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摘 要 安全的铁路环境是构建和谐铁路的根本所在,“安全第一,预防为主”始终是中国铁路运输的永恒主题,钢筋混凝土铁路跨线桥已使用30多年,对其进行检测鉴定,确定其现有承载力,提出加固方案满足改变生产工艺后的铁路桥正常使用要求。
关键词 铁路桥;检测鉴定;养护
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)031-0203-01
钢筋混凝土6跨单线铁路桥,跨度均为16.0m,铁路桥手上世纪70年代初期兴建,铁路桥墩采用钢筋混凝土结构,桥梁采用钢筋混凝土“T”形简支梁。由于生产工艺改变,火车载重增加,需通行铁水罐车,罐车总长为8.336m,一次运载铁水车为4接车厢,负载时最大运行速度为20km/h,根据《铁路桥涵设计基木规范》(TB 10002.1-99),《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-99),《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5-99),《铁路工程设计防火规范》(TB 10063-99),《混凝土结构试验方法标准》(GB50152),《混凝土公路桥梁可靠性鉴定规程》(DB42-068-92),对现有结构进行检测鉴定与研究,提出处理意见,满足生产工艺要求。
1 基本调查与结构受力分析
铁路跨线桥梁的特点与受力分析:
根据现场调查及检测对原结构进行计算分析,分析结果如下:
道碴槽板复核(取lm板带计算)
内侧板板肋交按处:M=30.53KN.r n V=81.42kN
混凝土压应力:σc=1.94MPa<[σb]满足要求;
混凝土压应力:σc=1.68MPa<[σb]满足要求;
混凝土拉应力:σs=102.34MPa<[σs]满足要求;
混凝土拉应力:σs=103.5MPa<[σs]满足要求;
裂缝宽度验算:Wf=0.15mm<[Wf]满足要求;
剪应力:0.19MPa<[σtp-1]满足要求;外侧板板肋交接处:M=23.65kN.rn;V=64.81kN
裂缝宽度验算:Wf=0.15mm<[Wf]满足要求。
2 伸缩缝装置的检查
伸缩缝设置于梁端构造较弱部位,因直接承受车辆的反复荷载。故最易遭受破坏。而且会发展到引起结构本身的破坏,如桥面伸缩缝的损坏,使雨水向下渗漏从而影响梁体端部结构和造成支座锈蚀等破坏,对伸缩缝装置的检查主要是目测,必要时应量测破损的范围,并在记录中详细描述。
1)桥面排水设施的检查。桥面排水设施及桥面铺装的缺陷,往往导致桥面积水。桥面排水设施的缺陷,在降雨和化雪时表现得最显著,因而对桥面排水设施缺陷的检查最好在此季节进行。桥面积水往往会通过桥面铺装的裂缝等缺陷影响桥梁主要承重结构构件的耐久性能。
2)基本受力构件缺陷及损伤检查。根据桥梁结构形式、构件种类、建桥环境、施工质量以及使用情况等不同,在基本构件上缺陷产生的部位、种类和程度也不同。对于混凝土桥上部结构的基本构件,根据以往养护普查经验,缺陷通常有混凝土开裂、剥离、断面破损、钢筋外漏及锈蚀、混凝土本身质量不足、异常变形、梁板湿接缝渗水、漏水等。其表现为表面裂缝、蜂窝、麻面、空洞、露筋、剥落、游离石灰、缝隙夹层等现象。这里,我们重点分析简支梁桥和中小跨径连续现浇箱梁(20m~30m)的破坏部位、形式、过程。对中小跨径连续现浇箱梁(20m~30m),主要检查裂缝,裂缝多发生在箱梁跨中底板、腹板附近,底板预应力锚固附近局部范围内出现拉应力易引起底板开裂;以及支点处顶板,若顶板开裂,雨季箱梁内必然积水,钢筋和预应力束就有可能锈蚀。因此,在基本构件的检查中,一定要细心观察,发现缺陷后,应结合观察到缺陷的种类、部位、范围及严重程度,从设计、施工及使用年限,使用状态记录出发,进行综合分析,使之得到切合实际的初步判断。确定是否应该进行静荷载和动荷载试验,对桥梁进行综合评估。
3)支座的检查。支座的病害主要有:①支座本身:止浮装置的损害、限制移动装置的损害;辊轴的偏移和下降、销子和辊轴的破坏、支座构件裂痕、螺母松动、带头螺栓固定螺栓的脱落、滑动面、滚动面锈死、下底板的破裂、各构件的腐蚀、相互间接触。②支座底板:锚栓切断、填充砂浆裂缝、支座底板混凝土碎裂、支座垫石压坏、剥离。因此,对桥梁支座的检查应进行以下几个方面的内容:简易垫层支座的油毡是否老化破裂;钢板滑动支座和弧形支座是否干涩、锈蚀;摆式支座各部分相对位置是否正确,受力是否均匀,钢筋混凝土立柱是否损坏;橡胶支座是否老化、变形,位置是否正确;滑动钢盆橡胶支座的固定螺栓有无剪断破坏,螺母有无松动;活动支座是否灵活,实际位移是否正确、是否有对于滑动面、滚动面夹杂尘埃和异物,以及防水装置和排水装置等的缺陷而产生的漏水、溢水等。
3 桥梁下部结构的检查
1)桥梁墩台的检查。桥梁墩台的检查主要是墩台身缺陷及裂缝检查,墩台变位(沉降、位移、倾斜)的检查。对于钢筋混凝土的墩台身来讲,比较常见的缺陷是混凝土的冻涨引起剥离、混凝土的风化、掉角及船只碰撞造成的表面混凝土擦痕、露筋、支座下混凝土局部承压而造成损坏;比较常见的裂缝形态是墩台身沿主筋方向的裂缝或沿箍筋方向的裂缝、盖梁上与主筋方向垂直的竖向或斜裂缝。对于软土地基上先简支后连续的桥梁,如果在检查中发现伸缩缝宽度有变化,就应该检查桥墩和桥台是否变形破坏,同时桥墩立柱推移变形与地面之间有空隙,此时应该开挖检查立柱和桩基连接部位是否有剪切裂缝。例如对于简支梁桥。当上部结构检查发现主梁在墩顶倾斜、伸缩缝顶死的情况,可以初步判定桥墩可能有倾斜或不均匀沉降。桥梁墩台的沉降量详细检验用精密水准仪测量,严格按国家一、二等水准测量规定进行,并应闭合在两岸的永久水准点上。观测点一般选在墩台顶面的两端,其观测标志可用在墩台上埋置的铆钉头作为水准观测点。桥梁墩台的倾斜情况详细检查可以在墩台上设置固定的铅垂线测点,用全站仪或吊垂球测定墩台倾斜度。中小跨度桥梁墩台水平位移的观测可用特制的钢线尺固定拉力作悬空丈量,直接将丈量结果与竣工资料比较。钢线尺最好是铟钢制成,以免气温变化的影响。对于拱桥墩台水平位移的检查,可用以下方法:①若有完整的竣工资料,桥台水平位移可根据小三角测量求得跨径,与竣工时跨径值比较得到;②若没有竣工资料,则需要根据实测拱轴线取得拱顶的下沉量,扣除因设计预拱度不够而下沉得到的差值,再以此除以拱顶处推力影响线坐标,可以得到桥台的水平位移的估算值。
2)桥梁基础的检查。对于墩台基础的检查,主要指墩台基础的冲刷情况和缺陷情况的检查。在水中的桥墩,因为直接阻水,除了一般的冲刷以外,还有局部冲刷,在桥墩处形成局部漏斗形河床。当河床为厚砂砾卵石层时,因水流带动砂砾石运动,会对钻孔灌注桩造成严重的磨损,故致使桩中钢筋外露。特别是在地面或低水位以下、冻结线以上或冲刷线附近,基础或墩身常有环带状腐蚀,基础周围表面松散,严重者使混凝土形成空洞。对于混凝土或浆砌片石扩大基础,主要缺陷是基础松散破裂和基础下冲空。当桥梁墩台有倾斜、位移或在活载作用下墩顶位移较大时,往往可能是基础有病害,应进行挖探检查:当河床无水或浅水墩台,可设围堰防水直接挖至基础检查;对于流速不大的深水墩台,可用围堰、封底进行抽水检查。总之,桥梁养护检查不是一朝一夕的事,应按计划科学有序地进行。
4 結语
安全的铁路环境是构建和谐铁路的根本所在,“安全第一,预防为主”始终是中国铁路运输的永恒主题,因此求真务实的检查养护铁路桥梁,保证其正常通行是我们所有工务检测人员的真知。
参考文献
[1]中华人民共和国铁道部.铁路桥梁检定规范(铁运[2004]120号).北京:中国铁道出版社,2004.
关键词 铁路桥;检测鉴定;养护
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)031-0203-01
钢筋混凝土6跨单线铁路桥,跨度均为16.0m,铁路桥手上世纪70年代初期兴建,铁路桥墩采用钢筋混凝土结构,桥梁采用钢筋混凝土“T”形简支梁。由于生产工艺改变,火车载重增加,需通行铁水罐车,罐车总长为8.336m,一次运载铁水车为4接车厢,负载时最大运行速度为20km/h,根据《铁路桥涵设计基木规范》(TB 10002.1-99),《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-99),《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5-99),《铁路工程设计防火规范》(TB 10063-99),《混凝土结构试验方法标准》(GB50152),《混凝土公路桥梁可靠性鉴定规程》(DB42-068-92),对现有结构进行检测鉴定与研究,提出处理意见,满足生产工艺要求。
1 基本调查与结构受力分析
铁路跨线桥梁的特点与受力分析:
根据现场调查及检测对原结构进行计算分析,分析结果如下:
道碴槽板复核(取lm板带计算)
内侧板板肋交按处:M=30.53KN.r n V=81.42kN
混凝土压应力:σc=1.94MPa<[σb]满足要求;
混凝土压应力:σc=1.68MPa<[σb]满足要求;
混凝土拉应力:σs=102.34MPa<[σs]满足要求;
混凝土拉应力:σs=103.5MPa<[σs]满足要求;
裂缝宽度验算:Wf=0.15mm<[Wf]满足要求;
剪应力:0.19MPa<[σtp-1]满足要求;外侧板板肋交接处:M=23.65kN.rn;V=64.81kN
裂缝宽度验算:Wf=0.15mm<[Wf]满足要求。
2 伸缩缝装置的检查
伸缩缝设置于梁端构造较弱部位,因直接承受车辆的反复荷载。故最易遭受破坏。而且会发展到引起结构本身的破坏,如桥面伸缩缝的损坏,使雨水向下渗漏从而影响梁体端部结构和造成支座锈蚀等破坏,对伸缩缝装置的检查主要是目测,必要时应量测破损的范围,并在记录中详细描述。
1)桥面排水设施的检查。桥面排水设施及桥面铺装的缺陷,往往导致桥面积水。桥面排水设施的缺陷,在降雨和化雪时表现得最显著,因而对桥面排水设施缺陷的检查最好在此季节进行。桥面积水往往会通过桥面铺装的裂缝等缺陷影响桥梁主要承重结构构件的耐久性能。
2)基本受力构件缺陷及损伤检查。根据桥梁结构形式、构件种类、建桥环境、施工质量以及使用情况等不同,在基本构件上缺陷产生的部位、种类和程度也不同。对于混凝土桥上部结构的基本构件,根据以往养护普查经验,缺陷通常有混凝土开裂、剥离、断面破损、钢筋外漏及锈蚀、混凝土本身质量不足、异常变形、梁板湿接缝渗水、漏水等。其表现为表面裂缝、蜂窝、麻面、空洞、露筋、剥落、游离石灰、缝隙夹层等现象。这里,我们重点分析简支梁桥和中小跨径连续现浇箱梁(20m~30m)的破坏部位、形式、过程。对中小跨径连续现浇箱梁(20m~30m),主要检查裂缝,裂缝多发生在箱梁跨中底板、腹板附近,底板预应力锚固附近局部范围内出现拉应力易引起底板开裂;以及支点处顶板,若顶板开裂,雨季箱梁内必然积水,钢筋和预应力束就有可能锈蚀。因此,在基本构件的检查中,一定要细心观察,发现缺陷后,应结合观察到缺陷的种类、部位、范围及严重程度,从设计、施工及使用年限,使用状态记录出发,进行综合分析,使之得到切合实际的初步判断。确定是否应该进行静荷载和动荷载试验,对桥梁进行综合评估。
3)支座的检查。支座的病害主要有:①支座本身:止浮装置的损害、限制移动装置的损害;辊轴的偏移和下降、销子和辊轴的破坏、支座构件裂痕、螺母松动、带头螺栓固定螺栓的脱落、滑动面、滚动面锈死、下底板的破裂、各构件的腐蚀、相互间接触。②支座底板:锚栓切断、填充砂浆裂缝、支座底板混凝土碎裂、支座垫石压坏、剥离。因此,对桥梁支座的检查应进行以下几个方面的内容:简易垫层支座的油毡是否老化破裂;钢板滑动支座和弧形支座是否干涩、锈蚀;摆式支座各部分相对位置是否正确,受力是否均匀,钢筋混凝土立柱是否损坏;橡胶支座是否老化、变形,位置是否正确;滑动钢盆橡胶支座的固定螺栓有无剪断破坏,螺母有无松动;活动支座是否灵活,实际位移是否正确、是否有对于滑动面、滚动面夹杂尘埃和异物,以及防水装置和排水装置等的缺陷而产生的漏水、溢水等。
3 桥梁下部结构的检查
1)桥梁墩台的检查。桥梁墩台的检查主要是墩台身缺陷及裂缝检查,墩台变位(沉降、位移、倾斜)的检查。对于钢筋混凝土的墩台身来讲,比较常见的缺陷是混凝土的冻涨引起剥离、混凝土的风化、掉角及船只碰撞造成的表面混凝土擦痕、露筋、支座下混凝土局部承压而造成损坏;比较常见的裂缝形态是墩台身沿主筋方向的裂缝或沿箍筋方向的裂缝、盖梁上与主筋方向垂直的竖向或斜裂缝。对于软土地基上先简支后连续的桥梁,如果在检查中发现伸缩缝宽度有变化,就应该检查桥墩和桥台是否变形破坏,同时桥墩立柱推移变形与地面之间有空隙,此时应该开挖检查立柱和桩基连接部位是否有剪切裂缝。例如对于简支梁桥。当上部结构检查发现主梁在墩顶倾斜、伸缩缝顶死的情况,可以初步判定桥墩可能有倾斜或不均匀沉降。桥梁墩台的沉降量详细检验用精密水准仪测量,严格按国家一、二等水准测量规定进行,并应闭合在两岸的永久水准点上。观测点一般选在墩台顶面的两端,其观测标志可用在墩台上埋置的铆钉头作为水准观测点。桥梁墩台的倾斜情况详细检查可以在墩台上设置固定的铅垂线测点,用全站仪或吊垂球测定墩台倾斜度。中小跨度桥梁墩台水平位移的观测可用特制的钢线尺固定拉力作悬空丈量,直接将丈量结果与竣工资料比较。钢线尺最好是铟钢制成,以免气温变化的影响。对于拱桥墩台水平位移的检查,可用以下方法:①若有完整的竣工资料,桥台水平位移可根据小三角测量求得跨径,与竣工时跨径值比较得到;②若没有竣工资料,则需要根据实测拱轴线取得拱顶的下沉量,扣除因设计预拱度不够而下沉得到的差值,再以此除以拱顶处推力影响线坐标,可以得到桥台的水平位移的估算值。
2)桥梁基础的检查。对于墩台基础的检查,主要指墩台基础的冲刷情况和缺陷情况的检查。在水中的桥墩,因为直接阻水,除了一般的冲刷以外,还有局部冲刷,在桥墩处形成局部漏斗形河床。当河床为厚砂砾卵石层时,因水流带动砂砾石运动,会对钻孔灌注桩造成严重的磨损,故致使桩中钢筋外露。特别是在地面或低水位以下、冻结线以上或冲刷线附近,基础或墩身常有环带状腐蚀,基础周围表面松散,严重者使混凝土形成空洞。对于混凝土或浆砌片石扩大基础,主要缺陷是基础松散破裂和基础下冲空。当桥梁墩台有倾斜、位移或在活载作用下墩顶位移较大时,往往可能是基础有病害,应进行挖探检查:当河床无水或浅水墩台,可设围堰防水直接挖至基础检查;对于流速不大的深水墩台,可用围堰、封底进行抽水检查。总之,桥梁养护检查不是一朝一夕的事,应按计划科学有序地进行。
4 結语
安全的铁路环境是构建和谐铁路的根本所在,“安全第一,预防为主”始终是中国铁路运输的永恒主题,因此求真务实的检查养护铁路桥梁,保证其正常通行是我们所有工务检测人员的真知。
参考文献
[1]中华人民共和国铁道部.铁路桥梁检定规范(铁运[2004]120号).北京:中国铁道出版社,2004.