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(shí)，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(huì)影響到鐵路橋梁的正常使用，且?guī)頋撛诘陌踩ｋU(xiǎn)。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(duì)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(gè)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(gè)方面：一個(gè)是設(shè)計(jì)方面的原因，由于早期鐵路橋梁的設(shè)計(jì)不夠規(guī)范，促使橋梁存在設(shè)計(jì)上的問題。隨著橋梁的長久使用與磨損，橋梁的荷載設(shè)計(jì)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(gè)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(tái)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(gè)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(shí)對(duì)鐵路橋梁進(jìn)行維修和加固，就會(huì)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(duì)鐵路線上的橋梁部分予以維修和加固處理，需要對(duì)原橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力予以了解，并對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的工作上限值進(jìn)行計(jì)算和檢驗(yàn)，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(shí)，維修人員可以卸去部分恒載基礎(chǔ)，并對(duì)其進(jìn)行加固。這樣，新的構(gòu)件截面就會(huì)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(shí)，對(duì)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(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)，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(jí)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(duì)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(duì)橋梁的上部構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力予以加固，對(duì)受拉區(qū)域施加一定的預(yù)應(yīng)力，且對(duì)部分重力進(jìn)行抵消，以此實(shí)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(shí)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(tái)、磚石以及混凝土等剛性實(shí)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(shí)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(shí)，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(tái)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(tái)尺寸較小、無法承受臺(tái)背厚土壓力，或者橋孔方向出現(xiàn)傾斜、滑移的埋置式橋臺(tái)加固情況下。對(duì)于單跨小跨徑橋的橋臺(tái)加固，施工人員可以使用在兩臺(tái)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(duì)因?yàn)闃蚺_(tái)背水平土壓力太大而引起傾斜的橋臺(tái)背增建一擋土的方式降低橋臺(tái)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(tái)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(shí)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(duì)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(duì)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。

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