石济客专作业通道栏杆设备安全隐患的整治

石济客专作业通道栏杆设备安全隐患的整治

张恒

身份证号：1311811988****0979,河北 衡水 053099

摘要：石济客运专线于2017年12月28日投入运营，是衡水工务段接管的首条高铁线路，管辖里程范围K30+000m至K229+241m，共计199.241公里线桥、路基设备，其中衡水北路桥车间负责管内正线172.248公里桥涵设备的维修养护工作。石济客专全线（含德州东联络线）共有桥梁设备41座/179.7公里，占设备总长度的86%，其中梁式桥15座/178.887公里，占桥梁设备总长度的99.5%。经过两年多的运营维护，主体设备问题较少，大多病害体现在梁式桥附属设备上，日常占用维修工时比例较大，本篇论文以桥面人行道栏杆病害为例，对桥面人行道栏杆病害的种类、成因、发展、危害等进行探讨、分析。

关键词：石济客专；桥梁；作业通道栏杆；安全隐患；解决方案

引言

石济客运专线作为我段接管的第一条高铁线路，全线（含德州东联络线）共有桥梁设备41座，占设备总长度的86%，其中梁式桥15座，占桥梁设备总长度的99.5%。随着开通时间的延长，各种设备病害问题逐渐凸显，且设备病害问题主要集中在附属设备上，在日常桥面系检查过程中，尤其以桥面栏杆病害最为突出。

1 箱梁人行道栏杆基本情况

石济客专我段管内共有箱梁5230孔，桥面人行道栏杆采用钢筋混凝土栏杆，栏杆立柱、托梁、扶手采用C40混凝土，栏片、帽梁采用C30纤维混凝土，栏杆各构件均为集中预制、现场安装，立柱通过预埋U型地脚螺栓连接，立柱左右两侧扶手在立柱顶通过立柱预埋钢筋连接，并用混凝土砂浆浇筑封闭，托梁通过牛腿与立柱连接。栏杆高度1.0m，设计使用年限30年，栏杆分为2m的标准中间段和不定长度的梁端伸缩端两种。

2 箱梁人行道栏杆主要病害分析

2.1 梁端伸缩端扶手、托梁断裂脱落

石济客专全线箱梁梁端伸缩端共计9492处，截止目前共检查发现梁端伸缩端托梁、扶手被拉断或连接螺栓脱落等病害2537处（如下图1），占总处数的26.2%，其中11处（辛集东特大桥218#梁下行，跨石德铁路特大桥152#梁下行，衡景特大桥712#梁上行、785#梁下行，景德特大桥40#梁上行、791#梁下行、861#上行、901#梁下行、922#梁下行、1020#梁下行，德平特大桥561#梁上行）造成栏片倾倒在桥面或坠落桥下。

（图1）栏片倾倒

病害形成原因分析：石济客专梁缝处异型栏杆位置，由于设计缺陷，人行道栏杆托梁不能满足梁体的自由伸缩，导致托梁拉裂、拉断。主要原因是此处栏杆处于两片箱梁交接（即梁缝）位置，受温度变化及车载影响，梁体纵向徐变、位移会在梁缝位置显现，直接拉伸或者挤压梁缝处的托梁、扶手，如果托梁和扶手与立柱牛腿连接的螺栓没有预留出适当的伸缩长度，会直接造成托梁、扶手拉断，从而造成脱落。

解决方案：为此我们研制了人行道栏杆托梁加固装置，使用钢轧带对脱落的托梁进行固定、加固（如下图2）。该方法简便实用，安装牢固、稳定性好，延长人行道栏杆托梁使用时间，消除在更换人行道栏杆托梁过程中的人身安全隐患（夜间高空作业）；减小人行道栏杆扶手因受力过大导致扶手损坏；减少维修的工作量。

（图2）钢轧带对脱落的托梁进行固定、加固

2.2 人行道栏杆扶手露筋、通裂、溃碎。

通过日常桥面检查发现藁辛、辛集东、衡景、景德特大桥部分人行道栏杆扶手露筋、通裂、溃碎病害突出（如下图3），设备状态较差，存在坠落风险。这些病害问题对铁路运输行车安全、桥面检修作业安全及桥下过往车辆、行人构成严重威胁。

（图3）栏杆扶手露筋、通裂、溃碎病害突出

病害形成原因分析：一是前期施工单位施工工艺问题，各个施工队施工质量参差不齐，后期养护不到位，按照设计要求这些预制件脱模强度不得低于设计要求的50%，出厂强度不得低于设计要求的80%，施工单位因为赶工期在预制件达不到规定强度的情况下出厂安装；二是混凝土强度不足，设计要求栏杆立柱、托梁、扶手采用C40混凝土，栏片、帽梁采用C30纤维混凝土，个别地段扶手、托梁混凝土强度达不到设计要求，甚至出现溃碎现象。三是后期荷载作用，先天的施工工艺缺陷和混凝土强度不足，使得栏杆在列车荷载、震动的影响下很容易出现裂纹。

解决方案：针对石济客专正线箱梁人行道栏杆普遍存在鼓包裂纹、掉块露筋等病害问题。采用混凝土修补复合材料对箱梁人行道栏杆封闭加固的处理方案（如下图4）：（1）使用检查锤、钢刮铲对混凝土表面存在鼓包处所进行清理。（2）使用角向磨光机对栏杆表面打磨，清理浮尘、钢筋除锈，并在露筋处油刷防锈漆。（3）使用Ⅰ型胶（粉）拌合均匀，修补栏杆表面存在掉块、露筋部位，做到补齐抹平。（4）使用Ⅱ型胶（粉）拌合均匀，用刮板对栏杆表面均匀刮涂一遍，做到全面覆盖。（5）最后使用Ⅲ型胶，对修补完成的栏杆表面全面均匀涂刷一遍，进行封闭处理。采取封闭加固措施处理后，栏杆设备病害得到有效整治，状态趋于稳定，降低了高空坠落和倾倒限界的安全风险，可延长人行道栏杆使用寿命5年以上。

（图4）栏杆封闭加固

2.3 对栏杆进行预防性加固

针对上述两种病害，对人行道栏杆进行预防性加固,使用材料为钢扎带，钢扎带特点：韧性大、受力大、易操作（如下图5、图6）。工区结合半年一遍的桥面以上设备检查计划，每次天窗作业携带适量的钢扎带，对重点作业通道栏杆处所（桥下人流量大的道路、村庄地带）进行绑扎，防止栏杆脱落到桥下造成桥下人员受伤。绑扎用T型小扳手，绑扎过程中3点要求：严禁倚靠栏杆、佩戴好劳保手套、随身携带好工具材料。通过预防性加固，对存在安全风险的处所提前消除，将病害消除在初始阶段，保证设备安全、高质，保证高铁的安全运行。

（图5）（图6）钢扎带加固

参考文献：

[1]高永强.石济客运专线并行京沪高速铁路桥梁工程沉降自动化监测[J].高速铁路技术,2019.

[2]孙宗磊.石济客专临近既有高速铁路桥梁设计[J].2016.