濟(jì)南鐵路局管內(nèi)橋梁病害問(wèn)題及改造

吳杰

摘 要：在橋梁安全中橋梁病害問(wèn)題一直都是橋梁設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)，本文對(duì)當(dāng)前濟(jì)南鐵路管內(nèi)橋梁的病害進(jìn)行了總結(jié)闡述，然后對(duì)如何防范此類問(wèn)題提出了些許意見(jiàn)和思路，希望能為我國(guó)管內(nèi)橋梁病害防治起到些許推進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：橋梁安全；管內(nèi)橋梁；橋梁設(shè)計(jì)；病害防治

1 概述

濟(jì)南鐵路局濟(jì)南公務(wù)機(jī)械段泰安橋梁車間的主要工作就是從事局管內(nèi)的橋梁大修重建、病害整治、防災(zāi)搶先。隨著鐵路大提速的逐步進(jìn)行，橋梁的病害、設(shè)計(jì)的合理性、承載能力等問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)。給我們的工作帶來(lái)了新的問(wèn)題，在這里簡(jiǎn)述下我局內(nèi)橋梁的現(xiàn)狀和我車間的改造及重建施工。

2 既有線簡(jiǎn)支梁橋現(xiàn)狀

濟(jì)南局既有線上現(xiàn)有橋梁100余座，形式多樣，種類繁多。以中小跨度簡(jiǎn)支梁橋占有很高的比例，主要型式有：

（1）鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁：跨度在4～20 m ，1975年鐵道部編制了8種不同跨度的定型設(shè)計(jì)。

（2）預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁：1957 年編制了跨度19.8～27.7mT梁的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，后來(lái)又設(shè)計(jì)了 31.7m的T梁，這種跨度梁在目前鐵路建設(shè)中被廣泛的采用，1980年代后，又設(shè)計(jì)了24 m、40m跨度的箱型截面梁。目前，鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁最大跨度為64m。

（3）鋼板梁：有上承與下承式二種類型，目前常見(jiàn)的有32 m和40m兩種跨度。下承式板梁主梁間距大于上承鋼板梁，又帶有縱橫梁結(jié)構(gòu)的橋面系，因此，下承式板梁橫向剛度較大，穩(wěn)定性好。

（4）簡(jiǎn)支鋼桁梁：有上承式、半穿式和穿式鋼桁梁橋三種。半穿式鋼桁梁橋其橫截面為開(kāi)口截面，抗扭剛度和橫向剛度小，不適合高速行車，主要用于中等跨度的橋梁上，常見(jiàn)的定型設(shè)計(jì)跨度有40 m、44m和48 m。常見(jiàn)的下承式鋼桁梁橋大多為定型設(shè)計(jì)，其跨度范圍在48～128m之間。

3 提速運(yùn)營(yíng)中簡(jiǎn)支梁橋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的主要問(wèn)題

在提速前的橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，客車的車速小于120km/h，貨車的車速小于60km/h。為提高運(yùn)營(yíng)競(jìng)爭(zhēng)能力，全國(guó)鐵路主要干線從1997年開(kāi)始實(shí)行提速運(yùn)營(yíng)。目前已經(jīng)完成6次大提速，主要干線客車速度提至160～200km/h。在前五次鐵路大提速運(yùn)營(yíng)中既有線簡(jiǎn)支梁橋暴露了很多問(wèn)題，具體概括如下：

（1）鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁：這類型橋梁具有足夠的橫向剛度，但普遍采用的是板式橡膠支座，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，由于支座處橫向約束不足，高速列車進(jìn)橋時(shí)的沖擊作用往往使梁體產(chǎn)生一橫向剛體位移，其值比彈性體振動(dòng)位移值大得多，影響行車安全。

（2）預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁：對(duì)于分片式 T 梁，當(dāng)二片T梁結(jié)構(gòu)聯(lián)接在一起時(shí)，一般橫向振幅很小，如果施工質(zhì)量不良，或二片T梁橫向聯(lián)系較弱時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生超限的橫向振幅。

（3）鋼板梁：上承式鋼板梁橫向剛度差，橫向振幅超限；下承式鋼板梁在速度達(dá)到160km/h時(shí)產(chǎn)生共振，使得梁體和車體各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)達(dá)到較大值；另外當(dāng)提速貨車通過(guò)下承式板梁時(shí)橋上機(jī)車的平穩(wěn)性指標(biāo)不滿足要求。

（4）簡(jiǎn)支鋼桁梁：?jiǎn)尉€半穿式鋼桁梁橫向剛度差，橫向振幅超限；當(dāng)提速貨車通過(guò)上承式鋼桁梁時(shí)橋上機(jī)車的平穩(wěn)性指標(biāo)不滿足要求。

4 加固方法綜述

（1）對(duì)于采用橡膠支座的小跨度鋼筋混凝土梁，目前大都采用在梁端支座處增加支擋結(jié)構(gòu)，以阻止梁的過(guò)大側(cè)向位移，已取得明顯的效果。

（2）對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土分片T梁：對(duì)雙梁式無(wú)橫向聯(lián)結(jié)的、跨度≥12m的T形、工字形混凝土梁，必須在梁端及跨中增設(shè)橫向聯(lián)結(jié)。具體地：①對(duì)既有線上無(wú)橫向聯(lián)結(jié)的并置梁，在梁跨兩端和跨中增設(shè)一定數(shù)量的橫隔板。②在橫隔板內(nèi)施加橫向預(yù)應(yīng)力。③增加雙片式T梁內(nèi)側(cè)上翼緣橫向聯(lián)結(jié)，上翼緣混凝土橋面板整體加厚，連接兩片T梁內(nèi)側(cè)上翼緣，形成Ⅱ形截面。④增設(shè)水平板加固，在兩片并置梁已加橫隔板加固的基礎(chǔ)上，再增設(shè)兩道水平板，以進(jìn)一步加固梁體。通過(guò)以上四項(xiàng)內(nèi)容的加固，可以保證并置梁體共同受力，加強(qiáng)兩片梁間的橫向聯(lián)結(jié)，從而可提高橋梁的整體穩(wěn)定性。

（3）對(duì)于上承式鋼板梁橋：①加強(qiáng)上、下平縱聯(lián)，由原來(lái)的三角形改為交叉形平縱聯(lián)。②加強(qiáng)端橫聯(lián)及跨中橫聯(lián) ，由原來(lái)的交叉形改為橫隔板橫聯(lián)，并在梁端一定位置增加一橫隔板橫聯(lián)。③加大主梁中心距，將主梁中心距由原來(lái)的2.0m展寬為2.2m，并與方案①、②綜合運(yùn)用。④在上、下翼緣間各增加一塊鋼板，將鋼板梁橋改為準(zhǔn)箱形截面。

（4）對(duì)于鋼桁梁橋，可采用加強(qiáng)主桁下弦桿、上平縱聯(lián)、下平縱聯(lián)和改造橫梁與主桁間肱板的加固方案。對(duì)于既有各種類型的鋼梁，目前主要采取二種措施： ①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)上進(jìn)行剛度加固，修改定型設(shè)計(jì)；②在橋上安裝減振器，以減小橋梁的振幅。這二種措施的研究目前尚未取得十分滿意的效果，有待于繼續(xù)研究。列車通過(guò)這些橫向振幅超限的橋梁還得采取限速運(yùn)行，以確保安全。對(duì)于新建的鐵路橋梁，盡量不采用鋼板梁和半穿式桁梁橋。

（5）對(duì)橋墩，橫向加固的措施主要有：①在橋墩外側(cè)套鋼管以增大橋墩橫向抗彎剛度。②加大橋墩橫向尺寸。③相鄰橋墩之間增設(shè)系梁，這種加固方法可以大幅度提高整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)體系的橫向剛度。

（6）對(duì)于墩臺(tái)基礎(chǔ)的加固主要有擴(kuò)大基腳尺寸、設(shè)錨固樁、旋噴樁加固及將上下行兩線承臺(tái)連成整體等加固措施。

5 裝配式雙向預(yù)應(yīng)力混凝土T型簡(jiǎn)支梁施工方法及要點(diǎn)

施工中的小型非預(yù)應(yīng)力混凝土梁均在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，預(yù)應(yīng)力混凝土梁多在附近梁場(chǎng)購(gòu)買后運(yùn)輸施工現(xiàn)場(chǎng)。

雙線簡(jiǎn)支T型梁采用預(yù)制構(gòu)件、橋位裝配法施工。首先在橋位或其附近預(yù)制T型構(gòu)件并施加縱向預(yù)應(yīng)力，用起吊裝置（如汽車吊等）吊裝就位，然后在橋上通過(guò)濕接縫混凝土將每跨 4片預(yù)制構(gòu)件裝配連結(jié)，再施加橫向預(yù)應(yīng)力的方法形成整體橋跨。構(gòu)件預(yù)制可在工廠或橋頭進(jìn)行。采用汽車吊、龍門吊或其他起吊工具吊裝就位。由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)其制造工藝也提出了全新的要求。其施工控制要點(diǎn)如下：

（1）T梁構(gòu)件一般為分散的工地預(yù)制，為了保證質(zhì)量，對(duì)其生產(chǎn)條件和工藝過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制 ，按照廠制條件實(shí)行了產(chǎn)品生產(chǎn)許可證制度。

（2）對(duì)于梁場(chǎng)建設(shè)、儀器設(shè)備配備、原材料進(jìn)場(chǎng)、鋼筋制作和綁扎、制孔、立模、混凝土灌筑和養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力張拉、管道壓漿、封錨、預(yù)防堿集料反應(yīng)措施等與箱梁制作一樣嚴(yán)格進(jìn)行控制。

（3）由于裝配式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，同一孔梁各構(gòu)件的混凝土灌筑齡期相差不超過(guò)6d。為便于工地預(yù)應(yīng)力操作，嚴(yán)格控制構(gòu)件各部尺寸的準(zhǔn)確性，特別是預(yù)應(yīng)力管道位置的準(zhǔn)確性。

（4）對(duì)于地基軟弱地段的橋梁，對(duì)于運(yùn)架梁車走道要進(jìn)行處理，使運(yùn)架梁車平穩(wěn)運(yùn)行，保證運(yùn)架梁的安全。

6小結(jié)

對(duì)于墩臺(tái)改造，梁的界面選擇，橫向振幅超限等諸多問(wèn)題還有待我們進(jìn)一步的改進(jìn)探索，同時(shí)改進(jìn)施工方法，優(yōu)化施工組織也是我們今后重點(diǎn)要做的工作。使我們新建及整修的橋梁可以更好的滿足大提速的需要，保證行車安全。

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