淺談鐵路既有橋梁維修與加固

文/趙丙勤 中國鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司齊齊哈爾工務(wù)段 黑龍江齊齊哈爾 161000

我國作為鐵路大國，鐵路線路遍布全國，且橫跨范圍極廣。但是，隨著我國鐵路建設(shè)不斷增多的同時，已建好的鐵路使用年限也在不斷的增加，特別是鐵路橋梁，作為鐵路運(yùn)輸線路上的重要組成部分，隨著使用的年限增加，承受的負(fù)荷量也在不斷的增加，并相繼出現(xiàn)了不同程度的病害情況。這些病害的情況會影響到鐵路橋梁的正常使用，且?guī)頋撛诘陌踩ｋU。因此，為了確保鐵路橋梁的安全運(yùn)行，管理部門應(yīng)該做好橋梁的維修與加固工作，對鐵路橋梁中存在的混凝土脫落、裂縫等問題予以解決，從而延長鐵路的使用年限，保證橋梁的正常使用，為人們的正常通行創(chuàng)造一個安全的環(huán)境。

1、造成鐵路橋梁不穩(wěn)固的主要原因

造成鐵路橋梁不穩(wěn)固的原因主要有三個方面：一個是設(shè)計方面的原因，由于早期鐵路橋梁的設(shè)計不夠規(guī)范，促使橋梁存在設(shè)計上的問題。隨著橋梁的長久使用與磨損，橋梁的荷載設(shè)計要求不斷增加，促使鐵路的運(yùn)力加大，進(jìn)而影響到橋梁的穩(wěn)固性；二個是橋梁施工過程中的質(zhì)量問題促使橋梁的基底地質(zhì)情況和橋梁隱蔽部分的尺寸出現(xiàn)了遺漏，并由于河水的沖刷和河床的變化，促使橋梁的墩臺的基礎(chǔ)逐漸露出河水表面，發(fā)生沉降過多導(dǎo)致橋梁的穩(wěn)固性降低；三個是橋梁一直處于超負(fù)荷狀態(tài)，交通系統(tǒng)的不斷發(fā)達(dá)、人們經(jīng)濟(jì)水平的上升，促使人們出行的概率和次數(shù)有了大幅的提升，交通壓力也有了明顯的上升，促使鐵路橋梁一直處于超負(fù)荷的狀態(tài)下，穩(wěn)固性能也有明顯的降低，一旦不及時對鐵路橋梁進(jìn)行維修和加固，就會影響到鐵路的正常使用，給鐵路運(yùn)輸帶來安全隱患。

2、鐵路橋梁加固維修工作中的有效方法

為了保障鐵路運(yùn)輸路線的正常運(yùn)行，鐵路管理部門需要對鐵路線上的橋梁部分予以維修和加固處理，需要對原橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力予以了解，并對橋梁結(jié)構(gòu)的工作上限值進(jìn)行計算和檢驗，從而明確橋梁可承受的工作極限。如果橋梁維修過程中需要降低原有橋梁的恒載應(yīng)力，維修人員則應(yīng)該采取相應(yīng)的協(xié)作措施將橋面中原有的鋪裝層的材料用更為輕質(zhì)的材料代替，進(jìn)而減少拱上的填料。如果在維修過程中使用的外加預(yù)應(yīng)力促使橋梁產(chǎn)生的附加拱度增加，或者橋梁跨中部的位置發(fā)生頂起時，維修人員可以卸去部分恒載基礎(chǔ)，并對其進(jìn)行加固。這樣，新的構(gòu)件截面就會跟原構(gòu)件一起承擔(dān)活載，且分引了原結(jié)構(gòu)部分恒載的承擔(dān)。同時，對橋梁的上部結(jié)構(gòu)以及下部結(jié)構(gòu)予以加固，以此保證橋梁的剛度及裂縫符合相關(guān)部門的規(guī)范。

我國常用的鐵路既有橋梁上部結(jié)構(gòu)加固方法主要有：加大截面法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、外貼粘貼法以及改變結(jié)構(gòu)體系法這四種。加大截面法，在使用之前首先需要對橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力進(jìn)行計算。同時，為了能有效避免混凝土產(chǎn)生的收縮影響，澆筑混凝土?xí)r盡量不要使用等級較高、水灰比較大的混凝土，以此保證混凝土的剛性符合標(biāo)準(zhǔn)，避免構(gòu)件出現(xiàn)干燥收縮現(xiàn)象。另外，為了保證澆筑后的混凝土能與舊的混凝土粘接上，需要對材料粘接面所使用的纖維材料進(jìn)行補(bǔ)充，以此增強(qiáng)其硬度。而外部預(yù)應(yīng)力加固法主要是對橋梁的上部構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力予以加固，對受拉區(qū)域施加一定的預(yù)應(yīng)力，且對部分重力進(jìn)行抵消，以此實現(xiàn)橋梁構(gòu)件的卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度以及閉合裂縫的目的，促使橋梁的承載能力能夠得到進(jìn)一步的提高。外貼粘貼法主要使用在那些加固構(gòu)件的尺寸受到限制而不得不增加橋梁承載力的情況下使用，通過在橋梁上部構(gòu)件的外部使用環(huán)氧樹脂等粘合劑粘貼鋼板、 玻璃鋼等材料的方式來提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載力。改變結(jié)構(gòu)體系法主要用于簡單的支梁下增加一些支撐或者橋墩，且通過將簡支梁橋變成連續(xù)梁橋、 在梁下增設(shè)鋼架等方式來實現(xiàn)加勁梁或疊合梁，最終達(dá)到減少梁內(nèi)控制截面峰值彎矩、 改變結(jié)構(gòu)體系的目的，進(jìn)而提高橋梁的承載能力。

我國常用的鐵路既有橋梁下部結(jié)構(gòu)加固方法主要有四種：擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法、支撐法加固法、鋼筋套箍以及護(hù)套加固法。擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法主要適用于橋梁基礎(chǔ)承載力較低、埋置較深的情況，為了能有效提高橋梁的承載力，則可以使用擴(kuò)大基礎(chǔ)加固的方式來擴(kuò)大墩臺、磚石以及混凝土等剛性實體式的基礎(chǔ)。通過擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法能夠進(jìn)一步擴(kuò)大橋梁基礎(chǔ)的承載面積，也可以通過在在剛性實體式基礎(chǔ)的周邊石砌圬工的方式來提高橋梁基礎(chǔ)的承載能力。在使用本加固方法時，需要事先明確構(gòu)件所拓寬的范圍，且在周圍進(jìn)行打樁圍堰。需要注意的是，如果橋墩基地的土壤基礎(chǔ)較差，施工人員還需要做好相應(yīng)的加固工作，以此確保墩臺的安全性。另外，為了保證新舊基礎(chǔ)之間的牢固度，施工人員還需要在施工過程中適當(dāng)增設(shè)一些錨固鋼筋來增強(qiáng)新舊基礎(chǔ)之間的整體性。支撐法加固主要使用在那些墩臺尺寸較小、無法承受臺背厚土壓力，或者橋孔方向出現(xiàn)傾斜、滑移的埋置式橋臺加固情況下。對于單跨小跨徑橋的橋臺加固，施工人員可以使用在兩臺之間加設(shè)水平支撐的方法來進(jìn)行支撐梁的加固。另外，也可以通過增建輔助擋土墻的方式來進(jìn)行加固，對因為橋臺背水平土壓力太大而引起傾斜的橋臺背增建一擋土的方式降低橋臺后壁的土壓力。鋼筋套箍以及護(hù)套加固法可以運(yùn)用在橋梁墩、臺出現(xiàn)貫通裂縫及大面積破損、風(fēng)化、剝落等情況下，通過在橋墩身上、中、下分設(shè)三道鋼筋箍或護(hù)套的方式來予以加固，且將錨固劑灌入銷孔、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、澆筑混凝土來實現(xiàn)構(gòu)件的加固。

結(jié)論：

總而言之，為了保證鐵路橋梁穩(wěn)固性，保障鐵路運(yùn)輸?shù)恼＿M(jìn)行，鐵路管理部門需要對鐵路運(yùn)輸線中的既有橋梁予以維修和加固，依據(jù)不同的病害問題，對造成鐵路橋梁不穩(wěn)固的主要原因進(jìn)行深入的分析，且采取相應(yīng)的加固方法來提高橋梁的承載能力，進(jìn)而確保鐵路橋梁能夠滿足運(yùn)輸荷載的要求，以此保證鐵路橋梁的正常使用，保障人們的正常出行。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜振軍.鐵路橋梁橫向振幅超限維修加固技術(shù)研究[J].中國煤炭,2014,40(S1)：309-311.

[2]劉壽山.朔黃重載鐵路橋梁病害分析及維管對策研究[J].國防交通工程與技術(shù) ,2015,13(S1)：13-15.