朔黄铁路慈河特大桥运营性能评估试验研究

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1、2014年7月第7期城市道桥与防洪桥梁结构183朔黄铁路慈河特大桥运营性能评估试验研究李峰帜(朔黄铁路发展有限责任公司．河北肃宁~235o)摘要：该文以朔黄铁路慈河特大桥为研究对象，测试了桥梁在运营列车作用下的振动响应，用冲击振动试验法测试了桥墩的自振频率。通过振幅、自振频率、挠度、应变和冲击系数等指标对桥梁的整体技术状况进行了评价。测试结果表明，慈河特大桥梁体各项振动指标均在《铁路桥梁检定规范》规定的限值范围内；主河道桥墩横向振幅小于规范规定的振幅通常值，表明桥墩的横向刚度能够满足重载运输的要求。评估结论可为慈河特大桥的养护管理提供依据，并为同类桥梁的运营性能评估提供参考。关键词：重载铁路

2、；T梁；桥墩；冲击振动试验法；运营性能中图分类号：U44l文献标识码：A文章编号：】009—7716(2014)07—0183—050前言1测试桥梁概况朔黄铁路西起山西省神池站，东至河北省黄慈河特大桥(133#桥)，中心里程为K277+541．76，骅市黄骅港站，全长585km，为国家I级双线电桥梁全长817m。上部结构为2l孑L32m跨度预应气化重载铁路，与神朔铁路组成我国西煤东运的力混凝土简支双片式T梁，图号为专桥2059。梁体第二大通道。朔黄铁路上部结构以预应力混凝土支座采用盆式橡胶支座，图号为专桥8156。下部结T梁为主，下部结构有单线圆端形板式墩、矩形构为圆端形桥墩(图号为叁桥40

3、38)，上下行桥墩板式墩、圆柱形桥墩和双线整体式桥墩及双柱式分离，但是共用承台。桥梁概貌见图1所示。桥墩等几种形式，基础分为扩大基础、沉井基础和桩基础三种类型。重载铁路桥梁下部结构在使用期间不仅承受通行列车的动力荷载，还承受着洪水冲刷、车船撞击、地下水对材料的侵蚀，以及突发地震等外界作用，因此容易出现各种各样的病害ll1。上部结构出现的主要问题是梁体裂纹、梁体振动过大、横向或竖向刚度不足。由于流水冲刷河床，以及水质的腐蚀性等原因，下部结构容易出现基础约束弱化和墩身劣化病害，从而降图1怒同特大桥概貌买景低其刚度，影响运营安全性⋯。若桥梁发生病害，如结构产生裂缝或风化、局部断裂、基础冲刷、上下游

4、采砂造成河床下降，影响桥墩横向刚基础与地基接触产生了松弛或裂隙等，其自振频度。汛期水库放水可能影响桥墩的安全性，为了率和振幅等振动参数必然会发生改变。因为桥梁掌握该桥的技术状态，对桥梁上部结构和下部结的振动特性可以反映其工作状态，因此研究者十构的运营性能进行了测试评估。测试参数包括梁分重视桥梁振动特性的测试和分析，并取得了大体横竖向振幅、应变、挠度、自振频率以及桥墩量的研究成果l。本文以朔黄重载铁路慈河特大自振频率和横向振幅。测点布置见图2所示。桥为研究对象，对桥梁上部结构的横竖向振幅、应变、挠度和加速度动动力指标进行了测试；对主河道桥墩进行了振幅测试和冲击振动试验，评估了桥墩的工作性能。收

5、稿日期：2014-02—259社墩作者简介：李峰帜(1973一)，男，山西人，工程师，从事铁路桥图2桥梁测点布置图梁建设、养护与维修T作。184桥梁结构城市道桥与防洪2014年7月第7期2桥梁结构运营性能评估标准向加度分别见图3和图4所示。桥梁运营性能检定评估主要依据是《铁路桥梁检定规范》【，32m跨度T梁桥所采用的评估标准如下：(1)当列车静活载(换算至中一活载)作用时，实测桥梁跨中竖向挠跨比通常值为L／1800。(2)列车通过时，桥跨结构在荷载平面处跨中横向振幅行车安全限值一≤L／9000。(3)客车列车正常运行时，桥跨结构在荷载平面处跨中最大横向振幅～】≤L／7B。1(4)客车列车正常

6、运行时，桥跨结构最小自·罂1振频率f≥90／L。嚣。(5)当列车通过时，桥跨结构在荷载平面的星。0横向振动加速度最大值不应超过1．4m／s。世0(6)采用橡胶支座的中小跨度钢筋混凝土或0预应力混凝土桥梁，列车通过时，支座横向位移列车速J~／km·h不应超过2mm。图4第10孔梁跨中横向加速度统计图(7)列车竖向活载包括列车竖向动力作用时，从图3中可以看出，实测梁体跨中横向振幅该列车竖向活载等于列车竖向静活载乘以动力系均小于规范规定的跨中横向振幅通常值2．54mm。数(1)。其动力系数应按下列公式计算：C64K、C70和C80三种不同轴重列车作用下的振钢筋混凝土、预应力混凝土、混凝土及砌体幅相

7、差不大，可见振幅和轴重关系不明显。从图的桥跨结构及涵洞、刚架桥，其顶板上填土厚度4中还可以看出，梁体跨中横向振幅与列车速度(自轨底算起)≥1m时不计动力系数，当<1In关系不明显。实测梁跨中横向加速度幅值均小于时：规范规定的跨中横向加速度限值1．4m／s。．．f6＼32m梁的横向自振频率为3．25Hz，高于规+／x_llJ范规定的最小限值2．82Hz。式中：O~-(1-h)≤2。3．2梁体应变(8)列车行车速