高速鐵路橋梁養(yǎng)護與維修

高速鐵路橋梁養(yǎng)護與維修第一頁，共58頁。內(nèi)容1鐵路橋梁病害問題2鐵路橋梁維護3

鋼橋明橋面加固維修4橋梁保養(yǎng)與維修要點第二頁，共58頁。1鐵路橋梁病害問題

法國國營鐵路公司(SNCF)一直致力于努力優(yōu)化橋梁構(gòu)件的使用和建設(shè),使橋梁與高速度之間的安全性得到有機的結(jié)合。他們認為，只有從設(shè)計階段時就加以考慮，同時在施工及維護階段予以重視，橋梁百年使用壽命的問題才能得以保障。1.1概述空氣、水、礦物質(zhì)及微生物等多種外界因素均會對橋梁各部分構(gòu)件產(chǎn)生不同程度的腐蝕；列車動載對橋梁構(gòu)件又將產(chǎn)生疲勞破壞、聯(lián)結(jié)件松動甚至產(chǎn)生脆性破壞。這些問題的產(chǎn)生往往都互為關(guān)聯(lián)，彼此影響，從而加速了橋梁的破壞。

第三頁，共58頁。1.2影響橋梁百年使用壽命的常見問題與對策1.2.1混凝土構(gòu)件在海洋環(huán)境地區(qū)，海水的硫化、氯化等作用將使混凝土產(chǎn)生龜裂，使混凝土外部帶腐蝕性的氣體、水份等侵蝕內(nèi)部鋼筋，進而引起鋼筋銹蝕、失效（如圖）。選擇建橋所采用的混凝土?xí)r，首先應(yīng)考慮采用抗腐蝕性好、抗?jié)B等級高的水泥。如含硅灰、粉煤灰、或礦渣的混合水泥及抗硫酸鹽水泥。第四頁，共58頁。對混凝土早期由于水化熱或其他原因產(chǎn)生的裂紋，應(yīng)考慮采用低水化熱（主要針對大體積混凝土而言）的水泥，以消除混凝土早期裂紋造成鋼筋易銹蝕等的不良因素（如下圖）?？刂苹炷猎缙诹鸭y是避免鋼筋銹蝕的重要手段之一。

第五頁，共58頁。在粗骨料選擇上，碎石的化學(xué)成份應(yīng)引起重視。由于某些碎石中所含的堿活性物質(zhì)將與混凝土中堿離子產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)也將使混凝土產(chǎn)生龜裂（如右圖）；在這種情況下，應(yīng)選擇低堿水泥或含硅灰、粉煤灰、或礦渣的混合水泥；同時，在攪拌混凝土用水方面，也應(yīng)注意其化學(xué)成份，以避免產(chǎn)生堿式反應(yīng)。

第六頁，共58頁。

1.2.2鋼筋空氣和水是對鋼筋產(chǎn)生腐蝕作用的必要條件。為此，要求鋼筋必須留有足夠的凈保護層。當空氣、水

份通過混凝土的孔隙侵蝕鋼筋，鋼筋將逐漸被氧化，產(chǎn)生銹蝕。而鋼筋被完全銹蝕后的體積將是原體積的1000倍，這就使混凝土因受擠壓而開裂、剝落（如左圖）。

對海洋環(huán)境的地區(qū)，海水對鋼筋的腐蝕更具危險性，因此，對建于海水中的橋墩，法鐵考慮不小于7厘米的凈保護層；對淺水區(qū)域，凈保護層也不小于5厘米，并對鋼筋涂防腐劑。而對鋼管混凝土樁基來說，根據(jù)百年腐蝕速率的統(tǒng)計,在具較強腐蝕性的土壤中，設(shè)計樁基截面的外徑應(yīng)考慮6毫米厚的無效截面。第七頁，共58頁。在電氣化鐵路上，由于雜散電流產(chǎn)生的電解作用、混凝土中的細菌，都將導(dǎo)致鋼筋的腐蝕。為此，也要對重要部位的鋼筋涂防腐劑或采用陰極保護。為此，需區(qū)分不同的破壞等級（如冬季在公路面撒鹽將對該處鐵路橋墩、臺產(chǎn)生腐蝕作用），對橋梁的不同部位采用不同的凈保護層。第八頁，共58頁。

1.2.3鋼構(gòu)件鋼構(gòu)件較常見的是構(gòu)件與空氣接觸的表面發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。因此要盡量減少鋼構(gòu)的交叉部位，以避免保護漆無法或難以涉及。防銹漆壽命較短，應(yīng)經(jīng)常進行檢查，以保持其完整性。對鋼構(gòu)的重要部件，可采用表面鍍鋅防護；對油漆防護，在涂漆前一定要做好預(yù)處理，選擇的材料要注意其兼容性。第九頁，共58頁。疲勞現(xiàn)象是鋼構(gòu)百年壽命的重要指標之一。疲勞裂紋多是由于周期性加載產(chǎn)生。列車通過橋梁的速度越高，其傷害性就越大。

對鋼構(gòu)件的變截面、孔口、焊接等處，均為易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，一旦產(chǎn)生裂紋，就容易使其迅速擴展。其作用機理是：微裂紋→材質(zhì)下降→破壞。因此應(yīng)盡量避免鋼構(gòu)件截面產(chǎn)生突變。第十頁，共58頁。因此，在組裝構(gòu)件時，對鋼構(gòu)件聯(lián)結(jié)處，可采用增大接觸面的方式，以減小應(yīng)力集中，增大抗疲勞能力。而對橫向桿件采用圓弧型聯(lián)結(jié)（如圖），則可大大提高桿件的抗疲勞能力。而脆性破壞則是由于所受荷載大于其強度引起。多是由于鋼材韌性差、受撞擊等原因引起微裂紋擴展、溫度過低等引起，這種破壞是突發(fā)的，并且是災(zāi)難性的。因此鋼材的選擇應(yīng)考慮其抗沖擊能力大于在選定溫度范圍內(nèi)的抗沖擊能力。第十一頁，共58頁。1.2.4橋梁支座支座應(yīng)選用承載能力強，易更換的類型。橡膠支座雖然易老化龜裂，但由于更換方便，所以受到廣泛的應(yīng)用。1.3設(shè)計必須遵守的原則

（1）設(shè)計階段就應(yīng)該按百年使用壽命的驗收標準進行設(shè)計（包括橋梁的類型與形狀、橋梁的位置等）。（2）設(shè)計構(gòu)件應(yīng)盡量簡潔，提倡采用整體結(jié)構(gòu)，盡量避免接頭。（3）設(shè)計階段就應(yīng)注重選材，材料的各項指標均應(yīng)滿足百年使用壽命的要求，采用的施工工藝應(yīng)能保證橋梁百年使用。第十二頁，共58頁。（4）盡量避免橋梁受到外力的沖擊，如公路為下穿式時，應(yīng)對橋墩采取保護措施。（5）考慮各種影響因素后，預(yù)留一定的安全系數(shù)。（6）應(yīng)考慮方便今后的維修工作，同時保證排水良好。1.4其它當然，施工階段也是十分重要的因素，一定要遵照設(shè)計和施工規(guī)范的要求，對進場的所有工程材料進行嚴格檢驗，施工工藝不得違反工序要求，才能保證產(chǎn)品能滿足百年使用壽命的要求。維修方面，建立橋梁的電子臺帳，關(guān)注其使用過程的動態(tài)情況，及時、有效地進行維護，也是橋梁百年壽命的有效保證。第十三頁，共58頁。2鐵路橋梁維護2.1法鐵橋梁維護管理體制法國鐵路有30000座橋梁，每年維護費用約為1.7億歐元。法鐵橋梁維護實行三級管理：法鐵基礎(chǔ)運營部基礎(chǔ)維修處主要負責(zé)橋梁專業(yè)維修規(guī)程制定，負責(zé)大型橋梁改造工程項目維修計劃制定，在法鐵范圍內(nèi)為橋梁檢測與維修提供指導(dǎo)和幫助；設(shè)在各個地區(qū)的23個鐵路局維修處（負責(zé)橋梁維護有2—3人）負責(zé)監(jiān)督和檢查下屬綜合維修段橋梁檢測與維護工作；鐵路局的綜合維修段設(shè)線路生產(chǎn)單位（橋梁維護人員：高速線2-3人，既有線10人左右）負責(zé)對本段范圍內(nèi)的橋梁進行預(yù)防性維護、修復(fù)性維護和更新改造。第十四頁，共58頁。2.2橋梁維護的總體原則法鐵橋梁維護原則就是在橋梁設(shè)計使用壽期的基礎(chǔ)上以最優(yōu)化總成本保持設(shè)施的最佳工狀態(tài)，保證設(shè)施的通行安全和設(shè)施的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。橋梁維護目標就是采取檢查、保養(yǎng)、維修等手段保證橋梁在正常使用壽命期內(nèi)不發(fā)生超過其承受力的疲勞或荷載，保證橋梁的通行安全和可維護性，避免出現(xiàn)橋梁過快衰減或出現(xiàn)無法修復(fù)的損失。在保證安全的前提下通過制定維護質(zhì)量及成本控制規(guī)范標準，改善維護人員的工作環(huán)境，改進資產(chǎn)的儲備狀態(tài)，追求總體效益的最大化。分為預(yù)防性維護、修復(fù)性維護和改造。第十五頁，共58頁。2.3橋梁結(jié)構(gòu)維護內(nèi)容2.3.1橋梁結(jié)構(gòu)的預(yù)防性維護橋梁預(yù)防性維護的目的就是減少橋梁故障發(fā)生的概率或衰減度，保證橋梁的正常狀態(tài)。維護措施分為檢查、保養(yǎng)和維修。2.3.1.1檢查檢查是指通過目測或?qū)嵉赜^測對橋梁的狀態(tài)進行測試和對相關(guān)指標進行測量，對產(chǎn)生的偏差進行分析比較，從而發(fā)現(xiàn)缺陷，及時進行修復(fù)。(1)持續(xù)性檢查參加人員為法鐵所有員工，檢測方式為隨時隨地不定期在線路到和橋梁上，采用方法為目測觀察法，觀察到橋梁及結(jié)構(gòu)物有異常情況立即通知線路中斷行車，然后請專家檢測后再予以放行。采用這種檢測方第十六頁，共58頁。法的目的是提高和培養(yǎng)法鐵全體員工對基礎(chǔ)設(shè)施安全責(zé)任意識，基礎(chǔ)設(shè)施的安全涉及到法鐵及全體員工，人人有責(zé)任來檢查和監(jiān)督基礎(chǔ)設(shè)施的安全狀況。(2)年度檢查每年進行一次，由綜合維修段的線路生產(chǎn)單位負責(zé)，檢查人員為由段長選擇確定（上崗前進行橋梁專業(yè)維修知識培訓(xùn)，合格后上崗，有效期5年）的高級技工，檢測后寫出橋梁檢查報告，并簽名負責(zé)。檢查的方法是目測。在沒有進行綜合檢查前，年檢是唯一的定期檢查手段，已經(jīng)進行了綜合檢查的重點檢查橋梁最敏感的部位，檢查的目的是為及時發(fā)現(xiàn)橋梁損壞或失常情況下的潛在危險。第十七頁，共58頁。地中海線箱梁內(nèi)部檢查通道第十八頁，共58頁。

(3)綜合檢查每5年進行檢查一次。檢查人員由線路生產(chǎn)單位的專業(yè)檢查人員、綜合維修段的橋梁專家、地區(qū)鐵路局的橋梁專家組成，通過帶可伸縮液壓托架的橋梁檢測車(見上頁圖)和特長高架檢測平臺(見右圖)進行,是一項詳細、深入的檢查，目的是發(fā)現(xiàn)橋梁的一切不足，對檢查報告進行分析，根據(jù)經(jīng)驗對橋梁的隱患和缺陷確保進行全面診斷和評估，而且持續(xù)到下次綜合檢查前，在特別必要的情況下用專用的工具鉆探取樣進行強化檢測。第十九頁，共58頁。

(4)特別檢查特殊的專業(yè)由法鐵委托特殊的企業(yè)進行，法鐵派代表參加。如近幾年法國洪水泛濫成災(zāi)，造成河床損壞，橋梁水下的檢測由專業(yè)的水下檢測機構(gòu)來完成。(5)具體缺陷檢查內(nèi)容(鋼梁橋、鋼筋土橋梁)①檢查前的準備工作A橋梁附近清除雜草；B排水溝清理；C查閱每一座橋梁上一次檢查后的檢查報告及維修記錄。②鋼筋混凝土及予應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁檢查A梁部和基礎(chǔ)檢查內(nèi)容a結(jié)構(gòu)變形情況:以原有橋梁建造時的狀態(tài)為參考值,檢查縱坡面和平面的局部變形和整體變形等;第二十頁，共58頁。b混凝土缺陷(不含裂縫):碳化、多孔隙、表面化學(xué)腐蝕、露筋、外部缺陷、堿性反應(yīng)等；c鋼筋：鋼筋受腐蝕的長度、鋼筋截面受腐蝕的面積比例、斷筋、不連續(xù)等；d予應(yīng)力鋼筋：受腐蝕程度、斷裂、混凝土與予應(yīng)力鋼筋的連結(jié)等；e混凝土裂紋：裂紋的大小、傳播方向、裂紋的含水程度、周期性變化等；f支座：道碴落入、支撐變形、金屬盤老化等。g圍欄檢查：檢查狀態(tài)良好程度；h結(jié)構(gòu)受潮情況。B墩臺（含墩、臺、擋墻、護坡）檢查a整體變形情況檢查：縱向、橫向變形等；b砌體：裂縫、局部變形、砌體材料（強第二十一頁，共58頁。度、機械撞擊、化學(xué)侵蝕、大風(fēng)水流產(chǎn)生的沖擊）等；c混凝土：強度、空洞深度及面積、鋼筋的腐蝕及與混凝土的結(jié)合、受撞擊損壞、化學(xué)腐蝕等；d結(jié)構(gòu)受潮情況。③鋼梁橋檢查A檢查部位:主梁、扣件、支座等。B腐蝕：受腐蝕長度、面積、表面腐蝕的厚度等；C裂紋：裂紋部位、裂紋長度等；D裝配：裝配缺陷；E受碰撞情況；F支座：雜物嵌入、滾軸老化、位移等；G防水性情況。第二十二頁，共58頁。2.3.1.2保養(yǎng) 保養(yǎng)是通過有限的工作推遲或避免通常因橋梁周邊環(huán)境造成的、后果嚴重的維護工作。保養(yǎng)由綜合維修段在每年年度檢查時進行。保養(yǎng)的主要內(nèi)容是清除橋梁上或周邊的植物、引水槽及涵洞清污、清除鋼結(jié)構(gòu)橋梁及其它部位的污垢等。保養(yǎng)采用隨時逐點推進的辦法進行。2.3.1.3維修 維修是恢復(fù)橋梁結(jié)構(gòu)最接近設(shè)計期望值的服務(wù)狀態(tài)和預(yù)期壽命。維修可以保證橋梁的質(zhì)量。根據(jù)橋梁的檢查分析情況確定維修，維修的主要內(nèi)容為鋼結(jié)構(gòu)梁刷漆、磚石、砼填補縫、修繕密封系統(tǒng)等。第二十三頁，共58頁。2.3.2修復(fù)性維護修復(fù)性維護指在故障出現(xiàn)后恢復(fù)橋梁的正常狀態(tài)。故障的產(chǎn)生原因可能是一些不明的、偶然的、無法預(yù)見的、事故性的，如地震、突然撞擊、惡劣天氣等。修復(fù)性維修的工作包括排除故障和修理恢復(fù)。排除故障是指采取臨時措施使設(shè)施臨時具備其功能（如出現(xiàn)洪水導(dǎo)致橋梁坍塌，采用臨時支墩讓列車臨時通過）。修理恢復(fù)是指使設(shè)施重新恢復(fù)其功能。2.3.3改造改造是指通過關(guān)鍵部件更換（或更新）恢復(fù)設(shè)施狀態(tài)。改造的原因是設(shè)施達到了其疲勞極限或設(shè)施過于老化導(dǎo)致維修成本大幅提高，設(shè)施已不能在短期內(nèi)以合理的成本維持其應(yīng)有的安全性能、良好運行或動力舒適水平。第二十四頁，共58頁。2.3.3.1鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋼結(jié)構(gòu)橋梁改造的主要原因是疲勞損傷，主要表現(xiàn)在部件開裂直至斷裂或鉚接結(jié)構(gòu)松散。老化的鋼結(jié)構(gòu)橋梁被列為法鐵最關(guān)注的和最優(yōu)先考慮的問題。解決這種橋梁的唯一辦法就是更換橋梁或限速通過。2.3.3.2水中建造的橋梁基礎(chǔ)水中建造橋梁的退化基本上與運營無關(guān)，主要是水流的沖刷導(dǎo)致基礎(chǔ)的輕微位移或斷裂，容易產(chǎn)生軌道變形，影響行車安全。改造的主要方法是預(yù)先加固橋梁基礎(chǔ)（通過系統(tǒng)的潛水檢查和探測）來保證橋梁基礎(chǔ)穩(wěn)固。第二十五頁，共58頁。2.3.3.3小型橋涵由于小型橋涵難以接近（植物較多、淤塞），年久修，有可能導(dǎo)致涵洞坍塌，石砌排水溝由于受荷載增加和振動的原因，引起坍塌或損壞，應(yīng)經(jīng)常清理植物、挖淤，并全面更新?lián)p壞的橋梁。

2.4橋梁維護信息化管理系統(tǒng)法鐵采用FichierCorurinOA軟件對橋隧維護實行信息化管理，收集、整理、分析法鐵范圍內(nèi)的橋隧信息和資料，以此做為橋梁維護措施和確定維護預(yù)算費用。法鐵對橋梁維護信息化管理采用分級授權(quán),法鐵基礎(chǔ)運營維護部可以查閱法鐵范圍內(nèi)的橋隧維護信息但無權(quán)修改信息,地區(qū)鐵路局可以查閱本地區(qū)范圍內(nèi)的橋梁維護信息但不可修改,綜合維修段只可查閱本段范圍內(nèi)的橋梁維護信息并可根據(jù)檢查情況修改增加信息。系統(tǒng)分為橋梁檔案管理系統(tǒng)和維護評分管理系統(tǒng)。橋隧檔案管理第二十六頁，共58頁。分為4個系統(tǒng)：（1）橋梁；（2）擋墻；（3）隧道；（4）小橋涵。檔案信息按不同類型進行分類，包括橋梁建設(shè)時的資料、位置、結(jié)構(gòu)、特性等信息。維護評分檔案按橋梁的組成部分進行分類,對缺陷進行定義,量化缺陷,按缺陷大小進行評分，缺陷越小,評分越低,橋梁的建造時間越久,評分越高。把每一次檢查觀察到的資料都輸入評分系統(tǒng)。建立橋梁維護信息化系統(tǒng)的目的中對橋梁實行評級管理，為橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)設(shè)立可靠的指標，精確在衡量橋梁狀態(tài)的演變過程，利用統(tǒng)計手段對不同橋梁出現(xiàn)缺陷的原因進行橫向比較和評估，為橋梁的維護、更新提供可靠的依據(jù)。第二十七頁，共58頁。2.5小結(jié)法鐵鐵路橋梁維護在以預(yù)防性維護為主，故障發(fā)生后采用修復(fù)性維護，在設(shè)施達到了疲勞極限時進行改造措施。橋梁維護管理采用信息化系統(tǒng)，對全部的橋梁進行資料收集、整理、分析，對設(shè)施的老化和維護需求進行準確的定義，以此作為橋梁維護的依據(jù)，達到最合理地分配維護資源，最合理采取維護措施。法鐵采用維護信息化管理系統(tǒng)，制定統(tǒng)一的缺陷評級標準對，法鐵范圍內(nèi)的橋梁統(tǒng)一建檔，進行評級管理，依據(jù)評級來確定橋梁維護的手段和措施，這種科學(xué)的檔案評級能夠及時發(fā)現(xiàn)橋梁的缺陷，分析橋梁出現(xiàn)缺陷的原因，這種計算機評級管理系統(tǒng)對做好我國橋梁維護有很好的借鑒意義。第二十八頁，共58頁。鋼梁明橋面加固我國過去的鋼橋都采用明橋面，明橋面直接承受列車的沖擊作用，一是縱橫梁容易出現(xiàn)疲勞裂紋；二是軌枕易變位，使得明橋面的軌道結(jié)構(gòu)的維護量大；三是明橋面噪聲大。明橋面產(chǎn)生裂縫一般是由于構(gòu)造細節(jié)而造成的疲勞開裂，以下示出了幾座橋的橋面裂紋，裂紋大發(fā)生于橫梁與主桁的連接處，也有在縱梁加勁肋端部切口處腹板產(chǎn)生的裂縫。第二十九頁，共58頁。鋼梁明橋面加固Birminghambridge

橫梁裂紋第三十頁，共58頁。鋼梁明橋面加固白水河大橋橫梁裂紋

第三十一頁，共58頁。鋼梁明橋面加固內(nèi)昆線岷江大橋

支座端橫梁相鄰的橫梁普遍出現(xiàn)裂紋，裂紋位置在上平縱聯(lián)與橫梁連接的節(jié)點板處的橫梁上翼緣角鋼上第三十二頁，共58頁。鋼梁明橋面加固—裂縫原因分析(一)裂縫原因分析1.橫梁梁端連接細節(jié)的疲勞開裂主要原因：(1)梁端約束許多橫梁端部的連接是按簡支來處理的，只要求傳遞剪力，假定在抗彎方面完全呈柔性。然而實際使用的鉚接、栓接或焊接都無法做到完全柔性。梁端轉(zhuǎn)動時會受到連接件的抵抗，總有一些抵抗力矩（梁端約束）產(chǎn)生。一般情況下，連接細節(jié)上部受拉，下部則壓向它所連接的板件。這種連接細節(jié)會引起兩種對抗疲勞性能不利的情況，一是連接件畸變；一是約束引起端力矩。對于靜力荷載而言，梁端約束能增加梁的承載能力，是有益的但在周期荷載作用下，這一約束會引起疲勞損傷。梁端約束可導(dǎo)致連接角鋼下部豎向裂紋。這在美國的很多鋼橋中出現(xiàn)。第三十三頁，共58頁。鋼梁明橋面加固—裂縫原因分析

(2)橫梁梁端的削弱為減小梁端約束，將橫梁下翼緣切除，這樣使橫梁切口處的應(yīng)力幅增大很多。由于主桁的下?lián)?，橫梁梁端受拉，可能導(dǎo)致橫梁腹板下部豎向裂紋。寶成線白水河橋就出現(xiàn)過類似的裂紋。(3)面外變形橫梁的面外變形，可能導(dǎo)致橫梁梁端腹板自由間隙處水平裂紋。這是因為連接角鋼與橫梁翼緣存在自由間隙，這段橫梁腹板自由段在荷載作用下發(fā)生反復(fù)的出平面彎曲?！朵摌蚱谠O(shè)計解說》建議適當放寬自由間隙，大致可按10cm取用。面外變形引起裂紋的實橋有：美國PrairieDuChien橋、WaltWhitman橋。京津線楊村橋、京山線飲馬河橋、京廣線渠馬河橋。中國京山線北運河7孔31.68m下承桁梁的橫梁梁腹板加勁肋下端水平裂紋。第三十四頁，共58頁。鋼梁明橋面加固—裂縫原因分析2.縱梁腹板裂縫原因分析明橋面一般為縱橫梁體系，橋面的縱梁一般為I型，縱梁腹板上焊有豎向加勁肋，起加勁腹板的作用，但是橫聯(lián)和人行道托架也可借它與腹板相連，所以某些加勁肋又起了連接板的作用，曾有過因疏忽了加勁肋有連接板的作用，未在構(gòu)造上加以處理，以致在加勁肋下端切口處腹板上產(chǎn)生裂縫。另外，由于枕木直接放在縱梁翼緣上，枕木的變形使上翼緣發(fā)生側(cè)向彎曲，在加勁肋上端切口處腹板產(chǎn)生裂縫。第三十五頁，共58頁。鋼梁明橋面加固—加固方法

(二)加固方法(1)對于縱梁加勁肋，加勁肋不能與受拉翼緣焊接在一起，加勁肋端部離受拉翼緣應(yīng)有50～100mm的距離。(2)對于由角鋼組成的橫梁，由于抗彎剛度很小，縱梁彎曲變形引起橫彎端部裂縫，應(yīng)加強橫梁，可將組合I字形加固為箱形。(3)對重疊形式的縱橫梁，為了減小縱梁彎曲對橫梁的影響，可將縱橫梁連接處的螺栓孔改為橢圓孔。第三十六頁，共58頁。4.1(一)橋梁養(yǎng)護維修的目的

運營橋梁是鐵路工務(wù)設(shè)備中永久性的大型結(jié)構(gòu)物，也是鐵路行車設(shè)施的重要組成部分和確保鐵路運輸安全暢通的關(guān)鍵設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)性強、修建困難、造價困難、造價較高的特點。一旦損壞，輕則限速減載，重則中斷行車。我國鐵路橋梁，由于建造年代不同、技術(shù)標準不一和設(shè)計施工中的局限性，存在著許多問題。隨著我國國民經(jīng)濟建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，鐵路運輸強度的不斷增長，為適應(yīng)列車提速、重載運輸?shù)男枰瑯蛄罕仨毦哂懈叩某休d、抗災(zāi)能力和安全可靠度，也對橋梁養(yǎng)護維修部門提出了更高的要求。因此，做好橋梁養(yǎng)護維修工作，對于確保鐵路運輸安全，促進我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，具有十分重要的意義。第三十七頁，共58頁。4.2(二)橋梁養(yǎng)護維修的任務(wù)

橋梁養(yǎng)護維修工作，必須確立以“保證行車安全”為主要目標，遵循“設(shè)備質(zhì)量保安全”的指導(dǎo)思想。正確掌握設(shè)備狀態(tài)的變化規(guī)律和劣化程度，適時地進行修理，逐步達到“狀態(tài)控制，周期均衡，設(shè)備改善，保證安全”，其基本任務(wù)是：1.根據(jù)橋梁運營中的狀態(tài)變化，合理投入人力、物力，適時進行維修養(yǎng)護，預(yù)防或延緩設(shè)備狀態(tài)的劣化，經(jīng)常保持狀態(tài)均衡完好，以保證列車按規(guī)定的速度、安全不間斷地運行。2.隨著鐵路運輸強度的提高，有計劃地加固和改善橋梁設(shè)計狀態(tài)，提高承載能力，滿足建筑限界和孔徑要求，增強抗洪、抗震能力，充分發(fā)揮使用性能。

第三十八頁，共58頁。4.2(三)橋梁養(yǎng)護維修的原則橋梁養(yǎng)護維修工作，既要滿足鐵路運輸發(fā)展和行車安全的需要，而大部分施工作業(yè)又是在行車條件下進行既有設(shè)備的拆除恢復(fù)或修理更換。因此，必須講求科學(xué)合理、安全可靠，遵循以下主要原則，力求在設(shè)備結(jié)構(gòu)強化、作業(yè)手段先進、管理水平提高等方面有所成效。1.全面貫徹鐵道部提出的《鐵路主要技術(shù)政策》和《鐵路工務(wù)主要技術(shù)裝備政策》的方針，結(jié)合實際需要和具體條件，制訂橋梁養(yǎng)護維修工作計劃和規(guī)劃目標。2.嚴格執(zhí)行《鐵路橋梁建筑物大修維修規(guī)則》規(guī)定的技術(shù)條件、技術(shù)標準、設(shè)備檢查和管理制度等要求，同時還應(yīng)遵照鐵道部頒布的《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》、《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》等其它有關(guān)規(guī)章、規(guī)范、標準的規(guī)定，作為橋梁養(yǎng)護維修的基本法則。第三十九頁，共58頁。4.2(三)橋梁養(yǎng)護維修的原則3.橋梁養(yǎng)護維修工作應(yīng)根據(jù)鐵路運輸需要和設(shè)備技術(shù)狀態(tài)，按照“預(yù)防為主，預(yù)防與整治相結(jié)合”的原則進行，有計劃地整治重大病害，加固改造設(shè)備，防止病害發(fā)生和發(fā)展，及時消除危及行車安全的處所，保持橋梁設(shè)備經(jīng)常處于均衡完好狀態(tài)，提高整體結(jié)構(gòu)強度。4.橋梁養(yǎng)護維修作業(yè)證安全和質(zhì)量的前提下，應(yīng)特別注意行車和人身安全，正確處理施工與運輸?shù)年P(guān)系，在保證安全和質(zhì)量的前提下，盡量減少中斷行車和限制行車速度的時間。5.積極依靠科技進步，全面實行現(xiàn)代化管理，大力發(fā)展養(yǎng)護機械化，不斷提高工作效率和經(jīng)濟效益，逐步實現(xiàn)結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化、作業(yè)機械化、管理科學(xué)化。第四十頁，共58頁。4.2(四)橋梁養(yǎng)護維修的管理橋梁養(yǎng)護維修管理主要包括兩個方面，即對管轄橋梁設(shè)備的管理和養(yǎng)護維修生產(chǎn)全過程的管理。若按照業(yè)務(wù)分工，還有技術(shù)、計劃、勞力、料具、成本、質(zhì)量、安全、教育等管理。各項管理工作是由特定的管理體制的運作來實施的，并通過相應(yīng)的工作制度加以保證。為使橋梁養(yǎng)護維修管理逐步走上標準化、規(guī)范化的軌道，為實現(xiàn)管理科學(xué)化創(chuàng)造條件，還應(yīng)建立起行之有效的管理工作體系。目前，我國橋梁養(yǎng)護維修管理的技術(shù)業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)是鐵道部，而在鐵路局，實行路局一分局一工務(wù)段和工務(wù)段一領(lǐng)工區(qū)一工區(qū)兩個三級管理。有關(guān)橋梁養(yǎng)護維修總的方針、原則和標準，由鐵道部制訂發(fā)布，鐵路局按照“路局決策、分局組織、工務(wù)段執(zhí)行”三級管理的職能，有機結(jié)合加以實施。工務(wù)段作為管理的基層組織，具體負責(zé)橋梁設(shè)備的檢查管理和養(yǎng)護維修工作，橋梁的大修改造，另由專業(yè)大修部門承擔(dān)，橋梁動態(tài)特性和病害診斷，由路局組織橋梁檢定隊通過試驗進行評估，從而實行對橋梁養(yǎng)護維修的全面管理。第四十一頁，共58頁。4.2(四)橋梁養(yǎng)護維修的管理隨著經(jīng)濟體制改革的深化，鐵路運輸載重增加、列車密度加大、行車速度提高，勢必造成設(shè)備狀態(tài)變化加劇，養(yǎng)修作業(yè)時間減少。由于運輸組織的調(diào)整，小站慢車的關(guān)停，給橋梁養(yǎng)護維修工作帶來更大的難度。因此，橋梁養(yǎng)護維修的管理，在組織體制、修程修制、養(yǎng)修方式、作業(yè)手段等方面進行相應(yīng)的改革，也是勢在必行的重要議事。根據(jù)國外對橋梁養(yǎng)護維修的管理經(jīng)驗，結(jié)合我國的具體實際，將管理基層的工務(wù)段作為設(shè)備管理部門，注重對橋梁設(shè)備的檢查、管理和日常養(yǎng)護，實行養(yǎng)修成本控制，橋梁的大修和維修由專業(yè)修理部門負責(zé)進行，從而將粗放性的管理機制轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)營性的管理機制，以促進橋梁養(yǎng)護維修管理水平的提高。第四十二頁，共58頁。4.2(五)橋梁養(yǎng)護維修的方式按照設(shè)備綜合工程學(xué)的原理，橋梁設(shè)備的養(yǎng)護維修，要區(qū)別不同的結(jié)構(gòu)類型，選擇確切的修理方式、修理點和間隔時間，進行狀態(tài)臨界修或周期預(yù)防修。為此，必須合理地劃分修程、制訂標準、確定周期、建立體系。1.劃分修程根據(jù)設(shè)備狀態(tài)變化規(guī)律和故障特性，把橋梁的整個運用檢修過程，劃分為經(jīng)常保養(yǎng)、綜合維修和大修三個修程，實行“養(yǎng)修分開”的修理制度。由于整座橋梁設(shè)備是由多種不同構(gòu)件組成的。各個構(gòu)件相互傳遞著來自列車的荷載，并保持整體平穩(wěn)完好。由于各個構(gòu)件的材質(zhì)不同、構(gòu)造不同、功能不同，其自身的狀態(tài)變化規(guī)律也不同。還應(yīng)根據(jù)不同規(guī)律和構(gòu)件特點，區(qū)分出保養(yǎng)、維修、大修的不同修程范圍，確定不同修程的作業(yè)項目和要求。第四十三頁，共58頁。4.2(五)橋梁養(yǎng)護維修的方式2.制訂標準在劃分保養(yǎng)、維修和大修三個修程的界限后，還應(yīng)解決每個修程在什么狀態(tài)下做?做到什么狀態(tài)?制訂出相應(yīng)的狀態(tài)臨界標準、作業(yè)質(zhì)量標準和工作標準。使設(shè)備狀態(tài)、作業(yè)質(zhì)量、養(yǎng)修投入加以有效的控制。3.確定周期為使橋梁養(yǎng)護維修工作有效運作，必須合理確定“臨界修”位置和間隔時間長短的選擇，也就是要確定合理的周期。由于橋梁設(shè)備的結(jié)構(gòu)類型不同，使用條件不同，新舊程度不同，其“臨界修”位置和間隔時間長短有很大的區(qū)別，因此，合理確定周期是橋梁養(yǎng)護維修工作中的一個重要決策問題。第四十四頁，共58頁。4.2(五)橋梁養(yǎng)護維修的方式周期的合理確定，應(yīng)以設(shè)備狀態(tài)變化規(guī)律、設(shè)備安全可靠程度和總費用最節(jié)省為依據(jù)，一般取決于設(shè)備的變化速率和出現(xiàn)故障的平均間隔。所確定的周期，決不允許設(shè)備出現(xiàn)失修狀態(tài)，以設(shè)備的儲備能力略有過剩為好。但是，為了便于全局性的管理，所確定的周期從宏觀上來講，在可靠度容許范圍內(nèi)出現(xiàn)稍稍的“超前”或“過剩”還是正常的，因為比起“一刀切”的情況，畢竟大大減少了盲目性。由子同類型的橋梁，其變化的規(guī)律和速率不盡相同，因此，所確定的周期，對具體的每座橋梁來說，還要“因地制宜”，不能“一刀切”，要以狀態(tài)控制來調(diào)整保養(yǎng)或維修或大修的間隔時間。還由于橋梁設(shè)備中橋面、梁體、支座·墩臺及附屬設(shè)施的變化規(guī)律也各不相同，在確定周期時，也要進行合理的匹配。第四十五頁，共58頁。4.2(五)橋梁養(yǎng)護維修的方式4.建立體系為了使“狀態(tài)修”的原則在維修養(yǎng)護中切實應(yīng)用，還必須作出實施的具體規(guī)定，建立起保養(yǎng)、維修和大修工作管理體系。(1)保養(yǎng)體系a.通過觀測分析找出不同部件的變化規(guī)律后，要重點找出與行車關(guān)系較大的部件的狀態(tài)變化速率。b.根據(jù)變化規(guī)律，統(tǒng)籌考慮，使每次保養(yǎng)后留有一定的儲備能力，對保養(yǎng)作業(yè)作出具體規(guī)定，也就是做到什么狀態(tài)的標準?？朔诹Χ?，多保養(yǎng)，勞力少，少保養(yǎng)或追求“格上格”等盲目保養(yǎng)的狀況。c.要對狀態(tài)質(zhì)量和作業(yè)質(zhì)量實行全面控制。對設(shè)備的檢查，要根據(jù)“狀態(tài)修”的需要，除做好常規(guī)檢查外，還需開展全員、全設(shè)備、全項目的檢查，建立檢查負責(zé)制和狀態(tài)分級控制的辦法，對作業(yè)質(zhì)量的控制，除強調(diào)作業(yè)標準化，嚴格作業(yè)紀律外，對關(guān)鍵項目運用質(zhì)量管理圖，實行作業(yè)質(zhì)量控制。第四十六頁，共58頁。4.2(五)橋梁養(yǎng)護維修的方式(2)維修體系a.根據(jù)設(shè)備狀態(tài)變化規(guī)律和整體功能的靂要，確定維修的控制項目和控制條件，建立狀態(tài)標準。b.以改善設(shè)備狀態(tài)、均衡質(zhì)量、延長大維修周期和設(shè)備使用壽命為目的，明確維修的項目范圍和做法要求，建立工作標準。

c.明確維修在技術(shù)上和作業(yè)上的要求，也就是做到什么狀態(tài)?建立作業(yè)標準。(3)大修體系

a.按照橋梁設(shè)備整體功能和安全可靠度的需事，根據(jù)狀態(tài)變化規(guī)律和故障特性，確定大修的修程范圍和控制條件。

b.以提高質(zhì)量、均衡狀態(tài)為目的，通過對更換橋面、鋼梁涂裝壽命周期最佳經(jīng)濟效益的分析研究，合理匹配三大修程周期，逐步走上設(shè)備良性循環(huán)的軌道。

c.明確大修工作的技術(shù)管理要求，建立作業(yè)標準和土作標準。第四十七頁，共58頁。4.2(六)橋梁養(yǎng)護維修的內(nèi)容從橋梁養(yǎng)護維修的基本任務(wù)出發(fā)，為確保鐵路運輸安全暢通，適應(yīng)列車提速、重載運輸需要，橋梁養(yǎng)護維修應(yīng)重點做好設(shè)備檢查、狀態(tài)分析評估和預(yù)防整治病害等工作。1.設(shè)備檢查檢查是系統(tǒng)掌握設(shè)備狀態(tài)的重要手段，為做好橋梁養(yǎng)護和大維修工作提供主要依據(jù)，并能及時發(fā)現(xiàn)和分析病害，據(jù)以采取有效的防治措施，正確規(guī)定列車運行條件。橋梁設(shè)備檢查重點、內(nèi)容、方法可按照大維修規(guī)則的規(guī)定辦理。為保證各項檢查結(jié)果的準確可靠，必須認真執(zhí)行各項檢查制度，仔細做好記錄，建立有關(guān)臺帳。橋梁檢查工作生要有以下幾種形式:(1)經(jīng)常檢查。主要是檢查設(shè)備狀態(tài)變化較快和直接影響行車的部位，并對已發(fā)生的病害定時觀測?！话阌晒らL、領(lǐng)工員對管內(nèi)設(shè)備每月或每季度檢查一遍，長大橋梁還應(yīng)由巡守員每日檢查一次。技術(shù)復(fù)雜及有嚴重病害的橋梁，由工務(wù)段組織有關(guān)人員進行檢查。第四十八頁，共58頁。4.2(六)橋梁養(yǎng)護維修的內(nèi)容(2)定期檢查。主要是重點病害的定期觀測監(jiān)視和設(shè)備春秋季檢查。對運營年久，病害嚴重并發(fā)展較快的危及行車安全的橋梁，應(yīng)按上級規(guī)定的期限和要求，指定專人進行定期觀測監(jiān)視。每年春融及汛前，應(yīng)對橋梁涵的排水、泄洪及渡汛防護的設(shè)施進行一次檢查。秋季，應(yīng)對橋梁涵設(shè)備進行全面檢查和狀態(tài)評定，據(jù)以制訂次年設(shè)備整修計劃。檢查工作由工務(wù)段根據(jù)鐵路局的要求組織進行。長大橋梁及重要設(shè)備，工務(wù)段長必須親自檢查，分局和鐵路局派員重點參加。(3)特別檢查。主要是需要使用專用儀器的檢查，如線橋年縱斷面測量、橋梁界限檢查、梁跨撓度和拱度測量、梁跨結(jié)構(gòu)斷面及平面測繪、混凝土梁裂紋和中性化程度探測、鋼梁涂膜裂化程度測定、支座轉(zhuǎn)角位移測量、墩臺變形測量、河床斷面測量、隧道襯砌、水源、道床及山體動態(tài)等。檢測工作，由工務(wù)段組織有關(guān)技術(shù)人員進行。(4)檢定試驗。為了進一步掌握橋梁技術(shù)狀態(tài)，了解結(jié)構(gòu)特性，查明病害情況，由鐵路局組織橋梁檢定隊，對大跨度、新型結(jié)構(gòu)、出現(xiàn)嚴重病害和受外界損傷危及行車安全的橋梁進行試驗檢定，以確定橋梁的承載、抗洪、抗震能力，規(guī)定列車運行條件，分析病害原因及危害程度，提出加固的措施意見。第四十九頁，共58頁。4.2(六)橋梁養(yǎng)護維修的內(nèi)容2.狀態(tài)分析評估橋梁設(shè)備通過各項檢查，掌握其實際工作狀態(tài)后，還需進一步進行科學(xué)的分析判斷，以能采取有針對性的整修加固。目前，對運營橋梁狀態(tài)的評估方法，主要有以下幾種:(1)狀態(tài)劣化評定橋梁在運營過程中，承受荷載的作用和環(huán)境的侵害，必然會引起結(jié)構(gòu)功能變化，構(gòu)成對行車安全的影響，也即橋梁狀態(tài)的劣化。由于荷載作用和環(huán)境侵害的程度不同，影響結(jié)構(gòu)功能和行車安全的程度也不相同，因此，橋梁的劣化程度也是不同的。為了便于對橋梁劣化狀態(tài)進行評定，鐵道部組織專家，從設(shè)備狀態(tài)劣化程度對行車安全度和結(jié)構(gòu)功能健全度的影響來評定分級，制定了《劣化評定標準》，將劣化程度進行分級，即AA(極嚴重)，A1(嚴重).B(較重).C(中等)，D(輕微)等級。第五十頁，共58頁。4.2(六)橋梁養(yǎng)護維修的內(nèi)容(2)病害診斷及剩余壽命評估橋梁在運用檢修的壽命周期內(nèi)，根據(jù)狀態(tài)變化和健全度衰退的程度，進行適時的修理，使其最大限度地恢復(fù)原有功能。但隨著時間的推移，其健全度必將逐步喪失，以至失去應(yīng)有功能而報廢。因此，對橋梁在運用過程中，科學(xué)地診斷病害，有效地整治病害，在確保行車安全和適應(yīng)運輸發(fā)展前提下，充分發(fā)揮橋梁功能的潛力，最大限度地延長使用壽命，取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效益，具有十分重要的意義。近幾年來，鐵科院和西南交大等有關(guān)專家，開展了對鋼梁疲勞剩余壽命、混凝土梁耐久性及墩臺基礎(chǔ)狀態(tài)等評估技術(shù)的研究，取得較好效果。尤其是老齡鉚接鋼梁疲勞剩余壽命評估方法，具有一定的針對性和實用性，已廣為應(yīng)用。第五十一頁，共58頁。4.2(六)橋梁養(yǎng)護維修的內(nèi)容(3)狀態(tài)評估專家系統(tǒng)隨著計算機技術(shù)的普及應(yīng)用，人們運用專家知識和模擬專家行為，進行計算機編程，解決較為復(fù)雜的疑難問題，就是所謂的專家系統(tǒng)。西南交大有關(guān)專家、教授，在搜集總結(jié)專家經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)的橋梁損傷評估專家系統(tǒng)，通過對整座橋梁各部位影響功能的損傷項目及其損傷表現(xiàn)的調(diào)查，運用計算機技術(shù)進行系統(tǒng)推理，確定橋梁