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鐵路鋼橋加固對策
2011-07-06 來源:新浪

鐵路鋼橋維護對策

  建立橋梁檢測診斷修補加固的維護系統(tǒng),是鋼橋維修管理的重要環(huán)節(jié)。

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  分日常檢查、定期檢查(詳細檢查)、特殊檢查和檢定試驗四種。日常檢查主要通過日常巡視,采用目視法,對橋梁主體結(jié)構(gòu)和墩臺進行檢查。定期檢查一般周期為4~5年,采用目視和簡單儀器對基礎(chǔ)、支座、易發(fā)生劣化和損傷的部位進行檢查。當發(fā)生車輛船舶撞擊、臺風、地震、火災等意外情況是,進行特殊檢查。當上述三項檢查結(jié)論認為必要時,進行靜力和動力檢定試驗,全面測試結(jié)構(gòu)機能(應(yīng)力和變形)和動力性能。

  1、檢查項點

  涂膜劣化及腐蝕狀態(tài);

  建筑界限。指下承式橋梁建筑限界有無富裕量,特別是大型貨物通過時;

  列車通過時梁的振動狀態(tài)。在橋上感覺是否有異常振動和聲音;

  支座的異常及破損;

  鉚釘和螺栓的變化(松動、斷裂和脫落);

  焊縫和母材的變化(裂紋等);

  排水設(shè)備的狀態(tài);

  步行道及橋上附屬設(shè)施的變化;

  修補和加固處的再變化;

  火災、撞擊和地震等引起的損傷。

  2、鋼橋性能的測試及評定

  進行檢定試驗時,需要測定的主要內(nèi)容:

 ?。?/span>1)列車荷載測定

  目的:推算耐久性評定的荷載,推算換算撓度計算的軸重,計算現(xiàn)有承載力時的實測荷載;

  測定內(nèi)容:在鋼軌(枕木之間)軌腰上布置應(yīng)變計測軸重,在一定測定距離內(nèi)(貨車大于40m,客車大于60m)測試列車速度;

  根據(jù)實測的列車活載(軸重和軸距),計算最大應(yīng)力(用實測斷面計算),進而用下式評定現(xiàn)有的應(yīng)力比:

 ?。?/span>2)主梁的承載力和耐久性

  目的:評定構(gòu)件的承載力,評定危險構(gòu)件細節(jié)的疲勞累積損傷度和剩余壽命;

  測定內(nèi)容:主梁(或主桁架)、橫梁和縱梁的最大應(yīng)力和撓度,被評定細節(jié)的應(yīng)力譜;

  用現(xiàn)有應(yīng)力比評定承載力:

  采用專用程序統(tǒng)計被評定細節(jié)的應(yīng)力譜并計算疲勞累積損傷度,進行耐久性評定:

 ?。?/span>3)主梁撓度

  目的:評定列車走行安全性和乘員的舒適性,求算主梁健全性的剛度指標;

  測定內(nèi)容:主梁跨中最大撓度,縱橫交點處最大撓度,斜梁的主梁端部左右鋼軌位置的撓度差;

  根據(jù)表1~3進行列車走行性評定。

 



  (4)主梁橫向變位及振動

 

  目的:評定列車走行安全性和乘員的舒適性;

  測定內(nèi)容:在主梁或縱梁跨中下翼緣,垂直于橋軸的水平方向設(shè)置加速度儀,測定列車通過時的加速度,由加速度波形計算橫向振動頻率及振幅;

  根據(jù)式(10)對橫向振幅臨界值進行評定。

 ?。?/span>5)支座與梁、支座與墩臺之間的錯位變位

  目的:考察橋梁各構(gòu)件是否正常移動;

  測定內(nèi)容:列車通過時,測試支座與主梁之間的縱向滑動變位,支座與墩臺之間的縱向錯位和橫向錯位;

  評定支座位置錯動,即支座與梁之間的位移實測值應(yīng)小于(11)式的計算值:

  式中: -跨長(m)。

  評定支座的活動機能,通過支座與墩臺之間的錯位、支座前后與墩臺之間的垂直變位(傾斜)的實測值評定。

 ?。?/span>6)測定主梁恒載狀態(tài)

  目的:測定梁在恒載時的固有頻率,可推算恒載的大小和恒載撓度,維修時千斤頂?shù)捻斄Α⒘旱墓岸鹊龋?/span>

  測定內(nèi)容:用加速度儀于跨中測得梁的固有振動頻率,計算得到恒載的大小和恒載撓度。梁非加載時的固有振動頻率由列車通過后殘留的自由振動波形通過頻譜分析求得;

  由(12)式進行恒載大小的估算:

  四、修補和加固

  (一)補修設(shè)計的基本注意事項

  橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)病害并導致承載能力的降低,必須恢復其承載能力,要明確劃分修補和加固之間的界限是很難的。補修設(shè)計必須考慮結(jié)構(gòu)對象損傷的種類、損傷原因、損傷程度、施工方法和補修后的效果,難以用同意的模式規(guī)定補修合計是否恰當,但基本注意事項如下:

  注意強度是否滿足要求。由于局部補強,使原結(jié)構(gòu)體系、應(yīng)力分布和應(yīng)力傳遞途徑發(fā)生變化,在計算上往往要從不同角度進行分析;

  注意是否帶來其它新的問題。如更換局部構(gòu)件,應(yīng)考慮影響范圍。局部加固將使重量增加,注意對下部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和對其它構(gòu)件的影響,以及是否造成應(yīng)力集中等;

  設(shè)計必須考慮施工方法。不中斷交通進行補修作業(yè)時,需要在交通荷載作用下和振動狀態(tài)下施工,設(shè)計時需進行充分的研究,如鋼材現(xiàn)場焊接、構(gòu)件切割等施工質(zhì)量問題。此外,由于作業(yè)空間和作業(yè)時間制約,作業(yè)方式、加固構(gòu)件大小等問題均需研究;

  注意是否經(jīng)濟;

  注意補修后的美觀。

 ?。ǘ╀摌虻男扪a及加固

  1、涂裝維修

  涂裝維修在鋼橋維修中占有重要地位,這一方面是由于涂裝費用在鋼橋維修管理費中占很大比例,更因為鋼材腐蝕將直接削弱構(gòu)件斷面,導致承載力降低,涂裝還是鋼橋影響外觀的著裝。

  更換涂裝的壽命周期和涂裝設(shè)計根據(jù)環(huán)境、橋梁結(jié)構(gòu)及構(gòu)件、涂料及其配套體系、涂裝工藝和涂料價格確定。鐵路鋼橋涂膜最易劣化部位是橋面系機車通過的上方構(gòu)件(尤其是縱梁上翼緣)、節(jié)點和支座處、板件棱角和螺栓處,這些部位的涂裝應(yīng)予特別關(guān)注,如縱梁上翼緣,因積水、受磨、及化學腐蝕,應(yīng)采用超厚膜涂裝體系:熱噴鋅+玻璃鱗片漆。

  2、補強及加固

  通常有鋼材腐蝕補強、疲勞裂紋補強和提高承載力的加固。根據(jù)不同病害部位設(shè)計相應(yīng)補強方案。宜用高強度螺栓拼接加固,慎用現(xiàn)場焊接拼接、補焊加固。

  3、鉚釘和高強度螺栓脫落

  在用高強度螺栓更換鉚釘時,宜整節(jié)點全部更換,不宜部分更換。

  五、結(jié)語

  橋梁作為交通工程的重要組成部分,數(shù)量大,結(jié)構(gòu)規(guī)模大,改造周期長,需要長期保持其機能。因此必須建立健全橋梁維修管理系統(tǒng),對病害做到及時發(fā)現(xiàn)、跟蹤、整治。隨著橋梁建設(shè)技術(shù)的進步,常見病害也會不斷更新”,這將是一門不斷發(fā)展的學科,隨著經(jīng)驗的積累和加固技術(shù)的進步發(fā)展著。

 

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