鐵路橋梁日常保養(yǎng)問(wèn)題及措施

秦健 王建成 樊宇

摘 要： 近年來(lái)，隨著鐵路建設(shè)規(guī)模和范圍的逐步擴(kuò)大，鐵路橋梁建設(shè)的數(shù)量顯著提升，鐵路橋梁安全問(wèn)題也備受人們關(guān)注，本文對(duì)開(kāi)展鐵路橋梁養(yǎng)護(hù)的基本原則進(jìn)行了介紹，深入分析了日常養(yǎng)護(hù)中存在問(wèn)題，并在此技術(shù)上提出了有針對(duì)性對(duì)的措施，力求提升鐵路橋梁使用的安全性，促進(jìn)鐵路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 鐵路橋梁；日常保養(yǎng)；措施

1.引言

鐵路橋梁的安全性與人們的出行息息相關(guān)。為了有效應(yīng)對(duì)地廣人多的現(xiàn)實(shí)情況，鐵路橋梁的發(fā)展成為必然。因此，鐵路橋梁的建設(shè)及安全維護(hù)成為鐵路行業(yè)亟待解決的問(wèn)題，是關(guān)乎鐵路行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要一環(huán)，需要予以高度重視?；诖?，要對(duì)鐵路橋梁日常維護(hù)、保養(yǎng)與管理工作進(jìn)行深入分析，為鐵路安全運(yùn)行提供保障。

2.鐵路橋梁發(fā)展歷程

近代橋梁的發(fā)展歷史，從第一座鑄鐵橋建成的1779年起算，迄今有217年，此中，從1825年開(kāi)始有鐵路橋，至今有171年。此發(fā)展進(jìn)程中，鐵路橋的發(fā)展歷程為：自1825年英國(guó)建成第一條鐵路并興建鐵路橋后一個(gè)世紀(jì)內(nèi)，歐美各國(guó)大規(guī)模興建鐵路，因而也是世界范圍內(nèi)大規(guī)模新建鐵路橋的第一個(gè)高潮。第一座混凝土鐵路橋也是英國(guó)在1867年興建。因煉鋼技術(shù)的發(fā)展是在1860年以后，所以此前建鐵路橋的材料多為鑄鐵、熟鐵。直到1874年，才在美國(guó)建成第一座鐵路鋼橋圣路易斯橋。而第一座鋼筋混凝土鐵路橋是在1890年才出現(xiàn)。本世紀(jì)初，由于汽車(chē)的出現(xiàn)及公路干線(xiàn)的修建，促進(jìn)了公路橋的發(fā)展。自此，近半個(gè)多世紀(jì)，美、英、德、法等一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，不僅很少新建大型鐵路橋，而且大量舊線(xiàn)鐵路橋也得不到更新。而高速公路的迅速發(fā)展，在世界范圍內(nèi)掀起興建公路橋的高潮，使公路橋工程技術(shù)的發(fā)展速度至今已超過(guò)鐵路橋。直到最近，由于公路運(yùn)輸燃料消耗大、成本高、空氣、環(huán)境污染嚴(yán)重成為社會(huì)公害，日本及歐洲一些國(guó)家又開(kāi)始轉(zhuǎn)向發(fā)展鐵路新干線(xiàn)和高速鐵路。另外，許多正在發(fā)展中國(guó)家，其中包括我國(guó)，正在加大新干線(xiàn)鐵路和高速鐵路的建設(shè)步伐。故今后一段時(shí)期內(nèi)，可望在世界一定范圍內(nèi)，出現(xiàn)第二個(gè)鐵路橋梁發(fā)展高潮。

3.鐵路橋梁養(yǎng)護(hù)與維修的基本原則

3.1遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，正確處理養(yǎng)與用關(guān)系

為了將鐵路橋梁維修與養(yǎng)護(hù)落到實(shí)處，行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與政策是跟班，需要嚴(yán)格遵守秩序，這主要涉及《鐵路主要技術(shù)政策》和《鐵路工務(wù)主要技術(shù)裝備政策》。在應(yīng)用過(guò)程中，要依據(jù)運(yùn)行基本情況，構(gòu)建有針對(duì)性的橋梁維修保養(yǎng)工作方案，重視規(guī)劃工作的開(kāi)展。另外，在管理方面，以《鐵路橋梁建筑物大修維修規(guī)則》為基準(zhǔn)，遵守其中的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)原則，形成更加科學(xué)的管理制度，全面發(fā)揮對(duì)橋梁維修保養(yǎng)工作的指導(dǎo)性功能。除此之外，橋梁養(yǎng)護(hù)維護(hù)還要關(guān)注外部環(huán)境，尤其是行車(chē)與人身的安全性，正確處理運(yùn)輸與施工的關(guān)系，在保證質(zhì)量與安全的基礎(chǔ)上，降低中斷停車(chē)方法的使用率，避免過(guò)長(zhǎng)時(shí)間限制行車(chē)速度的情況發(fā)生。

3.2重視管理改革，加快管理模式的過(guò)渡

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，鐵路運(yùn)輸載重大幅增加，列車(chē)密度增大，速度提升，因此，運(yùn)行情況發(fā)生變化，養(yǎng)護(hù)維修時(shí)間被縮短。基于此，需要對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)維護(hù)管理工作進(jìn)行調(diào)整與改革，建立新的組織體制，形成有針對(duì)性的管理制度，確定新時(shí)期的養(yǎng)修模式與操作方式，推動(dòng)維修保養(yǎng)工作有序推進(jìn)。具體講，結(jié)合國(guó)外養(yǎng)修經(jīng)驗(yàn)及我國(guó)橋梁運(yùn)行的具體情況，可以將設(shè)備管理部門(mén)設(shè)置在基層工務(wù)段，目的是強(qiáng)化橋梁設(shè)備的日常檢查與維護(hù)，強(qiáng)化養(yǎng)修成本的合理控制。針對(duì)橋梁大規(guī)模維修，需要由專(zhuān)業(yè)維修部門(mén)完成，切實(shí)加快管理機(jī)制由粗放型向經(jīng)營(yíng)型的過(guò)渡。

4鐵路橋梁運(yùn)行使用中的常見(jiàn)問(wèn)題

4.1軸向負(fù)荷多變引發(fā)梁體撓度超限問(wèn)題

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，一旦列車(chē)軸向負(fù)荷出現(xiàn)變化，梁體豎向撓度很難保持不變，尤其是隨著負(fù)荷的不斷增大，出現(xiàn)擴(kuò)大的趨勢(shì)。如果混凝土板梁豎向載荷超大，撓度超限問(wèn)題很難避免，直接降低運(yùn)行效能，影響正常使用，亟需加固處理，以達(dá)到提升梁體剛度的目的。

4.2支座磨損制約性能發(fā)揮，影響行車(chē)安全

運(yùn)行列車(chē)如果軸重加大，就會(huì)對(duì)支座及相關(guān)制動(dòng)設(shè)備部件產(chǎn)生影響。這是因?yàn)榱熊?chē)軸重增加后，支座荷載加大，豎向荷載力隨之?dāng)U大。同時(shí)，列車(chē)此時(shí)的搖擺力與制動(dòng)力也呈加大趨勢(shì)，支座磨損增大，位移增大。此外，轉(zhuǎn)角超限也是荷載過(guò)大引發(fā)的常見(jiàn)問(wèn)題，直接降低橋梁結(jié)構(gòu)的伸縮性與轉(zhuǎn)動(dòng)性。在盆式橡膠支座的使用中，常見(jiàn)問(wèn)題是聚四氟乙烯板出現(xiàn)磨損，問(wèn)題源于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷，主要原因是對(duì)支座實(shí)際運(yùn)行要求不了解。如果聚四氟乙烯板質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，忽視專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，很難在根本上保證支座性能的發(fā)揮。另外，如果鐵路橋梁縱向位移過(guò)大，就會(huì)增大鋼板與聚四氟乙烯板之間的位移。借助聚四氟乙烯外露高度，判定盆式橡膠支座的磨損程度，外露高度減少趨勢(shì)越大，就越代表磨損情況會(huì)發(fā)生。如果外露高度控制在0.5～1mm，則可以繼續(xù)使用，但周期性的檢查必不可少。一旦外露高度在0.2～0.5mm，就要及時(shí)維護(hù)，避免問(wèn)題擴(kuò)大，有效維護(hù)列車(chē)行駛的安全性。一旦外露高度在0.2mm以下，代表磨損程度較大，對(duì)列車(chē)行駛安全性產(chǎn)生極大的威脅，需要立即更換。搖軸支座主要借助線(xiàn)接觸達(dá)到傳力目的，搖軸弧面產(chǎn)生的應(yīng)力增大，鐵路荷載適應(yīng)力降低，病害發(fā)生概率提升，對(duì)運(yùn)行能力影響較大，出現(xiàn)常見(jiàn)的鋼制部件生銹、支座轉(zhuǎn)角不合適以及位移等現(xiàn)象。

4.3疲勞效應(yīng)加劇梁體混凝土裂縫病害

對(duì)于鐵路運(yùn)行，環(huán)境復(fù)雜多樣，甚至?xí)龅绞謵毫拥臈l件，尤其是荷載與運(yùn)行量不斷增大，加重橋梁疲勞效應(yīng)，橋梁混凝土構(gòu)件問(wèn)題隨之產(chǎn)生。例如，隨著荷載的加大，混凝土自有裂縫將呈現(xiàn)擴(kuò)大與延伸的趨勢(shì)，鋼筋部件也會(huì)發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，影響混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，耐久性能降低。裂縫類(lèi)型較多，主要包括豎向、斜向和縱向3種。

5不斷加強(qiáng)鐵路橋梁日常保養(yǎng)的措施

5.1借助加固技術(shù)應(yīng)對(duì)梁體撓度過(guò)高問(wèn)題

為了有效解決梁體撓度過(guò)大的問(wèn)題，可以引入體外碳纖維板加固技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)于解決混凝土板梁豎向撓度過(guò)高問(wèn)題十分有效。具體來(lái)講，主要借助碳纖維板進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施加，從而提升強(qiáng)度，保證其性能得到充分發(fā)揮。

5.2用球形支座替代盆式支座來(lái)提升應(yīng)力

一旦盆式橡膠支座出現(xiàn)受力不均勻的情況，就說(shuō)明聚四氟乙烯出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損情況，如果不重視，處理不及時(shí)，支座很容易損壞，橋梁結(jié)構(gòu)安全受到威脅。鑒于此，要及時(shí)更換支座，通常使用球形支座替代盆式支座，其工藝更先進(jìn)。這種支座的滑板材料與摩擦系統(tǒng)都滿(mǎn)足國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)，極大地提升了支座的應(yīng)力，耐久性顯著提升。

5.3結(jié)合混凝土裂縫規(guī)模等選擇加固方法

如果發(fā)現(xiàn)橋梁混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，需要先明確裂縫的實(shí)際寬度，準(zhǔn)確掌握其走向，而后形成有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)方案。具體來(lái)講，如果鋼筋混凝土梁主筋的附近出現(xiàn)豎向彎曲裂縫，同時(shí)裂縫小于0.25mm，腹板豎向、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在0.2mm以下，可以采用灌封方式處理。一旦超過(guò)上限值，需要對(duì)裂縫展開(kāi)長(zhǎng)期監(jiān)督，考察其發(fā)展趨勢(shì)。

結(jié)語(yǔ)：當(dāng)前，鐵路發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，因此，鐵路橋梁養(yǎng)護(hù)與管理極其重要。鑒于此，要結(jié)合實(shí)際情況，制訂合理的養(yǎng)護(hù)方案，有效減少事故，保證鐵路運(yùn)行的安全性。

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