铁路钢桥维修加固对策

摘　要　通过对我国铁路钢桥现状的分析,提出建立铁路钢桥检测、诊断、修补加固的维护系统, 重点分析了钢桥检查方法和重点部位、钢桥性能的测试与评定,具体制定了相应的维修加固对策。 

关键词:钢桥,病害,维修加固 ,

现有钢桥多为不同年代设计、采用不同钢材 和不同连接方法建造的桥梁,给钢桥的维修管理 带来了一定的难度,甚至有些钢桥已无当时设计、 施工的原始资料。另一方面,由于钢材的高强度、 高延性、易于通过加固恢复或提高其承载力,钢桥 往往不会被轻易报废。所以,归纳总结钢桥常见 病害,研究其加固措施,对延长既有钢桥寿命,提 高桥梁的维修养护质量具有重要的意义。 

1 　维护对策

 建立桥梁检测→诊断→修补加固的维护系 统,是钢桥维修管理的重要环节。钢桥的检查分 日常检查、定期检查、特殊检查和检定试验4 种。 日常检查主要通过日常巡视,采用目视法,对桥梁 主体结构和墩台进行检查。定期检查一般周期为 4～5 年,采用目视和简单仪器对基础、支座、易发生劣化和损伤的部位进行检查。当发生车辆船舶 撞击、台风、地震、火灾等意外情况时,进行特殊检 查。当上述3 项检查结论认为必要时,进行静力 和动力检定试验,全面测试结构机能(应力和变 形) 和动力性能。 111 　检查项点 (1) 涂膜劣化及腐蚀状态。 (2) 下承式桥梁建筑限界有无富裕量,特别 是大型货物通过时。 (3) 列车通过时梁的振动状态,在桥上感觉 是否有异常振动和声音。 (4) 支座的异常及破损。 (5) 铆钉和螺栓的变化(松动、断裂和脱落) 。 (6) 焊缝和母材的变化(裂纹等) 。 (7) 排水设备的状态。 (8) 步行道及桥上附属设施的变化。 (9) 修补和加固处的再变化。 　(10) 火灾、撞击和地震等引起的损伤。 112 　钢桥性能的测试及评定 (1) 列车荷载测定　推算耐久性评定的荷 载、推算换算挠度计算的轴重、计算现有承载力时 的实测荷载。在钢轨(枕木之间) 轨腰上布置应变 计测轴重,在一定测定距离内(货车大于40 m ,客 车大于60 m) 测试列车速度。根据实测的列车活 载(轴重和轴距) ,计算最大应力(用实测断面计 算) ,进而用下式评定现有的应力比: 　(2) 主梁的承载力和耐久性[1 ] 　评定构件的 承载力、危险构件细节的疲劳累积损伤度和剩余 寿命。测定主梁(或主桁架) 、横梁和纵梁的最大 应力和挠度,被评定细节的应力谱。用现有应力 比评定承载力: 　(3) 主梁挠度　评定列车走行安全性和乘员 的舒适性,求算主梁健全性的刚度指标。测定内 容为主梁跨中最大挠度,纵横交点处最大挠度,斜 梁的主梁端部左右钢轨位置的挠度差。根据表 1～3进行列车走行性评定。 　(4) 主梁横向变位及振动　评定列车走行安 全性和乘员的舒适性。在主梁或纵梁跨中下翼 缘,垂直于桥轴的水平方向设置加速度仪,测定列 车通过时的加速度,由加速度波形计算横向振动 频率及振幅。根据式(9) 对横向振幅临界值进行 评定。 　( 5) 支座与梁、支座与墩台之间的错位 变位　考察桥梁各构件是否正常移动,测定列车 通过时支座与主梁之间的纵向滑动变位、支座与 墩台之间的纵向错位和横向错位。评定支座位置 错动, 即支座与梁之间的位移实测值应小于 式(10) 的计算值: 　评定支座的活动机能,通过支座与墩台之间 的错位、支座前后与墩台之间的垂直变位(倾斜) 的实测值评定。 (6) 测定主梁恒载状态　根据梁在恒载时的 固有频率可推算恒载的大小和恒载挠度,维修时 千斤顶的顶力、梁的拱度等。用加速度仪于跨中 测得梁的固有振动频率,计算得到恒载的大小和 恒载挠度。梁非加载时的固有振动频率由列车通 过后残留的自由振动波形通过频谱分析求得。 

2 　修补和加固 

211 　补修设计的基本注意事项 桥梁结构出现病害并导致承载能力的降低, 必须恢复其承载能力,要明确划分修补和加固之 间的界限是很难的。补修设计必须考虑结构对象 损伤的种类、损伤原因、损伤程度、施工方法和补 修后的效果,难以用同样的模式规定补修合计是 否恰当,但基本注意事项如下[3 ] : ① 强度是否满 足要求; ②是否带来其他新的问题; ③必须考虑 施工方法; ④是否经济; ⑤补修后的美观。 

212 　钢桥的修补及加固[4 ] (1) 涂装维修　涂装维修在钢桥维修中占有 重要地位,这一方面是由于涂装费用在钢桥维修 管理费中占很大比例,更因为钢材腐蚀将直接削 弱构件断面,导致承载力降低,涂装还会直接影响 钢桥的外观。更换涂装的寿命周期和涂装设计根 据环境、桥梁结构及构件、涂料及其配套体系、涂 装工艺和涂料价格确定。铁路钢桥涂膜最易劣化 部位是桥面系机车通过的上方构件(尤其是纵梁上翼缘) 、节点和支座处、板件棱角和螺栓处,这些 部位的涂装应予特别关注,如纵梁上翼缘,因积 水、受磨及化学腐蚀,应采用超厚膜涂装体系,即 热喷锌+ 玻璃鳞片漆。 (2) 补强及加固　通常有钢材腐蚀补强、疲 劳裂纹补强和提高承载力的加固。根据不同病害 部位设计相应补强方案。宜用高强度螺栓拼接加 固,慎用现场焊接拼接、补焊加固。 (3) 铆钉和高强度螺栓脱落　在用高强度螺 栓更换铆钉时,宜整节点更换,不宜部分更换。

 3 　结语 

铁路钢桥作为交通工程的重要组成部分,数 量大,结构规模大,改造周期长,需要长期保持其 机能。而桥梁经过多年劣化必将逐步降低其性 能,因此必须建立铁路钢桥检测→诊断→修补加 固的维护系统,对病害做到及时发现、跟踪、整治。 随着桥梁建设技术的进步,病害也会不断“更新”, 维护系统也必须与时俱进,提出新的对策,有针对 性地进行维修与加固,方能保证桥梁结构的安全。

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