淺議高速鐵路系桿（提籃）拱橋維修與養護

閆科學

（中國鐵路上海局集團有限公司合肥工務段，安徽 合肥 230000）

由于我國高速鐵路鋼管混凝土系桿拱橋建設時間不長，缺乏系統、具有可操作性的養護維修方法和病害診斷技術。為確保鋼管混凝土系桿拱橋在運營期間的結構安全以及高速鐵路的行車安全，對鋼管混凝土系桿拱橋養護維修進行研究具有十分重要的意義。

1 鋼管混凝土系桿（提籃）拱橋養護與維修原則

某段管轄合福高速鐵路采用較多鋼管混凝土系桿拱橋，其中合肥至無為段共采用了3處，含96m系桿拱12處、112m提籃拱6處、128m提籃拱3處。維修與養護的核心就是加大對高速鐵路系桿（提籃）的日常檢查力度，及時修復其被損壞的部分，保證橋梁的安全性和穩定性。另外，由于高速鐵路系桿（提籃）拱橋維修與養護與橋梁的使用壽命有著緊密的聯系性，如果按照系桿（提籃）拱橋的使用壽命20～30年計算，及時維修與養護可以有效延長橋梁的使用壽命。所以，作為維修與養護人員在對高速鐵路系桿（提籃）拱橋的維修與養護工作中應遵循“預防為主、養護結合”的原則，確保橋梁結構的安全、穩定和完好無損，并保證橋梁上部路面的平整與整潔、舒適和通暢。

在高速公路系桿（提籃）拱橋維修與養護工作中，維修與養護人員應當根據橋的拱柱、系桿、吊桿、錨具等實際使用情況制定科學合理的維修與養護方法。

2 常見病害養護與維修工作的主要內容

（1）施工技術運用狀況檢查，施工技術運用狀況檢查指的是對橋梁在建設時所運用的施工技術進行全面與細致的檢查，及時發現橋梁在使用過程中存在的病害和損傷，在此基礎上采取針對性的維修與養護方案。①針對提籃拱橋主要發生的病害對提籃拱橋病害進行充分調研，尋找病害發展規律和周期。②針對病害發生的周期頻率，開發提籃拱橋實時監測系統。③利用監測系統，對重點部位進行實時監控；收集數據，結合日常的周期檢查為檢查保養提供依據。

（2）根據橋梁使用情況健全與完善橋梁檔案，保證后期橋梁的維修養護做到有章可循和有據可依。橋梁檔案的建立應當至少包括以下幾個方面的內容：即施工組織、結構檢查和維修養護措施等。

（3）對橋梁附屬構造物采取防護措施，如果構造物遭到損壞，如吊桿斷裂需盡快采取維修措施，必要的情況下還應當更換，尤其是在特殊時期，比如，百年一遇的洪水時，應采取針對性的措施，保護其不因洪水的爆發而造成損傷。

（4）定期維修、養護和加固橋梁附屬構造物，盡可能使用新的技術、新的方法和新的技術對其進行維修和養護。

3 高速鐵路系桿（提籃）拱橋主要維修與養護內容

3.1 拱肋的養護與維修

拱肋橫撐焊接處銹蝕如圖1所示。

圖1 拱肋橫撐焊接處銹蝕

對于高速鐵路系桿（提籃）拱橋拱肋橫撐焊接處銹蝕，為確保整個系桿（提籃）拱橋使用的安全性、結構的耐久性，維修與養護需要從以下幾個方面做起。

（1）在確定了拱橋內部出現空洞或者離析現象時，應選擇在夏季最高溫的中午維修與養護，因此，此時的拱肋在受到高溫照射下其的脫黏寬度最大，十分容易進行壓降密實，施工流程如下：

①委派專業人員在脫黏處上下部位各鉆一個孔，于下孔處焊接一根φ10mm的鋼管，將鋼嘴插入壓漿嘴中。

②使用空壓機送風至下孔，此時，如果上孔出現漏風現象，說明鋼嘴和壓漿嘴已經連通，接著在上下兩個孔之間重新鉆一個孔，直至拱肋橫撐全部通風。

③于壓漿機的入口處輸送事先調制好的材料開始實施壓漿，直至上下孔注滿泥漿，然后關閉漿嘴，使用密封條密封上孔。

香氣成分的鑒定采用參考文獻[12]的方法，即各成分首先經NIST05標準譜庫檢索初步定性，再將各成分的保留指數（retention index，RI）與單體標準物質RI和參考文獻RI值對比以及單體的香氣特征等綜合指標決定該成分的歸屬，其中RI計算方法參考文獻[13]所述。

（2）保證焊接的有序性。當焊縫與載荷呈垂直方向時，在焊接缺陷和局部應力的作用下十分容易產生疲勞裂縫，疲勞裂縫一旦形成就會迅速擴展，如果維修與養護不及時，就會發生十分嚴峻的后果。因此，對于拱橋的焊接應保證有序性，如果焊接過程中出現了異常情況，應及時分析疲勞裂縫形成的原因，采取針對性的措施處理。

（3）當拱柱產生裂縫時，應由專業的焊接人員使用電鉆在裂縫產生的地方鉆出一個直徑大約2～3mm的孔，防止裂縫迅速擴散；然后，使用碳弧器消除裂縫表面垃圾，待裂縫表面垃圾清除干凈后，再使用砂輪將其打磨平整；最后，將砂輪預熱后采用C20保護焊維修和養護拱柱裂縫，以上工作全部完成后進行無損檢查，確認拱柱疲勞裂縫已經消除，否則，需要重新返工。但維修和養護次數不得超過2次。所以，在維修養護開始前，應制定科學合理的維修與養護方案，焊接施工也應進行嚴格的測試與評定，特別對于重要部位的維修與養護，還應當得到專家和學者的鑒定后才能實施。

（4）在對拱橋的日常檢查過程中，一旦發現拱柱出現了2級以上的漆膜損壞，應及時處理。通常情況下，對于拱柱漆膜的損壞應重新涂抹新的涂層。

（5）在檢查過程中，如果發現拱橋主梁的撓度值發生了變化，應及時分析原因，并委托專業的設計部門對撓度值進行重新計算，在此基礎上，采取針對性的措施予以解決。

3.2 拱座的養護與維修

拱座混凝土表面局部裂縫如圖2所示。

圖2 拱座混凝土表面局部裂縫

（1）對于拱座與裸露鋼管的交界處漏出的鋼管部位，如果土層出現了褶皺進而龜裂等問題，需要在綜合考慮涂層處質量、溫度和老化等的基礎上，在其表面涂抹一層混凝土即可。（2）如果拱橋的外部混凝土出現了褶皺和龜裂等的現象，如果沒有造成拱橋發生明顯變形，則在涂抹水泥砂漿，并加強監測，深入分析問題產生的原因，在明確原因的情況下進行維修和養護。（3）對拱座處的積水要及時排除，保持清潔干燥。

3.3 吊桿系統的養護與維修

如圖3所示，為梁內吊桿錨頭罩積水、錨頭銹蝕示意圖，圖4為梁上吊桿鋼套管銹蝕、減震器未安裝（減震器零件散落在鋼管內）、未灌防腐油脂。高速公路系桿（提籃）拱橋維修與養護是保證拱橋安全與穩定的重要手段，維修養護的內容包括拱橋的吊桿、防護套、錨具以及連接件等的部位。但維修與養護的重點應當放在支撐吊桿結構的上下錨頭處，主要流程：

圖3 梁內吊桿錨頭罩積水，錨頭銹蝕

圖4 梁上吊桿鋼套管銹蝕

（1）冷鑄錨頭和螺栓暴露在大氣中，上下錨頭保持清潔和干燥。如果上錨頭出現了漏水、滲水等問題，應及時使用防水材料進行封堵，如果下錨頭出現滲水、漏水等現象，需要現將其中的水排出，然后封堵水源，并使用特殊的保護裝置，將下錨頭封閉。

（2）套管或吊桿要灌滿防銹油脂，并定期更換吊桿兩端預留孔道和保護罩內的防護油脂。

（3）吊桿外防護PE層如果出現了損壞，應委派專業的人員進行維修和養護。

（4）當吊桿有明顯擺動、傾斜或檢查發現其受力變化時，查明原因。吊桿索力應均勻，鋼索處于正常工作狀態。

（5）每年應定期檢查一次減震器的防水情況，一旦出現滲水、橡膠老化等問題，應及時處理和更換。

3.4 系桿的養護與維修

通常情況下，鋼管混凝土系桿養護與維修應從以下2方面做起：

（1）系桿（提籃）應合理避免橫向撞擊，還應注意防水和防銹蝕，可以在系桿內部注入防銹蝕油脂對其進行保護，一旦發現系桿（提籃）出現損壞應及時維護。

（2）對系桿實施安全防護。系桿如果遇到損傷會出現斷裂的現象，應立刻組織相關人員修理，并及時更換與修復，嚴格依據相關技術規范進行養護和維修。根據系桿維修養護的難易程度，系桿的養護和維修可以分為小修、中修和大修：①小修。對系桿的各個細節部位進行預防性保養和維修，使處于完好的狀態。②中修。對系桿各個部門的一般性自然磨損進行加固修理，以此恢復原狀，該項工作應定期并按照計劃進行。③大修。對系桿較大的損壞處進行周期性修理，使其恢復到原設計標準，應每隔數年按照上級的批準實施該項工作。

3.5 預應力混凝土梁的養護

在混凝土梁的養護過程中，一旦發現有開裂的情況，應密切觀察其發展情況，并根據開裂情況進行科學合理的維護，對于特別嚴重的裂縫及時查明原因，或者可以咨詢專家、設計單位和科研單位，采取針對性的加固措施；如果出現了露筋、混凝土剝落等現象，也要及時修補。

3.6 支座的養護

臨時連接螺栓未解除、油漆脫落、支座上下鋼板銹蝕如圖5所示。

圖5 臨時連接螺栓未解除等病害

（1）拱橋支座的各個部位應定期清掃，保證其整齊清潔和位置準確，清掃主要包括周圍的雜物，以此保證支座功能和作用的發揮。

（2）支座與梁底和砂漿之間的墊層接觸面應保證平整，保證梁體位移和轉角作用不受阻礙，支座與錨螺的栓緊處不得出現銹蝕現象，如有積水應及時清除，防止銹蝕。

（3）拱橋支座承載力出現不均勻沉降時，應及時更換。

4 結語

綜上所述，高速鐵路系桿維修與養護是橋梁行業領域中一項十分重要的設施設備，通過對其進行養護與維修，可以及時整治出現病害的部位，延長其使用壽命，保障列車運行的安全穩定。