铁路桥涵翼墙倾斜原因及加固方案分析

邵建国，许　彬，刘汝生，赵元一

(1.济南铁路局设计所，山东　济南　250000；2.淄博工务段潍坊桥梁车间，山东　潍坊　261000)



铁路桥涵翼墙倾斜原因及加固方案分析

邵建国1，许彬2，刘汝生1，赵元一1

(1.济南铁路局设计所，山东济南250000；2.淄博工务段潍坊桥梁车间，山东潍坊261000)

邵建国(1985—)，主要从事桥梁与隧道工程设计与施工工作；

许彬(1976—)，主要从事桥梁与隧道工程设计与施工工作；

刘汝生(1986—)，主要从事桥梁与隧道工程设计与施工工作；

赵元一(1987—)，主要从事桥梁与隧道工程设计与施工工作。

摘要：文章针对铁路工程中出现的桥涵翼墙倾斜病害，分析了病害发生的原因，提出了临时加固和永久加固的病害整治方案，并对该加固方案进行了评价，提出了保证铁路运行安全的相关建议。

关键词：铁路桥涵；翼墙倾斜；病害原因；加固方案；临时；永久

0引言

翼墙为保证涵洞或重力式桥台两侧路基稳定并起引导河流作用而设置的一种挡土结构物。但因为翼墙砌体施工不良，降雨等因素的影响，翼墙倾斜的情况时有发生。八字翼墙贴近路基，一旦发生倾斜病害，在汛期随时有发生突变的可能，危及行车安全。因此一旦出现此类病害要及时分析原因，并及时加固，防止病害进一步发展。

1工程概况

胶黄下行线K28+633桥为1~4.0 m盖板箱涵。该桥建于1994年，整体基础结构，桥涵为排水涵。受过境台风的影响，青岛地区连降大雨，造成涵洞西侧翼墙背部路基边坡出现滑塌现象，翼墙在外力作用下发生倾斜，出现较大裂缝且有继续发展的趋势，严重影响填土路基稳定，危及行车安全。

2病害概况及原因分析

2.1　病害概况

翼墙斜墙及前墙部分均向外倾斜，其中翼墙斜墙部分前倾5 cm，翼墙直墙与路基间的裂缝长20 cm。翼墙墙顶变形较大，墙底变形小。在翼墙拐角处开裂，裂缝长10 cm，并且翼墙直墙后土体在土压力作用下向上隆起，翼墙有突然倒塌的可能。

2.2　病害原因分析

该病害是在连日降雨后，路肩出现纵裂，坡面沿着纵裂下坍，发生较快，并且稳定于边坡上。由于土体下滑，造成翼墙后的土压力增大，超出翼墙承受范围，最终导致翼墙前倾开裂。

出现上述情况的原因是路肩土体密实度差，并且路肩处于两面临空，易受气候影响，连日降雨造成路基土体湿胀明显，尤其是前期气候干旱，在路基土体内形成张力裂缝，在降雨后迅速沿水的渗入面滑落，造成护坡溜坍。翼墙承受不住溜坍土压力的作用，出现前倾，裂缝等病害。如果不及时整治，病害将持续发展，一旦翼墙倒塌，将造成路基大面积滑坍，危及行车安全。因此需要及时采取加固措施，保证铁路运输的安全。

3病害整治

3.1　临时加固

由于连日降雨使得路基土体趋于含水饱和状态，不宜立即进行永久性整修，只能进行临时加固，等天气好转，土体稳定后再进行永久性加固处理。

翼墙斜墙部分采取两翼墙间原木对撑加固，在翼墙前墙外3 m开挖和翼墙前墙等长的1×1 m沟槽，然后用袋装水泥码垛，浇水使其凝固成临时挡土墙，并且派人每天进行检查，如遇降雨天应派专人看守，防止翼墙继续倾斜造成坍塌。

3.2　永久加固措施

3.2.1翼墙直墙加固

(1)由于翼墙倾斜严重，有随时倒塌的可能性，因此先进行翼墙直墙加固，在翼墙直墙外侧3 m处打设钢轨桩防护，开挖基坑浇筑C30混凝土重力式挡土墙，在直墙与挡土墙之间打设挖孔桩及旋喷桩(桩长为5 m)加固地基，重力式挡土墙强度达到要求后，直墙与挡土墙之间填充C30混凝土，振捣密实。最后对翼墙前倾造成的裂缝进行灌浆处理。

(2)由于该涵洞为排水涵，新建挡土墙与翼墙之间如果不采取加固措施，容易被水流冲刷，造成安全隐患。故在涵洞翼墙直墙外侧靠近水流的方向加设2根挖孔桩防止水流冲刷，挖孔桩桩长均为5 m。

3.2.2翼墙斜墙部分

翼墙直墙加固完成后，先采用临时支护措施对既有翼墙斜墙加固，拆除部分翼墙墙身砌体，打设锚杆，绑扎钢筋，灌注加固肋柱及横肋，最后进行封锚处理。以下为翼墙斜墙加固的技术要求：

(1)增设锚杆加骨架梁的方式对翼墙斜墙进行加固。锚杆采用直径32 mm高强度精轧螺纹钢筋，锚杆自由段采用聚酯沥青防腐材料处理，并加设塑料套管，锚孔直径15 cm，其内灌注M30水泥砂浆。

(2)锚杆张拉控制力在20 kN以内。

(3)加固骨架采用C30钢筋混凝土。

(4)锚杆水平夹角均为15°。

(5)圬工结合面按照≤40 cm间距埋设牵钉，以加强其连接。

(6)在翼墙斜墙上增设向墙外坡度≥4%的泄水孔，按照上下左右每隔2~3 m交错布置。

(7)封锚前，对锚头进行防水处理，穴槽表面凿毛处理，采用C50补偿收缩混凝土填塞，封锚后，应对新老混凝土结合部位进行防水处理。

(8)注浆材料水泥砂浆配合比宜采用1∶1~1∶1.2(重量比)，水灰比宜为0.38~0.45。注浆前应将孔内残留物及松动的杂土清理干净。注浆时注浆管应插至距孔底250~500 mm处，孔口部位设置止浆塞及排气管。注浆浆液宜掺入适量早强速凝材料及膨胀剂。

3.2.3路基边坡加固

翼墙直墙与斜墙加固完成且状态稳定后，对路基边坡进行加固。

(1)用筛分山皮土换填基床表层，清筛道床，垫砂，铺土工布，改善道床排水。

(2)用山皮土加宽、加固边坡。路基边坡设浆砌片石拱型骨架，提高路基边坡密实度和承载力及边坡抗冲刷能力。

4加固方案分析评价

铁路是国家的基础设施，是国民经济的大动脉，所以对铁路病害进行整治时，必须确保铁路安全并保证铁路畅通无阻。针对本文出现的铁路病害，如果采取抗滑桩减载，对翼墙拆除重建等加固方法，不仅无法保证铁路安全，还会对列车运输产生较大影响。而本设计加固方案不扰动原始路基，安全风险低，对列车运输影响较小，因此有效减少了既有线施工的防护工作，加快了施工进度，为铁路抢修提供了宝贵的时间。

根据现场测量数据，利用理正岩土挡土墙设计软件(理正岩土计算6.0PB1版)进行受力验证。对重力式挡土墙的滑动稳定性、倾覆稳定性、地基应力及偏心距、墙底截面强度、整体稳定性进行了验算，验算结果满足规范要求。病害整治完成后的一个月内，设备管理单位设置观测桩对路基进行观测，由观测数据得知，路基状态稳定。从保证铁路运输安全及对列车运输的影响等多方面考虑，本加固方案是合理可行的。

5结语

(1)铁路病害整治首先要保证铁路运输安全，因此要结合现场实际情况因地制宜，立即采取临时加固措施，保证铁路运行安全。

(2)铁路病害有标有本，成因复杂，症状各异，关键是准确分析各种因素，次要因素可酌情淘汰，各级“状况”的描述要有层次感，根据铁路病害等级的评定原则及方法进行分析，不能靠个人主观臆断。

(3)结构上对翼墙进行优化，比如墙体材质采用钢筋混凝土，结构选取U型槽等。

(4)设备管理部门不同负责人之间要加强协作，比如桥梁大修主管工程师、桥梁设备主管工程师、路基主管工程师、防洪主管工程师早期加强交流协作，对安全隐患及早进行彻底整治，防患于未然。

参考文献

[1]潘成杰.铁路框架桥八字翼墙倾斜病害分析及整治[J].铁道建筑，2005(9)：15-16.

Analysis on Wing-wall Incline Causes and Reinforcement Programs of Rail-way Bridge and Culvert

SHAO Jian-guo1，XU Bin2，LIU Ru-sheng1，ZHAO Yuan-yi1

(1.Jinan Railway Bureau Design Institute，Jinan，Shandong，250000；2.Weifang Bridge Workshop of Zibo Public Works Segment，Weifang，Shandong，261000)

Abstract：Aiming at the bridge and culvert wing-wall incline diseases appeared in railway projects，this article analyzed the causes of disease occurrence，proposed the permanent and temporary reinforce-ment programs for disease remediation，evaluated this reinforcement program，and proposed the cor-responding recommendations to ensure the operation safety of railways.

Keywords：Railway bridge and culvert；Wing-wall incline；Disease causes；Reinforcement programs；Temporary；Permanent

收稿日期：2015-07-02

文章编号：1673-4874(2015)08-0078-03

中图分类号：U445.7+2

文献标识码：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.08.019

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