重載鐵路小跨度橋梁換梁施工及運(yùn)營性能測(cè)試分析

李保龍

(朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，河北 肅寧 062350)

為了滿足鐵路貨運(yùn)量增大的需求，我國已經(jīng)研制出軸重30 t以上的重載鐵路核心裝備[1]，并建立了一整套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系。隨著大軸重列車的開行，部分鋼筋混凝土橋梁在翼緣、腹板等位置出現(xiàn)了縱向裂縫、混凝土掉塊、鋼筋銹蝕嚴(yán)重等病害。為保證橋梁滿足重載運(yùn)輸要求和長(zhǎng)期運(yùn)營安全，可采用換梁的方法對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化改造。

本文以保衡路一座跨度為8 m的鋼筋混凝土橋梁為例，介紹了換梁的施工過程，通過運(yùn)營性能試驗(yàn)評(píng)價(jià)換梁后該橋的實(shí)際工作狀態(tài)并檢驗(yàn)換梁的效果，從而對(duì)比換梁前后梁體的性能。

1 工程概況

圖1 主梁病害

圖2 新、舊橋梁示意

2 換梁施工

由于本次施工作業(yè)面位于既有鐵路線或鄰近既有鐵路線，因此，應(yīng)以縮短工期、減少對(duì)既有鐵路線正常運(yùn)行的影響為首要施工原則。施工采用“吊車配合高架臺(tái)車換梁”的方案[6-9]，具體如下：

2)對(duì)橋下公路交通進(jìn)行管制，在第1，3孔梁下澆筑C30鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，再在條形基礎(chǔ)上搭設(shè)φ500鋼管支撐體系，并在支撐體系上安裝移梁跑道、移梁臺(tái)車和移梁同步控制系統(tǒng)。

3)新梁存梁所用φ500鋼管臨時(shí)支撐安裝至設(shè)計(jì)位置，需滿足舊梁上跨橫移的施工條件。

4)待新梁運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，通過吊機(jī)吊裝至鋼管臨時(shí)支撐體系上，存放位置如圖3(a)所示，然后在新梁上鋪設(shè)道床道砟。

5)待換梁準(zhǔn)備工序完畢后，首先利用封鎖點(diǎn)橫移出既有T梁，再同步頂升新梁至換梁高度，如圖3(b)所示。然后安裝新梁橫移設(shè)備并橫移新梁就位，如圖3(c)所示。最后利用三維精調(diào)設(shè)備及移梁同步控制系統(tǒng)頂落梁精確安裝就位。

圖3 新鋼混結(jié)合梁換梁施工過程(單位：cm)

6)換梁施工作業(yè)時(shí)，先同時(shí)更換上、下行第1孔梁，再更換第3孔梁。

3 換梁后運(yùn)營性能試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)內(nèi)容

3.2 試驗(yàn)方法

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試共分為6個(gè)工況，根據(jù)列車的類型不同進(jìn)行分類。本次試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置如圖4所示，測(cè)試工況見表1，測(cè)點(diǎn)布置見表2。

表1 橋梁測(cè)試工況

表2 試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置

3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.3.1 跨中橫向振幅

圖5 第1孔和第3孔跨中橫向振幅

表3 換梁前后跨中橫向振幅最大值對(duì)比 mm

3.3.2 跨中動(dòng)撓度動(dòng)力系數(shù)

圖6 第1孔2#梁、第3孔2#梁跨中動(dòng)撓度動(dòng)力系數(shù)

3.3.3 跨中動(dòng)應(yīng)變動(dòng)力系數(shù)

圖7 第1孔2#梁、第3孔2#梁跨中動(dòng)應(yīng)變動(dòng)力系數(shù)

3.3.4 墩頂橫向振幅

圖8 1#墩、2#墩墩頂橫向振幅

換梁前后墩頂橫向振幅最大值對(duì)比見表4，可知換梁后橋墩墩頂橫向振幅降低率為11.1%～50.0%。

表4 換梁前后墩頂橫向振幅最大值對(duì)比 mm

4 結(jié)論

本文以保衡路中橋?yàn)楣こ瘫尘?，介紹了換梁施工的過程，并依據(jù)換梁后該橋的運(yùn)營性能試驗(yàn)結(jié)果，分析評(píng)價(jià)了該橋?qū)嶋H工作狀態(tài)，檢驗(yàn)了換梁的效果。在不同列車荷載、不同行駛速度下新梁各項(xiàng)響應(yīng)為：

1)主梁跨中橫向振幅遠(yuǎn)小于規(guī)范規(guī)定通常值。與換梁前相比，換梁后主梁跨中橫向振幅降低率約為74.6%～85.2%。

2)同一跨4片梁的跨中動(dòng)撓度動(dòng)力系數(shù)基本一致，且遠(yuǎn)小于規(guī)范值。

3)同一跨4片梁的跨中動(dòng)應(yīng)變動(dòng)力系數(shù)基本一致，且遠(yuǎn)小于規(guī)范值。

4)橋墩墩頂橫向振幅遠(yuǎn)小于規(guī)范規(guī)定的通常值。與換梁前相比，換梁后橋墩墩頂橫向振幅降低率約為11.1%～50.0%。