鐵路橋梁鋼支座檢查與維修技術(shù)探討

[摘要] ? ? 橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的重要結(jié)構(gòu)部件。既有線鐵路橋梁的鋼支座，在長(zhǎng)期的營(yíng)運(yùn)使用過程中，由于列車載重的增加、運(yùn)行速度的提升等外部環(huán)境的變化，維修養(yǎng)護(hù)的欠缺等各種原因，導(dǎo)致其產(chǎn)生了不同的病害。這些支座病害的存在，對(duì)于橋梁梁拱的影響較大，輕則誘發(fā)梁體結(jié)構(gòu)病害，重則影響鐵路運(yùn)輸安全。所以，橋梁支座一個(gè)部件的病害會(huì)對(duì)整座橋梁的技術(shù)狀態(tài)造成影響。因此，在鐵路橋梁的運(yùn)營(yíng)管理中，做好橋梁支座的檢查與養(yǎng)護(hù)，是十分重要和關(guān)鍵的一項(xiàng)工作。本文就既有線鐵路橋梁支座的常見病害及產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并提出檢查與保養(yǎng)的方法。

[關(guān)鍵詞] ? ? 既有線鐵路;橋梁鋼支座;檢查;養(yǎng)護(hù)

在西北鐵路的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)組成中，有相當(dāng)大的一部分是建于上世紀(jì)五六十年代的普速鐵路既有線路。其主要的基本技術(shù)條件是基于當(dāng)時(shí)的蒸汽機(jī)車牽引和30T～50T的貨車載重而設(shè)計(jì)建造的。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，尤其是近些年鐵路交通運(yùn)輸量的迅猛增加和高速重載，既有線橋梁承受的荷載不斷增大，在此情況下，橋梁支座相繼出現(xiàn)了不同形式的病害。若不能及時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)這些病害，并及時(shí)的進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)，必將影響橋梁梁拱的正常受力狀態(tài)，既而影響橋梁的技術(shù)狀態(tài)和使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){到鐵路運(yùn)輸安全。

2018年10月新施行的《普速鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》提出“橋隧修理工作采用狀態(tài)修與周期修相結(jié)合的方式進(jìn)行，以狀態(tài)修為主”的修程模式和“橋隧建筑物修理實(shí)行檢查與養(yǎng)修分開的管理體制”。因此，在新的維修體制管理模式下，做好橋隧建筑物的檢查、監(jiān)控就更加顯得十分的重要和迫切。而對(duì)于普速鐵路既有線橋梁鋼支座病害的及時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)，并及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修，是確保普速鐵路既有線橋梁設(shè)備“狀態(tài)均衡完好，使列車能以規(guī)定的速度安全、平穩(wěn)和不間斷地運(yùn)行”的關(guān)鍵。

1. 橋梁支座的作用

在鐵路橋梁結(jié)構(gòu)中，支座是橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)，其承上啟下的作用，是將列車荷載等上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，均勻安全地通過支承墊石傳遞到橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ);同時(shí)橋梁支座要保證上部梁跨結(jié)構(gòu)在列車荷載、外界溫度變化、結(jié)構(gòu)混凝土徐變等因素作用下能夠自由伸縮變形，保證橋梁梁跨結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)盡可能地與設(shè)計(jì)相吻合;并且能夠滿足《普速鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》第2.4.4 條“列車活載作用下，支承墊石與梁底之間的橫向相對(duì)變位不應(yīng)大于1 mm”的技術(shù)要求，牢靠地保證梁跨在墩臺(tái)上的位置正確。在保護(hù)橋梁梁端、墩臺(tái)帽不受損傷的同時(shí)，并能滿足橋上線路幾何尺寸的技術(shù)要求和列車運(yùn)行的安全平穩(wěn)與旅客的舒適性。

2. 既有線鋼支座常見類型與病害

建于上世紀(jì)五六十年代的普速鐵路既有線路橋梁，受制與當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)條件，廣泛采用傳統(tǒng)的鑄鋼支座，且以平板鑄鋼支座、小弧形鑄鋼支座為主，占到了橋梁支座總數(shù)的95%以上。本世紀(jì)初的新建普速鐵路，因橋梁跨度大多為24m～32m這才較為廣泛的采用了搖軸鋼支座。這些主型橋梁鋼支座，在運(yùn)營(yíng)維護(hù)過程中暴露出的主要病害有下述種類。

2.1 平板、弧形鋼支座的病害

（1）鋼部件銹蝕（圖1）;（2）上下座板與梁身、支座與支承墊石之間不密貼;（3）支承墊石不平，翻漿冒銹、裂損（圖2）;（4）支座滑動(dòng)面磨損不平整;（5）支座錨栓剪斷、彎曲或松動(dòng);（6）支座銷釘剪斷等。

2.2 搖軸鋼支座的病害

搖軸鋼支座除了上述平板、弧形支座的共同病害以外，還存在以下病害：（1）支座傾角、位移超限（圖3）;（2）防震連接件缺失;（3）活動(dòng)支座不活動(dòng);（4）支座安裝允許偏差超限（圖4）;（5）固定支座不穩(wěn)固等。

3. 鋼支座常見病害產(chǎn)生的原因分析

3.1 施工遺留問題。（1）施工中支座安裝質(zhì)量管理不夠，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)控制不嚴(yán)，支承墊石高程未能滿足設(shè)計(jì)要求，致使同一梁體的四個(gè)支點(diǎn)高程誤差大于《設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，四個(gè)支座受力不均。嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)“三條腿”病害，個(gè)別支座甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的脫空病害。這類支座病害即使后期維修作業(yè)中得以整治，但往往因維修工藝受限、維修作業(yè)質(zhì)量或維修材料的使用不當(dāng)，病害得不到根治。往往在維修整治3～5年后或更短的時(shí)間，而隨即產(chǎn)生下座板與支承墊石之間不密貼。（2）支承墊石鋼筋混凝土強(qiáng)度不足，或鋼筋布置不合理，高速重載后，結(jié)構(gòu)受增加荷載的作用，相繼造成支承墊石的開裂和破損等病害。（3）支承墊石排水不良，積水造成下座板與支承墊石之間不密貼病害惡性循環(huán)，導(dǎo)致病害加速發(fā)展升級(jí)。（4）因橋梁墩臺(tái)施工誤差的超限，在架梁階段既形成支座安裝質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，運(yùn)營(yíng)初始即存在支座傾角超限等病害。這類病害在開通運(yùn)營(yíng)后，要徹底整治都較為困難。

3.2運(yùn)營(yíng)增載問題。（1）高速重載使支座荷載增加，加劇鋼部件滑動(dòng)面磨損。（2）荷載增加，造成個(gè)別支承墊石開裂、破損。（3）個(gè)別曲線橋梁，因橋上線幾何尺寸及正矢不良未得到及時(shí)整治，長(zhǎng)期的非正常荷載應(yīng)力，導(dǎo)致支座銷釘、錨栓剪斷。（4）既有線橋面的排水不好，梁端雨水流到支座，造成支座鋼部件銹蝕嚴(yán)重，加之養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，重載下致使“翻漿冒銹”病害加劇。

3.3 養(yǎng)護(hù)維修問題。（1）檢查制度執(zhí)行不到位，病害未能及時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)，并得到及時(shí)的維修保養(yǎng)整治，造成鋼支座的滑動(dòng)面不清潔，潤(rùn)滑不良，鋼部件之間磨損加劇，支座的伸縮轉(zhuǎn)動(dòng)功能阻力增大，嚴(yán)重時(shí)甚至造成錨栓剪斷。（2）支座錨栓螺母松動(dòng)、脫落，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，既而導(dǎo)致支座上下座板固定不牢固，病害發(fā)展嚴(yán)重時(shí)將造成鋼支座的銷釘、錨栓折斷。（3）支承墊石出現(xiàn)積水、開裂等病害初期，檢查未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整治，或“翻漿冒銹”致使出現(xiàn)的“三條腿”病害沒有得到徹底整治，從而造成病害反復(fù)整治反復(fù)加劇。（4）支座養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)質(zhì)量不高，反映在作業(yè)人員的操作技能水平不足或作業(yè)責(zé)任心不強(qiáng)，支座病害的整治未能達(dá)到《橋隧維修單項(xiàng)作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)技術(shù)要求，為病害的產(chǎn)生和發(fā)展留下了隱患。（5）在全面維修時(shí)，未能按《普速鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》第5.3.2 條規(guī)定，“在每座橋隧綜合維修時(shí)，應(yīng)進(jìn)行一次全面檢查”，錯(cuò)失了支座病害檢查的最佳條件與最佳檢查時(shí)機(jī)，致使個(gè)別支座病害未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而得到及時(shí)的養(yǎng)護(hù)與維修。

4. 鋼支座的檢查與養(yǎng)護(hù)

4.1 鋼支座的檢查重要性與既有線橋梁支座檢查的最佳時(shí)機(jī)?！镀账勹F路橋隧建筑物修理規(guī)則》第1.0.3 條指出“橋隧建筑物檢查、監(jiān)控是全面掌握設(shè)備狀態(tài)變化的重要手段，也是保證行車安全的基礎(chǔ)性工作。”因此，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的檢查制度，對(duì)橋梁支座病害的早期發(fā)現(xiàn)十分重要，特別是《普速鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》其中第5.3.2 條規(guī)定的“在每座橋隧綜合維修時(shí)，應(yīng)進(jìn)行一次全面檢查”的要求最為關(guān)鍵。普速鐵路既有線橋梁的大多數(shù)鋼支座，因安裝有防塵罩等附屬裝置，在日常的檢查過程中，往往不能做到全面和較為徹底的檢查。因此，結(jié)合橋隧綜合維修作業(yè)，在橋梁支座的檢查具備最佳檢查條件時(shí)，正確合理的安排作業(yè)人員對(duì)橋梁支座進(jìn)行一次全面的檢查“體檢”，是橋梁支座檢查的最佳時(shí)機(jī)，也是最為徹底、最有效的檢查。

4.2既有線橋梁鋼支座的檢查重點(diǎn)。普速鐵路既有線橋梁鋼支座在檢查作業(yè)中，應(yīng)在執(zhí)行《普速鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》的基礎(chǔ)上，注意以下重點(diǎn)。（1）支座主要鋼構(gòu)件裂損或脫焊，鋼部件的銹蝕。（2）觀察活動(dòng)支座滑動(dòng)面的潔凈與滑潤(rùn)狀態(tài)，磨損情況。（3）支座傾角、位移是否超限，發(fā)現(xiàn)異常超限或固定支座不固定時(shí)，應(yīng)檢查錨栓狀態(tài)，必要時(shí)起頂梁檢查支座銷釘。（4）支承墊石是否裂損、不平，排水是否良好，有無(wú)三條腿、翻漿冒銹等。（5）搖軸支座上下擺錯(cuò)動(dòng)情況，有異常時(shí)應(yīng)檢查銷釘是否剪斷。（6）支座上下座板與梁身、支座與支承墊石之間是否密貼，支座各部分是否完好。

4.3 既有線橋梁鋼支座的養(yǎng)護(hù)。新施行的《普速鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》第1.0.4 條規(guī)定“橋隧修理工作采用狀態(tài)修與周期修相結(jié)合的方式進(jìn)行，以狀態(tài)修為主”。而橋隧修理工作實(shí)行“狀態(tài)修”的關(guān)鍵是加強(qiáng)和做好橋隧建筑物的日常檢查與養(yǎng)護(hù)，及時(shí)準(zhǔn)確的掌握橋隧建筑物的“技術(shù)狀態(tài)”，并且持續(xù)做好橋梁鋼支座的日常養(yǎng)護(hù)，維護(hù)好橋梁支座的最佳技術(shù)狀態(tài)就顯得更加重要。做好既有線橋梁鋼支座的養(yǎng)護(hù)，應(yīng)著力做到以下幾方面。（1）切實(shí)做好支座的檢查工作，尤其是特大橋、大橋的橋梁支座數(shù)量較大的情況下，更要制訂好檢查計(jì)劃，確保做到全面檢查，防止產(chǎn)生檢查空白或遺漏，杜絕支座病害隱患。（2）切實(shí)應(yīng)用好《工務(wù)系統(tǒng)安全生產(chǎn)管理橋隧子系統(tǒng)》，針對(duì)檢查出的橋梁鋼支座病害問題，及時(shí)采取針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)維修措施，恢復(fù)鋼支座技術(shù)狀態(tài)。（3）提升支座養(yǎng)護(hù)維修工藝水平，對(duì)因排水不良引起的系列病害，在整治支座病害的同時(shí)，應(yīng)一并整治滲漏水缺陷，杜絕雨水浸蝕鋼支座，防止支座病害再次產(chǎn)生。（4）對(duì)支承墊石開裂、破損類的病害，在病害整治前，應(yīng)檢測(cè)該孔梁的四個(gè)支座受力分布情況，應(yīng)在調(diào)整好支座反力誤差不大于5%的狀態(tài)下，再進(jìn)行搗墊砂漿等整治。支承墊石的修補(bǔ)砂漿，應(yīng)盡可能的采用聚合物砂漿，以提高其強(qiáng)度和耐久性。（5）對(duì)支座鋼部件的防銹作業(yè)，應(yīng)嚴(yán)格按《普速鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》規(guī)定的第六套鋼結(jié)構(gòu)涂裝體系進(jìn)行規(guī)范涂裝，并在作業(yè)過程中，切實(shí)做好底層的鋼表面清理除銹工作。（6）對(duì)于活動(dòng)支座及其滑動(dòng)面的清理、涂油作業(yè)，應(yīng)仔細(xì)做好雜物及灰塵的清理，并選用耐候性較好的固體油脂，采用塑料膜封閉等耐久性、防塵效果好的工藝措施。

5. 結(jié)語(yǔ)

目前，隨著我國(guó)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路交通運(yùn)輸量還在不斷增長(zhǎng)，加強(qiáng)既有線鐵路橋梁的檢查與養(yǎng)護(hù)工作意義重大。橋梁支座作為橋梁結(jié)構(gòu)的核心傳力部件，對(duì)保障整個(gè)橋梁在鐵路運(yùn)輸安全的過程中起著至關(guān)重要的作用，它的技術(shù)狀態(tài)好壞將直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的整體使用性能和壽命。因此，重視和做好普速鐵路既有線橋梁支座的檢查和養(yǎng)護(hù)工作，是鐵路工務(wù)部門橋隧管理的一項(xiàng)關(guān)鍵性專業(yè)技術(shù)工作。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] ?莊軍生?！稑蛄褐ё罚ǖ谒陌妫??中國(guó)鐵道出版社，2015.11.

[3] 《橋隧維修單項(xiàng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》 ? ? ? 中國(guó)鐵道出版社，2014.12.

[4] ?王隴平。維修中橋梁支承墊石病害的成因及整治方法之我見。（大陸橋，2018.02）

第一作者簡(jiǎn)介：

樊小軍（1974～ ?），男，漢族，甘肅榆中人，大學(xué)?？?，助理工程師，主要從事鐵路橋隧維修養(yǎng)護(hù)管理工作。