濟南鐵路局管內橋梁病害問題及改造

吳杰

摘 要：在橋梁安全中橋梁病害問題一直都是橋梁設計工作的重點，本文對當前濟南鐵路管內橋梁的病害進行了總結闡述，然后對如何防范此類問題提出了些許意見和思路，希望能為我國管內橋梁病害防治起到些許推進作用。

關鍵詞：橋梁安全；管內橋梁；橋梁設計；病害防治

1 概述

濟南鐵路局濟南公務機械段泰安橋梁車間的主要工作就是從事局管內的橋梁大修重建、病害整治、防災搶先。隨著鐵路大提速的逐步進行，橋梁的病害、設計的合理性、承載能力等問題逐漸凸顯出來。給我們的工作帶來了新的問題，在這里簡述下我局內橋梁的現狀和我車間的改造及重建施工。

2 既有線簡支梁橋現狀

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

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

（2）預應力混凝土簡支梁：1957 年編制了跨度19.8～27.7mT梁的標準設計，后來又設計了 31.7m的T梁，這種跨度梁在目前鐵路建設中被廣泛的采用，1980年代后，又設計了24 m、40m跨度的箱型截面梁。目前，鐵路預應力混凝土簡支梁最大跨度為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，又帶有縱橫梁結構的橋面系，因此，下承式板梁橫向剛度較大，穩定性好。

（4）簡支鋼桁梁：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，常見的定型設計跨度有40 m、44m和48 m。常見的下承式鋼桁梁橋大多為定型設計，其跨度范圍在48～128m之間。

3 提速運營中簡支梁橋結構出現的主要問題

在提速前的橋梁設計技術標準中，客車的車速小于120km/h，貨車的車速小于60km/h。為提高運營競爭能力，全國鐵路主要干線從1997年開始實行提速運營。目前已經完成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營中既有線簡支梁橋暴露了很多問題，具體概括如下：

（1）鋼筋混凝土簡支梁：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，現場測試發現，由于支座處橫向約束不足，高速列車進橋時的沖擊作用往往使梁體產生一橫向剛體位移，其值比彈性體振動位移值大得多，影響行車安全。

（2）預應力混凝土簡支梁：對于分片式 T 梁，當二片T梁結構聯接在一起時，一般橫向振幅很小，如果施工質量不良，或二片T梁橫向聯系較弱時，也會產生超限的橫向振幅。

（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到160km/h時產生共振，使得梁體和車體各項動力學指標達到較大值；另外當提速貨車通過下承式板梁時橋上機車的平穩性指標不滿足要求。

（4）簡支鋼桁梁：單線半穿式鋼桁梁橫向剛度差，橫向振幅超限；當提速貨車通過上承式鋼桁梁時橋上機車的平穩性指標不滿足要求。

4 加固方法綜述

（1）對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構，以阻止梁的過大側向位移，已取得明顯的效果。

（2）對于預應力混凝土分片T梁：對雙梁式無橫向聯結的、跨度≥12m的T形、工字形混凝土梁，必須在梁端及跨中增設橫向聯結。具體地：①對既有線上無橫向聯結的并置梁，在梁跨兩端和跨中增設一定數量的橫隔板。②在橫隔板內施加橫向預應力。③增加雙片式T梁內側上翼緣橫向聯結，上翼緣混凝土橋面板整體加厚，連接兩片T梁內側上翼緣，形成Ⅱ形截面。④增設水平板加固，在兩片并置梁已加橫隔板加固的基礎上，再增設兩道水平板，以進一步加固梁體。通過以上四項內容的加固，可以保證并置梁體共同受力，加強兩片梁間的橫向聯結，從而可提高橋梁的整體穩定性。

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

（4）對于鋼桁梁橋，可采用加強主桁下弦桿、上平縱聯、下平縱聯和改造橫梁與主桁間肱板的加固方案。對于既有各種類型的鋼梁，目前主要采取二種措施： ①從結構上進行剛度加固，修改定型設計；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，有待于繼續研究。列車通過這些橫向振幅超限的橋梁還得采取限速運行，以確保安全。對于新建的鐵路橋梁，盡量不采用鋼板梁和半穿式桁梁橋。

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

（6）對于墩臺基礎的加固主要有擴大基腳尺寸、設錨固樁、旋噴樁加固及將上下行兩線承臺連成整體等加固措施。

5 裝配式雙向預應力混凝土T型簡支梁施工方法及要點

施工中的小型非預應力混凝土梁均在現場預制，預應力混凝土梁多在附近梁場購買后運輸施工現場。

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

（1）T梁構件一般為分散的工地預制，為了保證質量，對其生產條件和工藝過程進行嚴格控制 ，按照廠制條件實行了產品生產許可證制度。

（2）對于梁場建設、儀器設備配備、原材料進場、鋼筋制作和綁扎、制孔、立模、混凝土灌筑和養護、預應力張拉、管道壓漿、封錨、預防堿集料反應措施等與箱梁制作一樣嚴格進行控制。

（3）由于裝配式結構的特點，同一孔梁各構件的混凝土灌筑齡期相差不超過6d。為便于工地預應力操作，嚴格控制構件各部尺寸的準確性，特別是預應力管道位置的準確性。

（4）對于地基軟弱地段的橋梁，對于運架梁車走道要進行處理，使運架梁車平穩運行，保證運架梁的安全。

6小結

對于墩臺改造，梁的界面選擇，橫向振幅超限等諸多問題還有待我們進一步的改進探索，同時改進施工方法，優化施工組織也是我們今后重點要做的工作。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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