桥梁作业-既有线提速混凝土病害及防治对策

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1、提速后混凝土桥梁存在问题及解决措施指导教师：李小珍铁道部第三期培训班太原局茶坞工务段吴晓东一、既冇铁路桥梁捉速存在的主要问题在既有繁忙干线上，实现时速200〜250km动车组、时速120km/h新型货车和提速改造货车，以及25t轴重双层集装箱列车共线运行时。列车对线路和桥梁的动力作用壇大，作用频率提高，吋速200〜250km动车组运行还要求轨道具冇更高的平顺性和更长期的稳定性；因此，对既有铁路桥梁，最为核心的问题是动力性能是否适应捉速要求。既有线桥梁存在的主要问题是结构构造不适应提速要求。氏期以来，我国铁路混凝土桥梁一直采用工厂制梁、铁路运输、架桥机架设的施工方法

2、，梁体重量受到运输能力的长期制约，使得既冇跨度27.7m及以上预应力混凝土简支T梁横向联结茅，横向刚度和整体性不足。20世纪80〜90年代设计建造的双园柱桥墩、双矩形桥墩、单园柱桥墩、单矩形墩、刚架式桥墩等轻型墩纵横向刚度差。采用无横向限位的板式橡胶支座、盆式橡胶支座的桥梁，在列车横向力作用下，梁跨支点与支承垫石之间横向相对振动位移大。另外还存在斜交梁桥扭曲变形大，轨面形成三角坑。混凝土桥桥面道旌厚度不足。20世纪90年代及以前，跨度20m以上的预应力混凝土梁抗裂性安全储备小，道酢厚度加大和横向结构性加固后，抗裂安全储备进一步降低。二、既有线桥梁提速评估既有线桥梁

3、屮，混凝土桥跨结构一般采用钢筋混凝土和预应力混凝土双片式简支T梁，大部分采用横隔板联结，少部分无横向联结。钢梁桥跨结构，跨度在40m及以卜•多采用简支钢板梁结构，跨度超过40m—般采用钢桁梁结构。双片式T梁、简支钢板梁、上承式和半穿式钢桁整体性差，尤其是横向刚度弱。货物列车通过时既有线上的轻型墩普遍存在横向振动急剧增大的现象。如何对既有线桥梁进行评估、加固改造，以适应客车提速至200km/h速度级、货物列车提速至120km/h的技术要求，成为急需解决的现实问题。1.竖向口振频率既有线普通高度和低高度简支钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁的实际竖向自振频率在技术标准规定限

4、值的1.3〜2.0倍之间。动车组在250km/h运行时，跨度24m及以下桥梁均不会发生主共振和一次超谐共振；跨度32m桥梁可能会在230km/h运行时,发生一•次超谐共振，跨度16〜32m桥梁口J能会在150〜240km/h范围内产生二次超谐共振。货物列车在120km/h运行时，跨度64m及以下桥梁均不会发生主共振；跨度20〜32m桥梁可能会在60〜120km/h范围内产生二次超谐共振。双层集装箱列车在120km/h运行时，跨度32m及以下桥梁均不会发生主共振、一次超谐共振；跨度32m桥梁可能会在115km/h吋产生二次超谐共振。动车组以230km/h通过跨度32

5、m混凝土梁时口J能会出现一次超谐共振，但速度参数仅为0.203；其它可能会出现均为二次超谐共振，振幅不大，可保证桥梁和列车妥全运营。可认为既有线混凝土梁实际竖向自振频率满足捉速要求。2.竖向挠跨比和梁端转角从竖向刚度较小的低高度梁来看，在中-活载的静力作用下，跨度8〜20m低高度钢筋混凝土梁实际挠跨比在1/1600〜1/2600之间，低高度预应力混凝土梁实际挠跨比应在1/1400〜1/2300Z间；按最大挠跨比1/1400,则最大转角3・2%。/1・4二2・3%。。从大量桥梁挠度的实测结果来看，除超低高度预应力混凝土梁、型钢混凝土梁外，低高度钢筋混凝土梁和预应力混

6、凝土梁的竖向挠度和梁端竖向转角，均能满足提速要求。超低高度预应力混凝土梁，实际竖向挠跨比平均值在1/1053〜1/1230；最大转角3・2%。/(1・05-1.23)=3.04〜2.60%。。挠跨比和梁端竖向转角不满足捉速的要求，应限速运行或进行加同改造。3.混凝土梁横向自振频率对于跨度20m及以下低高度钢筋混凝土梁和预应力混凝土低高度梁混凝土梁的横向刚度，以垒标桥1024、卷标桥2017图为例，按空间计算，在列车横向摇摆力、离心力、风力和温度变化的联合作用卜，横向挠跨比在1/4400〜1/15000Z间，满足捉速要求。但两片梁Z间无横向连接或只冇端部横向连接，横

7、向整体性差，同一轮对下梁体竖、横向挠度差难以协调，影响列车运行的平稳性，甚至会危及提速后的行车安全，因此，对跨度8m以下的低高度混凝土梁可采用梁端限位方式；跨度16m及以下没冇横向连接的低高度混凝土梁，只有端部设冇横隔板的跨度20m混凝土梁以及□形混凝土梁，应增设横向联结；对已断裂的横向连接也应进行重新连接或加固。跨度20m及以下普通高度预应力混凝土梁，设置端横隔板和间距4〜6山的中间横隔板，横向刚度大。跨度23.8m和24m梁横向自振频率在5〜6Hz之间，满足提速要求。跨度24m以上的预应力混凝土梁应加强横向联结，特别是专桥(01)系列以前跨度31.7和32m预

8、应力混凝土