高速鐵路橋梁支座檢查及養(yǎng)護

牛錦奎

【摘要】隨著科學技術的快速發(fā)展，高鐵也加入了發(fā)展的大潮之中。盆式橡膠支座目前正廣泛應用于我國的高速鐵路、城際鐵路和客運專線。支座設計技術和安裝工藝也相繼完善，但相應的安裝后管養(yǎng)技術還處于摸索階段。

【關鍵字】高速鐵路橋梁；支座；檢測；管養(yǎng)

隨著科學技術的快速發(fā)展，高鐵也加入了發(fā)展的大潮之中。盆式橡膠支座目前正廣泛應用于我國的高速鐵路、城際鐵路和客運專線。支座設計技術和安裝工藝也相繼完善，但相應的安裝后管養(yǎng)技術還處于摸索階段。

隨著京津城際鐵路正式運營，標志著我國擁有了時速300公里以上的真正意義上的高速鐵路，這條鐵路應用了國際上很多先進的工程技術，而在連續(xù)梁大噸位支座選用上，采用了在歐洲高鐵實踐多年的CKPZ系列盆式橡膠支座，國內(nèi)的鐵路盆式橡膠支座也已經(jīng)使用多年，但一般的工程管理單位都簡單地認為盆式橡膠支座為免維護的產(chǎn)品，而生產(chǎn)單位對產(chǎn)品的檢測、管養(yǎng)認識程度又不夠，其實這些理解和做法都是錯誤的，而這種錯誤導致了支座應用后的檢測、管養(yǎng)技術在國內(nèi)目前基本處于空白。

一、高速鐵路橋梁支架簡介：

架設于墩臺上，頂面支承橋梁上部結構的裝置。其功能為將上部結構固定于墩臺，承受作用在上部結構的各種力，并將它可靠地傳給墩臺；在荷載、溫度、混凝土收縮和徐變作用下，支座能適應上部結構的轉角和位移，使上部結構可自由變形而不產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力。橋梁支座的構造應符合上部結構的理論計算圖式，如支承壓力通過一個固定點傳遞時，支座應設計成只能容許結構端部轉動而不能移動的固定支座；如支承壓力通過一個固定點且作用在一定的方向傳遞時，則應設計成既能轉動又能移動的活動支座。梁式橋支座有水平雙向固定支座（即固定支座）、水平雙向活動支座（或稱雙向活動支座）、水平一向固定一向活動支座（即活動支座）三種，其布置根據(jù)橋梁寬度而定。

盆式橡膠支座的使用壽命很大程度上決定著線路的運營質(zhì)量和安全，而確保盆式橡膠支座使用性能不受影響和一直處于可控狀態(tài)，就必須提出一個盆式橡膠支座管養(yǎng)的概念，支座的管養(yǎng)是橋梁管養(yǎng)的一個重要組成部分，在國內(nèi)對諸多橋梁進行盆式橡膠支座更換的過程中，我們發(fā)現(xiàn)了很多由于管養(yǎng)不善或無管養(yǎng)造成的支座問題以及引發(fā)的橋梁病害。

二、高速鐵路橋梁支座的種類：

按種類分：盆式橡膠支座、鑄鋼支座、球型支座等；

按類型分：固定支座、縱向支座、橫向支座、多向支座。

支座的選用一般根據(jù)某橋的地震動峰加速度Ag來確定。

傳統(tǒng)的常用橋梁支座有：墊層支座、平板支座、弧形支座、搖軸支座、鉸式固定支座以及鉸式輥軸支座等。

1、墊層支座。用油毛氈或石棉板做成墊層支承上部結構，用于跨度小于6米（鐵路橋）或10米（公路橋）的簡支板式橋和梁式橋。

2、平板支座。由上、下兩塊平面鑄鋼板（座板）構成，用于跨度小于8米或12米的梁式橋。座板之間如加設銷釘，即可構成固定支座。

3、弧形支座。其活動支座系由平板支座中的下座板改為圓弧面板而成，可提高其滑移和轉動性能，用于跨度小于20米的公、鐵路橋。在座板間加銷釘即成固定支座。

4、搖軸支座。用鑄鋼搖軸與上、下座板組成的活動支座，用于中等跨度梁式橋。

5、鉸式固定支座。由鑄鋼上、下擺組成，兩擺之間嵌以擺卡，以控制橫向滑動。是用于大跨度梁式橋的固定支座。

6、鉸式輥軸支座。 在鉸式固定支座的下擺下面加設鍛鋼輥軸和鑄鋼座板而成（圖2d），輥軸的數(shù)量及尺寸根據(jù)支承反力的大小來確定。常用于大跨度梁式橋的活動支座。

7、雙向活動支座。系由兩層互相疊置，而在正交的兩個方向均能滾動的鉸式輥軸支座構成，用于寬度大的梁式橋。

三、高速鐵橋梁支座常見故障及原因

橋梁問題不斷，分析橋梁事故發(fā)生的原因，不難發(fā)現(xiàn)橋梁養(yǎng)護對于橋梁的安全運營有著至關重要的作用，支座作為上、下部結構的連接，是重要的傳力裝置.。橋梁支座板空響問題是鐵路橋梁預制時普遍存在的問題，雖然目前尚未發(fā)現(xiàn)支座板空響對梁體質(zhì)量造成的明顯危害，但如果不解決，對高速鐵路橋梁的使用壽命以及建成后的運行速度肯定會造成影響。

1、預制梁支座鋼板空響：是指梁體澆灌制成后，用鈍器敲擊箱梁支座鋼板時，會發(fā)出“咚咚”的空響聲。預制梁支座板空響是因支座板與混凝土間的空洞引起的。現(xiàn)在，鐵路工程技術人員通過對鋼筋綁扎、混凝土澆筑、振搗等各個施工環(huán)節(jié)進行全過程反復觀察、研究和試驗終于發(fā)現(xiàn)致使支座板空響的病因。

（1）、支座板預制時混凝土振搗不均勻工程技術人員通過反復實驗之后發(fā)現(xiàn)：澆入混凝土之后進行振搗時，由于支座板上方鋼筋布置過于密集，振搗棒不容易插到位，造成局部漏振，混凝土不能均勻密實，從而產(chǎn)生空隙。

（2）、支座板預制時鋼材和混凝土材質(zhì)不同由于支座板鋼材與混凝土材質(zhì)不同，導致混凝土和支座不能有機粘結。混凝土結構不夠密實，出現(xiàn)空隙，導致發(fā)生支座板空響現(xiàn)象。

2、千里之堤潰于蟻穴，未雨綢繆，防范于未然。災害預防是人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)中所采取應對偶發(fā)災難的首選。對于高鐵箱梁支座板空響病害，我們也應該以預防為主，補救為輔。預制梁澆筑時，嚴格采取上述中鐵一局集團京滬高速鐵路工程項目部工程技術人員所研制出的項技術工藝，能夠在很大程度上預防支座板空響病害。但是，對于現(xiàn)澆梁支座板出現(xiàn)空響病害問題如何解決呢？通過仔細研究預制梁設計工藝與澆筑施工流程，綜合運用所掌握的知識之后，在這里，我總結提出兩種較新的預制梁體空洞補救技術——同標號水泥漿注入法與環(huán)氧樹脂填充補救法。

四、高速鐵路支架檢查和養(yǎng)護

1、支座使用情況檢測：支座檢測分為兩類：一個是定期檢查，一個是重點檢查。

（1）、定期檢查

采取近距離的目測檢查而不需測量，查看支座的使用狀況和外觀特征有無變化，主要檢查項點為：分析橋梁所處環(huán)境的溫度，支座是否有足夠的剩余位移；外觀疵點：裂縫、支座位置偏移、超過設計的位移和變形；預埋及固定的情況；防銹保護，防塵保護及密封的狀況；滑動面的情況；

（2）、重點檢查：

重點檢測的周期應該比定期檢查要大，并且通常代替那段時間里的定期檢查。在做外觀觀測的同時，借助專業(yè)的測量工具進行精密的測量。其檢測的主要項點包括：聚四氟乙烯凸出量； 橋梁縱向運動位移； 橋梁橫向運動位移； 橋梁縱向運動方向的轉動角； 橋梁橫向運動方向的轉動角；為允許旋轉運動所留間隙； 垂直面間間余縫隙； 導軌面間間余縫隙

2、支座管養(yǎng)的基本原則：

（1）、定期檢查和管養(yǎng)的時間間隔應該遵循國家標準或該橋梁的設計文件中的相關規(guī)定；（2）、支座的檢測周期應該比整體建筑物檢測的周期要短。這將更容易檢查到可能存在的隱患；（3）、如果橋梁接合面或圍欄出現(xiàn)未預見的位移或任何其他的疲勞跡象，應該重點檢測支座；（4）、在對舊橋檢測的同時，支座檢測應當作重要的一部分。（5）、橋梁支座檢測和管養(yǎng)的結果及分析、判定都應建立相應的檔案，作為該橋梁檔案的一部分。

3、支座的替換包括對既有支座的零部件或整體進行更換，如果通過檢測判定支座的多個項點檢測不滿足要求，而該項點已經(jīng)嚴重影響橋梁的安全和運營質(zhì)量，則要求更換支座。目前我們通常的支座更換采用支架頂升更換和無支架頂升更換兩種，都采用計算機程序化控制，作業(yè)精度和安全系數(shù)都非常高，同時滿足客專線及高速鐵路橋梁相關規(guī)范規(guī)定的同步頂升要求。

橋梁工程建設是一個階段性項目，而橋梁結構的檢測、管養(yǎng)是一項持續(xù)性的工作，科學的實踐，理論聯(lián)系實際，大大的推動支座檢測、管養(yǎng)技術和橋梁新技術同步發(fā)展，并能為我國的高速鐵路橋梁支座提供一整套檢測、管養(yǎng)的方法和手段。為我國高速鐵路的橋梁建設做出貢獻。