铁路墩台侵蚀及裂纹整治技术的研究

铁路墩台侵蚀及裂纹整治技术的研究

马志勇

国能宝日希勒能源有限公司

内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区，021000，

摘要：铁路墩台侵蚀及裂纹病害是铁路桥梁常见病害形式，针对该问题所提出的整治方案也比较多。然而，目前使用的方法虽然效果较好，但并不能较为彻底的整治病害，侵蚀和裂缝问题依据在时间的积累下逐步发生。本文结合已有施工经验，并优化原有技术方案，创新性的提出修复、加固、恢复的整治流程，为类似病害问题的整治提供参考。

关键词：铁路桥梁；侵蚀及裂纹；墩台整治

1 研究背景

由于气温及降水作用，铁路墩台混凝土侵蚀现象十分严重^[1]。目前朔黄线、京包线、京广线等线路均开展过相关施工整治，取得较好的效果。本文在已有经验基础上，结合某铁路墩台侵蚀及裂纹病害问题，优化原有施工工艺，提高作业效率，降低劳动成本，并为其他相似工程提供借鉴。

2 病害情况及原因分析

某铁路部分桥墩在托盘处出现自墩顶帽至托盘处的U形贯通裂纹，并且在外力作用下，出现混凝土侵蚀现象。综合分析其形成，一是随着雨季的到来，雨水很容易通过裂纹浸入并腐蚀内部钢筋，造成侵蚀；二是浸入水后冬季易发生冻胀，加速裂缝发展，不断扩大裂缝范围，并进一步加剧侵蚀。

3 主要处理方法

（1）墩台裂纹注胶修补。

（2）墩帽钢板加固^[2]。

（3）排水设施完善修复。

4 墩台裂纹注胶修补

（1）混凝土表面清理

1、在墩身表面找出裂纹走向、起止点、分岔交叉点，做好明显标记。

2、根据裂纹裂缝宽度及发展的情况，用锤子和钢钎凿除裂缝两侧疏松的混凝土块和砂粒，露出坚实的混凝土表面。

3、用钢丝刷沿裂缝走向清理宽约5厘米范围内的混凝土表面，仔细清除水泥翻沫、苔藓、灰尘。对混凝土表面质量不良、裂缝两侧有较多细微龟裂的部位，应适当增加清理范围的宽度。

4、用略潮湿的抹布清除表面的浮尘并彻底晾干。

5、遇混凝土表面有油污，要用抹布蘸丙酮擦拭干净。

（2）裂缝封闭处理

用抹刀刮抹封口胶密封注入座之间的裂缝，先沿与裂缝垂直方向抹，尽量使封口胶填充进裂缝一定深度，然后再沿裂缝走向抹，避免在一处反复涂抹。缝两侧有较多细微龟裂的部位。

密封完成后，让封口胶自然固化，注意固化过程中防止其接触水。一旦封口胶用手触摸确认胶已完全固化后，才可进行后续的工作。

（3）定位并安装注入器

1、了解裂缝的走向、起止点、分岔情况，确定粘结注入器的位置，用石笔在裂缝标记注入座的位置。

2、确认环境温度和此温度下材料的可使用时间。用两把洁净干燥的抹刀分别取封口胶的两种成分，要按规定配比配合。留在罐内的两种成分不得相互接触，以免发生反应造成变质，并且注意盖严罐盖。

3、用抹刀取少许胶，刮在注入器底面的四周，使白色的底部周边都布满胶。将注入孔对正裂缝中心，垂直向下加力按压，使胶布满底面，并有少量胶从底面四周的孔中挤出，粘好后不能再移动注入器。

（4）注入灌注胶

1、将一体型注入器的连接头安装在黄油枪附带的金属管上，注意一定要将黄油枪的金属管的螺纹裹好生料带，以防在注入的过程中漏胶。

2、把黄油枪附带的金属管一端用生料带裹好并与枪体连接。

3、确认环境温度和此温度下材料的可使用时间。将灌注胶的两种成分混合搅拌均匀。当只使用一套黄油枪注入工具时，在室外温度较高的情况下，一般每次拌合胶不宜超过600g。

4、打开黄油枪的盖子，把枪体的拉杆拉到头，使枪体内形成空腔，将胶装入枪体，盖好盖子。将黄油枪倒置，打开阀门，拉动黄油枪推杆，排除管道中的空气。

5、当黄油枪中有胶流出时，将一体型注入器的连接头的细端直接插入到注入器中，慢慢拉动黄油枪推杆，开始注入。每次拉动都要达到活塞的行程尽头，每2秒推动一下。当注入器中间的黄色橡胶管膨胀至鸡蛋大小时停止注入。拔出连接头，移到下一个注入器继续注入。

6、水平走向的裂缝从一端开始按每间隔一个的顺序注入，倾斜或垂直走向的裂缝要从较低一端开始向上推进。

（5）灌注胶固化后的处理

让灌注胶自行固化，可用手捏注入管，通过其中残留的胶随时了解固化进程。固化时间大约6～24小时，气温越高，速度越快。固化后凿除注入器，用砂轮机把封口胶打磨平整后即处理完成。

5 墩帽钢板加固

（1）安装脚手架。拆除既有吊栏，在桥墩顶帽两个立面垂直线路方向分别布置钢板，在钢板与混凝土表面间注入粘钢胶并用锚栓锚固，钢板表面用聚合物砂浆抹面防护，可到控制和避免裂纹发展的效果。

（2）表面清理。清理墩顶帽立面混凝土，表面凿毛，使其露出新鲜的混凝土面，用压缩空气彻底喷吹一遍，清除浮尘，表面保证干燥。

（3）定位钻孔。采用钢筋探测仪探测普通钢筋的位置并进行标识，在墩顶帽立面钻直径16mm孔，根据实际锚栓位置在钢板上钻，并钻制注胶孔。在钢板外面焊接直径12mm加劲螺纹钢筋网片，以保证后期聚合物混凝土粘结牢固。

（4）安装锚栓。将钢板两面喷砂或用砂轮机打磨除锈，使全部呈现金属光泽，用布蘸稀料擦试，去除铁屑、灰尘、油污、油污，并防止氧化生锈。在钢板粘贴面每个锚栓孔位附近用密封胶粘3mm厚垫圈，用来控制胶层厚度，并保证紧固锚栓时钢板不变形。植入锚栓，植入深度为95mm，拧紧螺母，悬挂并固定钢板，同时用密封胶密封螺母周围的空隙，在钢板周边两侧每隔约50cm设排气孔。

（5）注胶及密封。用密封胶在注入孔处固定注入座、粘结螺栓头，并保证密闭效果。用抹刀抹密封胶密封钢板周边，形成三角形截面，要认真仔细，特别是对排气管周围等处，杜绝砂眼等缺陷，同时注意胶不要过多地填入钢板下面。

（6）灌注粘钢胶。密封胶自然养生至完全固化后，用泵通过注入灌注粘钢胶。拌合材料前要行对注入工具试压。从一端的注入孔开始注，邻近的注入座有胶流出时，将当前的注入座用塑料薄膜蒙住，用细铁丝捆扎封闭，移至有胶流出的座继续注入。排气管中有胶流出则将其弯折，用铁丝扎紧。最后一个排气管要在维持注入压力的情况下封堵，以防胶层出现空洞。注入完毕后，立即拆卸注入工具，清洗干净。

（7）清理及防护。粘钢胶完全固化后，清除钢板表面浮锈，并用布蘸稀料擦拭，去除铁屑、灰尘、油污，完全晾干后在钢板表面涂一层粘钢胶进行表面防护，硬化后在其表面抹制一层2.5cm厚聚合物砂浆防护层，即完成施工。

6 顶帽流水坡的凿除与恢复

（1）利用风动凿除设备对墩台顶面出现病害的流水坡进行凿除处理，以露出墩台顶面表层钢筋为宜。

（2）用高压风管吹除表面灰尘、混凝土碎屑，在混凝土表面涂刷界面剂。

（3）用聚合物砂浆灌注墩顶流水坡，养护成型，表面固化后，涂刷水泥浆。

7 结论和建议

采用该方法能够有效解决铁路墩台侵蚀及裂缝病害，恢复原有结构性能，保证设备状态最佳。当该方法目前治标不治本，还不能从根本解决这类问题。综合分析各类病害情况，该病害的成因有极可能是在新建桥墩时，墩顶垫梁石锚螺栓孔在锚固前存有积水，新建施工时未将积水清空直接用碎石砂浆锚固，造成孔内积水常存墩台中，经过多年冻胀循环，致使墩台出现裂纹并逐步扩大，进而形成病害。因此，若在巡检中发现是积水导致的问题，则应该凿除原有结构，施工新的附属结构，再参考本研究提出的整治方案，可以达到更好的整治效果。

[1]王广财.墩高20～30ｍ铁路桥梁的病害诊断及对策[J].工程管理前沿,2020(36)

[2]姚琳琳.铁路桥梁维修加固以及支座病害整治方法分析[J].科学与技术,2020(25)