沪昆铁路客运专线湖南有限责任公司
摘要：长昆客专湖南段全长416km，桥梁271座，长度约153.59km，全线桥上接触网基础采用预留方式。现场桥梁施工过程中，桥上接触网预留基础存在错留、漏留或已预留基础遭到破坏等情况。针对以上问题，本文通过理论分析并结合现场实际应用情况，比选出合理的整改措施。
关键词：接触网基础整改 方案比选
0引言
长昆客专湖南段东起长沙南站（不含）至湘黔省界（DK917+500～DK424+528.077），正线长度416km；沿线设湘潭北、韶山南、娄底南、邵阳北、新化南、溆浦南、怀化南、芷江北、新晃西9座车站及配套工程， 其中：桥梁271座，合计长度约153.59km，占正线长度的36.59%；隧道193.7km，占正线长度的46.56%，桥隧比例为83.15%，因此，长昆客专湖南段属于典型的山区铁路，全线桥梁采用预制无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁，桥上接触网基础采用预留方式，在浇筑梁体前预埋接触网锚固螺栓及加强钢筋，与梁体同时浇筑完成。桥梁接触网基础主要承载接触网支柱转递接触网的剪切力，确保接触网基础的强度是关系到接触网安全稳定运行的前提条件。
1.高速铁路接触网基础设计原则
根据《高速铁路设计规范》（TB10621-2014）的相关规定，弹性链形悬挂的标准跨距为55米，最大跨距不大于60米，设计单位根据地形地貌确定的线路坡度、路基、桥梁、隧道及车站分布情况布置接触网基础，桥上接触网H型钢柱基础型号主要为QJ-A2、QJ-B、QJ-C、QJLX-1四类，长昆客专湖南段对应的接触网基础数量分别为3158、2682、527、1437处,基础荷载如下表所示。（表1：接触网H型钢柱基础荷载及基础尺寸）
2.接触网基础工厂化生产
推行建设标准化管理，充分发挥工厂化生产集约性、可靠性、高效性的优势，满足工程建设的需要；充分利用机械设备的优势，减少技术管理人员、作业人员及辅助人员，提高劳动效率，降低生产成本；满足规模化、流水线生产的需要，是提高生产效率，保证产品质量，最大限度的满足接触网精度要求；在梁场生产完成并验收合格的接触网H型钢柱基础（图1：接触网H型钢柱基础）
（a）接触H型钢柱基础QJ-B型 （b）拉线基础QJLX-1型
图2：接触网基础成品
根据架梁基地分布情况，按照架梁方向确定的桥梁孔跨顺序，预制箱梁按照铁路连续顺序依次排列，将梁场预制合格的箱梁按照铁路连续里程一孔一孔的连续架设，只有这样才能确保接触网基础按照设计连续里程布置，在施作桥面系时，按要求对接触网H型钢柱基础进行二次浇注，养护期后安装接触网H型钢柱和拉线。（图2：接触网基础成品）
4.接触网H型钢柱基础破坏的原因分析
当箱梁架设至施工现场的桥墩上后，由于接触网基础暴露在空旷的野外，没有专人负责保管，造成接触网基础暴露在外力及其容易破坏的环境中，接触网基础容易受机械碰撞、桥梁遮板吊装撞击等，下图为桥梁遮板吊装过程中接触网基础受到冲击破坏。（图3：接触网及拉线基础受外力破坏）
图4：接触网及拉线基础拔出
5.1桥梁接触网H型钢柱整改方案理论计算
针对桥梁上接触网基础错留，漏留的情况，采用植筋方案，并对梁体翼缘板进行局部加厚处理。为了保证接触网支持结构的安全可靠运行，接触网基础必须有足够的强度和稳定性，变形、沉降也必须控制在接触网允许的范围内。
在桥梁上安装的接触网设备，如支柱等固定均属于抗拉拔形式。混凝土的特性是具有较大的抗压强度和较小的抗拉强度，而在支柱固定处的混凝土主要承受弯曲和拉伸。
接触网设备在桥梁混凝土中的抗拉拔破坏形式：
锚栓在混凝土中，拔出破坏，见图5（a）。
混凝土锥体破坏，见图5（b）。
钢材破坏，锚栓被拉断，见图5（c）。
（c）
图5 锚栓破坏形式
在一组锚栓中某一锚栓的抗拉设计，混凝土拔出破坏设计拉力：
锚
5.2桥梁接触网H型钢柱整改方案要求
5.2.1受力要求
接触网H型钢柱下锚柱及开关柱基础（QJ-B）整改方案要求，支柱底荷载垂直力F≤85kN、垂直线路弯矩M≤150kN/m，此时应在设计位置上进行支柱基础的植筋处理，由于翼缘板内未预留横向加强钢筋，故还应对翼缘板进行局部加厚处理。翼缘板采用局部向下加厚。其中，锚栓穿透翼缘板，埋入梁顶面以下深度不应小于430mm。预埋钢板1、2 采用多元合金共渗＋封闭层处理，后植锚栓外露部分及其基础面以下150mm 范围内采用多元合金共渗＋达可乐技术＋封闭层处理。
5.2.2钻孔工艺要求
钻孔直径：钢筋直径采用φ25时，钻孔直径30～32mm；钢筋直径采用φ20时，钻孔直径25～28mm；钢筋直径采用φ18时，钻孔直径22～24mm；钢筋直径采用φ16时，钻孔直径20～22mm；钢筋直径采用φ12时，钻孔直径16～18mm。支柱基础锚栓钻孔可采用M39，钻孔直径42mm；拉线基础锚栓可采用M24，钻孔直径28mm。
钻孔位置：钻孔位置尽可能准确，植筋的直径、间距、钻孔深度及孔径应满足设计规定要求。桥面植筋之前，检查被植筋混凝土表面是否完好，在桥面准确定出植筋的位置并做好标记，并用钢筋探测仪对植筋位置处梁体钢筋进行探测，同时应考虑施工误差的影响，避开原梁体钢筋及预埋钢板，以免钻孔植筋时损伤梁体结构。钻孔过程中，若未达到设计孔深而碰到结构主筋，不可打断或破坏，应另行确定钻孔位置，原孔位以相当于原混凝土强度的无收缩灌浆料填实。由于桥面构造限制，应尽量减小钻孔深度及钻孔数量，植筋深度应扣除混凝土表面剥落层及出现裂缝层。在翼缘板下缘水平植筋时，应将结构保护层凿除，形成垂直操作面后再钻孔植筋，其钻孔深度应从操作面算起。
钻孔设备：钻孔应采用专用钻孔设备。可采用大功率免出力电锤钻或无震动钻孔设备（即水钻）及专用钻头以确保孔径孔深要求，严禁用风钻打孔，避免损伤周围梁体混凝土。
植筋材料：施工中所选用的植筋材料应满足相应的设计承载力要求，并进行有关试验室和现场检验。植筋选用的锚栓必须适合锚固区基材，对锚固区基材无膨胀挤压应力，满足中华人民共和国行业标准《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2004）及国家标准《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）中的相关规定，适用于小间距、小边距，采用适用于裂缝混凝土的注射型定型化学锚栓。锚栓及钢板材质满足通化（2008）1301的要求，锚栓机械性能不应低于Q345B钢。锚栓穿透桥面板时，锚栓头应采用镦头加工，其构造尺寸应满足GB/T5780-2000 规定。
植筋胶材料：应根据设计抗拔力的要求选用可靠的植筋胶材料，根据植筋胶的特点确定植筋工艺。植筋胶粘剂必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂，其性能指标应满足下页表1及《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）的要求，不含乙二胺且无毒，同时应满足相应等级的抗震性能试验和焊接试验、疲劳试验、拉拔试验。如性能指标不能满足要求，则应在梁体构造允许范围内调整锚固深度确保连接钢筋的锚固性能。锚栓及钢筋穿透桥面板时，桥面板内植筋孔应全部采用植筋胶封堵。胶粘剂的填料必须在工厂制胶时添加，严禁在施工现场掺入。
5.2.3 施工工艺
钻孔完毕后应用吹气筒或其它空压设备将孔内灰屑吹出，并用金属毛刷刷三遍，吹三遍，确保孔壁无尘。注胶时将搅拌头插入孔的底部开始注胶，逐渐向外移动，直至注满孔体积的2/3即可。准备好的钢筋旋转着缓缓插入孔底，在规定的初凝时间内进行安装，使得植筋胶均匀地附着在钢筋的表面及缝隙中，待其规定的固化时间过后再进行焊接，绑筋等工作，在固化期内禁止扰动钢筋。
为提高新旧混凝土接触面的粘结力，浇筑二次混凝土前，应对新旧混凝土接触表面进行湿润、凿毛处理。对于在翼缘板下缘局部加厚的施工，可利用植筋倒挂模板（需考虑修补材料的自重），并用水泥（砂）浆、塑料胶带封堵模板连接处，以确保模板与原混凝土界面密合，不漏水、不漏浆。为保证灌浆料灌筑密实，可在翼缘板上对应修补的部位开设一个灌筑孔，直径一般为50～60mm（注意躲避钢筋），将搅拌均匀的灌浆料从一个方向灌入灌浆部位，不得振捣。灌筑二次混凝土至翼缘板板上顶面平齐，养护期不少于七天。施工时注意养护和拆模时间及环境温度的关系，使修补材料满足结构使用要求。
5.2.4二次混凝土灌浆料
在桥面板下缘局部加厚时，由于局部加厚混凝土振捣困难，同时振捣有可能加剧修补混凝土与梁体的不密实，为保证后灌混凝土质量，灌筑混凝土应采用高强无收缩灌浆料（免振捣）以保证修补混凝土与梁体有效结合。高强无收缩灌浆料应满足下列要求：
（1） 早强、高强，1-3天抗压强度可达30-50MPa以上。
（2） 自流性高，可填充全部空隙，免振捣，满足设备二次灌浆的要求。
（3） 具有微膨胀性，保证设备与基础之间紧密接触，二次灌浆后无收缩，与钢筋握裹力强，粘结强度高。
（4） 耐久性强，在反复动载作用下，使用寿命大于基础混凝土的使用寿命。
6 结语
桥梁接触网H型钢柱基础关系接触网系统的运行安全，接触网安全运行是给动车组可靠供电的基础，是实现高铁铁路安全运行的前提保障。箱梁施工期间应加强接触网基础质量控制，提高接触网基础合格率，接触网基础整改方案应结合实际加强理论计算，确保整改方案与主体结构形成整体。
参考文献
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论文作者:熊辉
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/18
标签：基础论文; 钻孔论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 型钢论文; 直径论文; 植筋论文; 《防护工程》2017年第20期论文;