，其结构与上述实施例中的步骤S105中的 垫石模板相同，这里不再详细描述。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在 不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本 发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定 的内容为标准。