朔黄重载铁路子牙新河特大桥技术状态评估

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1、102管理施工城市道桥与防洪2015年1月第1期朔黄重载铁路子牙新河特大桥技术状态评估赵德宽(朔黄铁路发展有限责任公司，河北肃宁062350)摘要：为r评估重载铁路桥梁的技术状态，对朔黄铁路子牙新河特大桥进行了动力试验。利用冲击振动试验法识别桥墩横向自振频率以及梁体横向和竖向自振频率。动力试验中，通过测试运营列车作用下梁体控制截面的梁体振幅和加速度的响应，并将实测结果与《铁路桥梁检定规范》规定的限值比较。结果表明，梁体各项动力参数指标均满足规范要求，这说明粱体结构的运营性能良好。该桥部分桥墩之前进行过加固，为了评估加固前和

2、加固后桥墩结构的动力性能，试验选取典型桥墩进行动力测试分析。比较加固前后桥墩振动参数的变化情况。评估结论可验证桥墩加固效果，为其余桥墩是否需要加固提供数据支持。关键词：重载铁路；动力响应；自振频率；冲击振动试验法；技术状态中图分类号：U446文献标志码：B文章编号：1009—7716(2015j01—0102—040引言1桥梁概况重载铁路输送能力大、效率高、运输成本低、子牙新河特大桥(219#桥1，中心里程为经济和社会效益显著，因此发展重载铁路运输受K462+335．09，桥梁全长3466．79m。上部结构为到世界各国铁路

3、的广泛重视。近年来，随着重载铁106孔32m跨度预应力混凝土简支双片式T梁，路运输轴重的加大、牵引质量的不断提高以及行车图号为专桥2059。T梁已经采用施加横向预应力密度的不断增加，部分铁路桥梁出现振幅超限、刚的方式进行了加固。梁体支座采用盆式橡胶支座，度下降、承载力不足等病害，严重危及行车安全。图号为专桥8156。上行重车线为有缝线路。桥梁概作为我国西煤东运的第二大通道——朔黄铁貌见图1。路，是西起山西省神池站，东至河北省黄骅市黄骅港站的一条重载铁路，全长585km。经过十多年的运营，朔黄铁路沿线桥梁已经产生了较为严重的

4、病害。其上部结构面临的主要病害是梁体裂纹、梁体振动过大、横向或竖向刚度不足等。下部结构的病害将导致桥墩出现地基破坏、刚度下降、耐久性和承载力不足等方面的问题。这些问题严重影响了铁路运营安全性。当桥梁下部结构发生病害时，图1子牙新河特大桥概貌其自振频率会随刚度的减小而降低，振型也会发2测试内容和测点布置生改变，这些模态参数能直接反映下部结构的工作状态，因此国内外都十分重视模态参数的测试为了评估桥梁在运营重载列车作用下的工作和计算分析，并将其确定为下部结构病害诊断和性能，比较桥墩加固前后振动参数的变化情况。对状态评定的关键性指

5、标㈣。子牙新河特大桥的重车上行线第15、16孔梁，14本文以朔黄重载铁路子牙新河特大桥为研究号～l8号墩和下行线l4号墩进行了动力测试。测对象，对桥梁上部结构的横竖向自振频率、振幅和试参数包括梁体横竖振幅、加速度、自振频率以及加速度等动力指标进行了测试；对该桥典型桥墩桥墩自振频率和横向振幅。具体的测点布置如下：进行了横向振幅测试和冲击振动试验，比较了桥在l5、l6孔梁跨中和梁端布置横竖向测点。在各墩加固前后振动参数的变化情况，评估了桥梁的墩顶和墩身布置横向测点。测点布置图见图2。运营性能．3桥梁结构运营性能评估标准收稿日期

6、：2014一lO一08桥梁运营性能检定评估主要依据是《铁路桥作者简介：赵德宽(1985一)，男，山西太原人，助理工程师，从事桥梁运营管理、病害整治及安全控制工作。梁检定规范》(铁运函[20041120号)[41，32m跨度T2015年1月第1期城市道桥与防洪管理施工103冲击振动试验方法的基本原理是用重锤冲击南黄雅地L桥墩，通过测试桥墩的振动响应并对其进行分析求得其自振频率。冲击振动试验的操作顺序如图3所示。I采集桥墩冲击振lI动响应信号II通过频谱分析l得到幅值谱和壑塑I相位谱图2桥梁测点布置图If通过比较幅值谱梁桥所采

7、用的评估标准如下：【和相位谱精确确(1)列车通过时，桥跨结构在荷载平面处跨中冲击振动试验I定自振频率横向振幅行车安全限值～]<-L／9000；图3冲击振动试验操作程厚(2)客车列车正常运行时，桥跨结构在荷载平本次试验中，利用冲击振动试验法识别桥墩横面处跨中最大横向振幅【，4一]~

8、的竖向向振动加速度最大值不应超过1．4m／sz；频谱响应图中只有6．5Hz一个峰值，由此可判断(5)铁路桥梁桥墩墩顶横向振幅通常值15#梁的竖向自振频率为6．5Hz。同理得16#梁的≤(H+Ah)2／100B+0．2，最小横向自振频率为≥竖向自振频率为6．5Hz。2024ot、／日，其中：为钢梁为主梁中