铁路线路、桥梁的加固与维修.doc

铁路线路、桥梁的加固与维修呼和浩特铁路局三圣公黄河特大桥维修现场分析和体验实践兰州交通大学土木工程1105班学生 刘硕摘要：通过对目前我国大部分桥梁修复的实例分析,桥梁加固是维修病害桥梁、提高桥梁承载能力的最基本、最常用的方法,本文提出了桥梁加固的目的，论述了桥梁加固的常见方法及特点，给出了桥梁加固的方案选择和加固效果评价。由于列车不间断的运行、外界环境、人为因素的影响，往往使铁路线路发生各种变形和损坏。为了确保列车能按规定的速度，安全、平稳、不间断的运行，并尽量延长线路设备使用寿命，必须加强线路的养护维修和监测，保证线路设备经常处于完好状态。本文提出了几点关于铁路线路养护与维修的思考。关键字：桥梁加固；加固方法；加固效果评价；线路；工务；养护维修桥梁的陈旧、老化、强度降低，这是一个全球性的问题，引起了世界各国的极大关注，并提到了刻不容缓的议事日程上。目前，在世界范围内，桥梁维修、养护、加固的技术已成为交通研究领域中的重要课题。由30多个市场经济国家组成的“经济合作与发展组织(oecd)”，于1981年召开“关于桥梁维修管理国际会议”；1982年召开的“国际桥梁与结构会议”，1983年召开“第十七届国际道路会议”，很多国家对现有桥梁的安全性评价、检查及维修加固等方面，提出了众多篇有价值的论文。该“组织”还组织有关国家进一步开展这方面的研究工作。1980年在巴黎和布鲁塞尔，1982年在华盛顿，都曾召开关于旧桥问题的国际专题讨论会。铁路桥梁是铁路交通的咽喉,其使用功能的好坏，直接影响整条铁路线路的畅通, 然而若将旧桥拆除重建，要耗费大量资金，即使经济最发达的美国，若将40的桥梁推倒重建，大约需要3000-5000亿美元，也是不现实的，而且拆除重建工期也较长；若有计划、有步骤的对现有旧桥进行加固改造，桥梁加固后，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能满足交通量的需求，还可以缓和桥梁投资的集中性, 为国家带来巨大的经济和社会效益，这就使得旧桥检测和旧桥加固技术显得非常迫切。因此，在编制修补方案时, 必须进行技术经济比较,得出一个在技术上有保障, 兼顾经济与修补后美观的可操作性强的优化方案。1.加固方法桥梁加固一般是指：通过对构件的补强和结构的性能改善，以恢复或提高现有桥梁的承载能力，延长使用寿命，适应现代交通运输的要求。目前，国内外对桥梁进行加固改造的技术途径主要有以下五种：1) 加强薄弱构件在桥梁上，对于有严重缺陷的部位，或者不能满足承载要求的部位，如：梁桥的跨中部位、支座部位、承受负弯矩的部位；拱桥的拱顶、拱脚、14拱跨部位；以及其他变截面处等，采取加强措施，进行补强。桥梁的薄弱处一般在受拉区范围内，所以，对于薄弱处补强方法，往往采用喷射混凝土、粘贴钢板，增大主梁或主拱圈截面的方法，增加其强度，以及采用高等强度混凝土或环氧混凝土砂浆封填裂缝，增设预应力钢筋或粘贴附加构件对缺陷进行处理。2) 增加辅助构件在桥梁承载力不足或因为某种原因致使桥梁遭受破损时，可以在原有的结构上增加新的受力构件，如：梁桥中增设主梁、横隔梁；简支梁之间加设辅助构件，使其成为连续梁的工作状态；梁下部采用八字支撑方式，增加跨孔改变受力状态；拱桥中采用梁式结构替代回填料等。特别注意的是：在更换原有结构上的有严重缺陷、又不能修复的构件时，必须设置足够的临时支撑，或采取可靠的措施，以保证整个结构在施工中的安全。3) 改变结构体系根据桥梁的实际状况，采用梁式结构改为拱式结构；拱式结构改为梁式结构；简支梁改为连续梁；单跨结构改为多跨结构；增加支点；铰接支撑改为刚性连接等，通过这些手段达到改善结构薄弱处的受力状态，提高整体桥梁的承载能力。 4) 减轻恒载减轻桥梁上部结构的恒载，改善原桥梁的受力状态，提高桥梁的承载能力，特别是在桥梁基础承载力受到限制，不能满足加固上部结构和提高活载承载力时，通过减轻桥梁恒载的办法来提高承受活载的能力，是一种经济有效的措施，如：将实腹式拱桥改建为空腹式拱桥，或更换拱上填料的办法，对提高拱桥承载力，具有十分显著效果。5) 加固桥墩、台及基础桥梁下部结构加固的主要目的是提高桥墩的整体承载能力。如桥墩发生了结构性损伤，可以用外包混凝土、粘贴钢板或碳纤维的方法进行加固。但是对于实体桥墩等横向刚度比较大的结构，其状态变化主要是由地基所引起，此时可从回填硬土或者对地基进行注浆等方法提高其约束桥墩的能力，提高桥墩的整体承载能力。抬桩就是通常使用的一种有效的加固方法，即在旧桩的两侧各增设一根桩，并通过植筋扩大承台，共同受力。另一种桩基加固方法是钢筋混凝土套箍。由于下部桩基施工等原因，造成桩基缩径，采用的加固方法是清除桩体虚浮物，通过植筋后，外抱箍微膨胀混凝土。目前，在很多桥梁加固改造中，同一座桥梁，针对不同的部位、不同的构件、不同的改造原因同时采用了几种不同的方法。如宜宾马鸣溪金沙江大桥的加固，采用了增加构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法；西藏尼木大桥的加固，采用了粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法。加固方案与诸多因素有关，常考虑的主要因素:桥梁结构型式；桥位地形、水文、自然状况；桥梁现状分析研究结论；施工技术水平；能否封闭交通；预期加固效果；资金投入量等。合理的加固方案是将上述加固方法优化组合，体现出加固效果及经济效益。应注意以下两点：不同的加固方法有对应的设计计算方法；加固后的桥梁结构承载能力提高幅度受原结构的制约,如原结构配筋率、截面尺寸等，不可能无限制地提高承载能力；、2.加固效果评价桥梁加固应在不断总结经验和技术进步的基础上形成专门规范，同时要重视对加固后的桥梁进行检测和观察，以确定加固的效果。桥梁加固后的上部结构通常是用静载或动载试验,将试验结果与加固设计的计算结果进行对比，来判断桥梁加固成功与否。但对下部结构而言，不方便进行荷载试验，通过其频率变化来定量评估桥墩的加固效果。铁路线路的维修由于列车不间断的运行、外界环境、人为因素的影响，往往使铁路线路发生各种变形和损坏。为了确保列车能按规定的速度，安全、平稳、不间断的运行，并尽量延长线路设备使用寿命，必须加强线路的养护维修和监测，保证线路设备经常处于完好状态。必须及时监测轨道状态，采用先进的技术手段加强线路的养护维修工作，以保证线路的质量和行车安全。线路养护维修的基本任务是保持线路设备完整和质量均衡，使列车能以规定的速度安全、平稳和不间断的运行，并尽量延长设备使用寿命。线路设备维修应贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的原则，按线路设备技术状态的变化规律和程度，相应地进行综合维修、经常保养和临时补修，有效地预防和整治线路病害，有计划地补偿设备损耗，以取得较好的技术经济效益。养护维修应采用新技术、新设备、新材料、新工艺和先进的施工作业方法，改进检测方法，推行信息化技术，健全并严格执行安全管理和检查验收制度。1.强化综合维修铁路均在“天窗”内进行检测、养护、维修及故障处理作业。“天窗”时间的长短主要取决于工务维修工作性质和作业效率。维修作业所需合理的“天窗”时间为180 270 分钟。2.积极推行设备状态修的先进维修理念积极推进状态修管理理念，制定铁路综合维修制度，提高线路维修工作的质量和效率。认真做好维修体制的改革工作，以适应我国铁路的发展。3.关于铁路养护维修的几点思考我国铁路的建设发展速度很快，但运营管理和养护维修还需要我们不断地探索和实践，这个过程是繁杂、不平坦和漫长的。但我们还是要有清醒的认识和高度的使命感、责任感，积极推进我国铁路现代化建设。首先，我国的铁路线路养护维修要不断提高技术与效率，这就还需要我们加强对铁路的养护维修理论研究和分析; 其次，依托铁路高校、科研院所、培训基地等，制定相应的制度和措施，加大对铁路技术人员、管理人员、技术工人的教育和培训力度，使建设和管理相适应、相协调，做到建得起、用得好、管得巧; 第三，增加资金投入，购置、研发新设备，开发新技术; 第四，结合我国实际，借鉴国外先进的管理经验，根据我国铁路运营实际情况，不断发现问题、解决问题，不断积累铁路管理经验; 第五，不断丰富、完善和提高