鐵路橋梁維修養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)探討

高寶明

摘 要：鐵路橋梁是我國(guó)鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，將影響列車的安全運(yùn)行，降低鐵路運(yùn)輸網(wǎng)的通暢性。本文對(duì)鐵路橋梁的常見(jiàn)病害進(jìn)行了介紹，然后從技術(shù)和管理層面提出了常見(jiàn)病害的解決措施。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁；病害；維修；養(yǎng)護(hù)

1 概述

近年來(lái)，我國(guó)鐵路工程建設(shè)速度和建設(shè)規(guī)模得到了很大提升，部分橋梁飛架江河湖海，為路網(wǎng)的暢通和安全提供了基礎(chǔ)保障。鐵路橋梁建成投入運(yùn)行以后，受車輛碾壓、自然侵蝕、先天設(shè)計(jì)缺陷以及施工技術(shù)水平等多種因素的影響，導(dǎo)致鐵路橋梁的實(shí)用功能和服務(wù)質(zhì)量日漸退化，病害出現(xiàn)頻繁，嚴(yán)重影響了列車的安全運(yùn)行。加強(qiáng)鐵路橋梁的維修養(yǎng)護(hù)，就成為延長(zhǎng)鐵路橋梁使用壽命，保障鐵路運(yùn)輸安全的必要途徑。

2 鐵路橋梁常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 梁體撓度超限問(wèn)題

列車軸向負(fù)荷一旦發(fā)生變化，就會(huì)對(duì)梁體豎向撓度造成影響，梁體豎向撓度會(huì)隨著負(fù)荷量的增加而逐漸加大。若混凝土板梁豎向承受的荷載過(guò)大，由此產(chǎn)生的撓度超過(guò)相應(yīng)限制，就會(huì)影響運(yùn)行性能，需要采取適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)提高梁體剛度。

2.2 支座問(wèn)題

列車軸重的加大對(duì)多個(gè)部件產(chǎn)生影響，如支座、制動(dòng)設(shè)備等，這是由于列車軸重增加，支座所需要承受的豎向荷載力將增大，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致列車的搖擺力和制動(dòng)力同步加大，進(jìn)而增加支座的磨損度和位移量，若荷載過(guò)大，還可能引起轉(zhuǎn)角超限等病害，降低橋梁結(jié)構(gòu)的伸縮性和轉(zhuǎn)動(dòng)能力。本文以盆式橡膠支座和搖軸支座的常見(jiàn)問(wèn)題為例進(jìn)行分析，其中盆式橡膠支座在使用過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題是聚四氟乙烯板磨損，出現(xiàn)磨損問(wèn)題的主要原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷；設(shè)計(jì)參數(shù)沒(méi)有根據(jù)支座實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的要求進(jìn)行設(shè)置；聚四氟乙烯板的質(zhì)量沒(méi)有按照專業(yè)要求進(jìn)行生產(chǎn)，降低支座性能；鐵路橋梁縱向位移過(guò)大、鋼板與聚四氟乙烯板之間復(fù)位移較大等。盆式橡膠支座磨損程度可根據(jù)聚四氟乙烯外露高度判斷，外露高度減少越多，則可判斷有磨損；若外露高度在0.5-1mm之間時(shí)，可繼續(xù)實(shí)用，但需要每年進(jìn)行一次檢查；若外露高度達(dá)到0.2-0.5mm時(shí)，需要采取有效維護(hù)措施，確保行車安全；若外露高度不足0.2mm時(shí)，說(shuō)明支座磨損嚴(yán)重，對(duì)鐵路列車的行車安全產(chǎn)生極大的威脅，需要立即進(jìn)行更換。搖軸支座通過(guò)線接觸形式傳力，在搖軸弧面處產(chǎn)生的應(yīng)力較大，降低了鐵路線路對(duì)荷載的適應(yīng)力，易引發(fā)病害影響鐵路線路的運(yùn)行能力，如鋼制部件發(fā)生銹蝕、支座轉(zhuǎn)角過(guò)大或發(fā)生位移等。

2.3 梁體混凝土裂縫問(wèn)題

鐵路橋梁運(yùn)行條件較為惡劣，其荷載量和持續(xù)運(yùn)行量不斷增加，加劇了橋梁的疲勞效應(yīng)，橋梁中的混凝土構(gòu)件不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，如，橋梁混凝土構(gòu)件既有裂縫將在荷載作用下進(jìn)一步加深、變寬，而鋼筋部件也將發(fā)生銹蝕病害，降低混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能。就裂縫病害而言，若按方向可分為豎向彎曲裂縫、斜向裂縫和縱向裂縫三種。以下將對(duì)三種病害進(jìn)行如下分析：

豎向彎曲裂縫一般出現(xiàn)在鋼筋混凝土梁跨中部側(cè)面，從梁體側(cè)延伸至邊緣側(cè)，在梁肋相接部位終止。豎向裂縫的發(fā)生與列車軸重、行車密度有關(guān)，屬于受力裂縫，對(duì)混凝土部件的受力性能影響較大；裂縫一旦形成并發(fā)展，將會(huì)造成鋼筋銹蝕，影響混凝土結(jié)構(gòu)整體的耐久性。斜向裂縫是由于荷載作用下梁體剪切力過(guò)大而產(chǎn)生的，多會(huì)在梁體肋部出現(xiàn)，由支座底部按照15-45°的傾斜度向上延伸，該類裂縫屬于結(jié)構(gòu)受力裂縫。縱向裂縫屬于鐵路橋梁中較為普遍的一種病害，主要是由鋼筋保護(hù)層厚度不足或施工技術(shù)不達(dá)標(biāo)所引起的?？v向裂縫容易在支座附近產(chǎn)生，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)受力影響較小，但長(zhǎng)期得不到有效維護(hù)，會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性降低。

3 鐵路橋梁?jiǎn)栴}解決對(duì)策

鐵路病害一旦發(fā)生，將會(huì)降低列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性，因此應(yīng)采取有效的處理措施。本文將從技術(shù)處理和維護(hù)管理兩方面對(duì)其進(jìn)行分析：

3.1 鐵路橋梁常見(jiàn)問(wèn)題處理措施

3.1.1 梁體撓度過(guò)大處理措施

體外碳纖維板加固技術(shù)是處理鐵路鋼筋混凝土板梁豎向撓度過(guò)大問(wèn)題的常用方法，該法是對(duì)碳纖維板施加預(yù)應(yīng)力，增強(qiáng)碳纖維板的強(qiáng)度，使其性能得到充分發(fā)揮。實(shí)踐證明，體外碳纖維加固技術(shù)對(duì)鋼筋混凝土板梁的加固效果較好，有效降低了梁體的撓度，提高了梁體的抗彎承載能力。

3.1.2 支座病害的處理措施

首先，盆式橡膠支座受力不均勻時(shí)，可判斷為聚四氟乙烯磨損程度達(dá)到嚴(yán)重級(jí)別，若不對(duì)其進(jìn)行處理，就會(huì)加快支座的損壞，危害橋梁的結(jié)構(gòu)安全。支座一旦達(dá)到嚴(yán)重磨損程度，應(yīng)該進(jìn)行更換處理，可采用生產(chǎn)工藝先進(jìn)的球型支座代替盆式橡膠支座。球型支座的滑板材料和摩擦副系統(tǒng)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，極大的提升了支座的應(yīng)力，延長(zhǎng)其耐久性。

其次，搖軸支座病害處理措施。我國(guó)頒布的《鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》明確規(guī)定，搖軸支座的傾斜度最大值為7°，若傾斜度超過(guò)該限制值，就需要立即進(jìn)行扶正處理；然后觀察是否發(fā)生重復(fù)傾斜的問(wèn)題，若發(fā)生，就應(yīng)該進(jìn)行更換處理，一般可用鉸軸滑板支座替換原來(lái)的搖軸支座。與傳統(tǒng)的線接觸思路不同，鉸軸滑板支座采取面接觸的方式，有效降低了接觸應(yīng)力，提高支座的荷載適應(yīng)性，延長(zhǎng)其使用壽命。

3.1.3 混凝土梁體裂縫處理措施

橋梁混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后，先對(duì)裂縫寬度及走向進(jìn)行測(cè)量和檢查，然后制定不同的處理方案。若鋼筋混凝土梁主筋附近出現(xiàn)的豎向彎曲裂縫小于0.25mm，腹板豎向及斜向裂縫小于0.3mm，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的縱向及斜向裂縫小于0.2mm的，可進(jìn)行灌封處理；若超過(guò)以上限定值，應(yīng)對(duì)裂縫進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，看是否持續(xù)發(fā)展；若不發(fā)展可采取灌封處理，若繼續(xù)發(fā)展，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)尋找裂縫根源，采取加固措施，如粘貼鋼板法、體外預(yù)應(yīng)力法、改變結(jié)構(gòu)體系法以及換梁法等均為常用的加固方法。

3.2 鐵路橋梁維修養(yǎng)護(hù)管理對(duì)策

我國(guó)鐵路橋梁維護(hù)管理應(yīng)以預(yù)防性維修為主，將預(yù)防與整治措施密切結(jié)合，確保做好橋梁的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判工作，將風(fēng)險(xiǎn)隱患控制在一定范圍內(nèi)，并采取有效措施消除隱患，防止對(duì)鐵路運(yùn)行造成不利影響。預(yù)防是安全防護(hù)的第一道防線，也是做有效的管理手段，鐵路橋梁部門應(yīng)做好安全預(yù)防工作，通過(guò)規(guī)范化、精細(xì)化和信息化管理提升橋梁維修養(yǎng)護(hù)管理效率。

3.2.1 維修養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化管理

橋梁維修養(yǎng)護(hù)管理的標(biāo)準(zhǔn)化，可有效提升維修養(yǎng)護(hù)工作的效率和質(zhì)量，確保大規(guī)模維修任務(wù)得到及時(shí)有效的處理。標(biāo)準(zhǔn)化主要體現(xiàn)在制度標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化三個(gè)方面。首先，鐵路橋梁維修養(yǎng)護(hù)工作要形成一體化管理模式，將檢查、評(píng)估和維修加固工序合并，提高工作效率；檢查需要由專業(yè)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)，一般分為常規(guī)性檢查、定期檢查、專項(xiàng)檢查和檢測(cè)試驗(yàn)幾種類型；檢查的同時(shí)，將檢查結(jié)果記錄在案，并對(duì)檢查橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康評(píng)估；橋梁病害出現(xiàn)之初，就應(yīng)按照應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行快速維修加固處理，減少對(duì)鐵路線路的影響。其次，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化是指橋梁檢查的各項(xiàng)規(guī)程，應(yīng)根據(jù)鐵路部分頒布的相關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行制定。最后，指根據(jù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，制定橋梁維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化流程，并按照規(guī)范要求將檢查結(jié)果記錄歸檔。負(fù)責(zé)檢測(cè)的人員要規(guī)范填寫記錄檔案，與以往數(shù)據(jù)形成對(duì)比，從而掌握橋梁病害的發(fā)展情況，為橋梁維修養(yǎng)護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。

3.2.2 維修養(yǎng)護(hù)精細(xì)化管理

鐵路橋梁的標(biāo)準(zhǔn)化管理為精細(xì)化管理奠定了基礎(chǔ)，維修養(yǎng)護(hù)部門要加大對(duì)精細(xì)化管理的重視力度，防止出現(xiàn)微小病害由于得不到及時(shí)處理，而隨著列車軸重和運(yùn)量的增加加重病害的情況發(fā)生。橋梁精細(xì)化管理就是將各項(xiàng)維修養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行量化、細(xì)化，落實(shí)到具體的部門、崗位和人員。檢修人員要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，對(duì)重要路段進(jìn)行定期的運(yùn)營(yíng)性試驗(yàn)，對(duì)大型橋梁進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，尤其是帶有一定病害的橋梁，更要隨時(shí)關(guān)注其健康狀況。病害發(fā)生初期，可通過(guò)快速維修加固處理，減少對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響；若橋梁潛在的病害對(duì)其結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響，影要及早提出預(yù)警，制定有效的整治方案。

3.2.3 維修養(yǎng)護(hù)信息化管理

我國(guó)鐵路橋梁工程類型多樣，且投入運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，部分橋梁技術(shù)資料缺失嚴(yán)重，增加了維修養(yǎng)護(hù)工作的難度。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵路橋梁維修養(yǎng)護(hù)管理工作也應(yīng)加大信息化建設(shè)力度，不斷完善橋梁設(shè)計(jì)信息、施工工藝信息、投入運(yùn)行后的監(jiān)測(cè)以及維修養(yǎng)護(hù)信息，為全面掌握和及時(shí)查詢橋梁技術(shù)狀態(tài)信息提供保障。信息化管理系統(tǒng)應(yīng)對(duì)以上信息進(jìn)行分析處理，為橋梁全面普查和定期評(píng)估提供參考和建議，并指導(dǎo)有關(guān)部門制定科學(xué)養(yǎng)護(hù)、維修措施，確保鐵路橋梁的安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，對(duì)鐵路部門的運(yùn)輸需求也逐漸增多。鐵路橋梁是鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，將影響列車的安全運(yùn)行，為此，鐵路橋梁維修養(yǎng)護(hù)部門應(yīng)進(jìn)一步提升橋梁病害檢查檢測(cè)技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理橋梁病害；另外，進(jìn)一步提升橋梁維修養(yǎng)護(hù)工作的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化和信息化管理水平，以預(yù)防性維修為指導(dǎo)思想，科學(xué)管理，確保鐵路橋梁的安全運(yùn)營(yíng)。

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