铁路桥梁日常保养问题及措施
2018-11-16秦健王建成樊宇
秦健 王建成 樊宇
摘 要: 近年来,随着铁路建设规模和范围的逐步扩大,铁路桥梁建设的数量显著提升,铁路桥梁安全问题也备受人们关注,本文对开展铁路桥梁养护的基本原则进行了介绍,深入分析了日常养护中存在问题,并在此技术上提出了有针对性对的措施,力求提升铁路桥梁使用的安全性,促进铁路事业的可持续发展。
关键词: 铁路桥梁;日常保养;措施
1.引言
铁路桥梁的安全性与人们的出行息息相关。为了有效应对地广人多的现实情况,铁路桥梁的发展成为必然。因此,铁路桥梁的建设及安全维护成为铁路行业亟待解决的问题,是关乎铁路行业未来发展的重要一环,需要予以高度重视。基于此,要对铁路桥梁日常维护、保养与管理工作进行深入分析,为铁路安全运行提供保障。
2.铁路桥梁发展历程
近代桥梁的发展历史,从第一座铸铁桥建成的1779年起算,迄今有217年,此中,从1825年开始有铁路桥,至今有171年。此发展进程中,铁路桥的发展历程为:自1825年英国建成第一条铁路并兴建铁路桥后一个世纪内,欧美各国大规模兴建铁路,因而也是世界范围内大规模新建铁路桥的第一个高潮。第一座混凝土铁路桥也是英国在1867年兴建。因炼钢技术的发展是在1860年以后,所以此前建铁路桥的材料多为铸铁、熟铁。直到1874年,才在美国建成第一座铁路钢桥圣路易斯桥。而第一座钢筋混凝土铁路桥是在1890年才出现。本世纪初,由于汽车的出现及公路干线的修建,促进了公路桥的发展。自此,近半个多世纪,美、英、德、法等一些工业发达国家,不仅很少新建大型铁路桥,而且大量旧线铁路桥也得不到更新。而高速公路的迅速发展,在世界范围内掀起兴建公路桥的高潮,使公路桥工程技术的发展速度至今已超过铁路桥。直到最近,由于公路运输燃料消耗大、成本高、空气、环境污染严重成为社会公害,日本及欧洲一些国家又开始转向发展铁路新干线和高速铁路。另外,许多正在发展中国家,其中包括我国,正在加大新干线铁路和高速铁路的建设步伐。故今后一段时期内,可望在世界一定范围内,出现第二个铁路桥梁发展高潮。
3.铁路桥梁养护与维修的基本原则
3.1遵循行业标准,正确处理养与用关系
为了将铁路桥梁维修与养护落到实处,行业技术标准与政策是跟班,需要严格遵守秩序,这主要涉及《铁路主要技术政策》和《铁路工务主要技术装备政策》。在应用过程中,要依据运行基本情况,构建有针对性的桥梁维修保养工作方案,重视规划工作的开展。另外,在管理方面,以《铁路桥梁建筑物大修维修规则》为基准,遵守其中的技术标准与检测原则,形成更加科学的管理制度,全面发挥对桥梁维修保养工作的指导性功能。除此之外,桥梁养护维护还要关注外部环境,尤其是行车与人身的安全性,正确处理运输与施工的关系,在保证质量与安全的基礎上,降低中断停车方法的使用率,避免过长时间限制行车速度的情况发生。
3.2重视管理改革,加快管理模式的过渡
在经济发展的推动下,铁路运输载重大幅增加,列车密度增大,速度提升,因此,运行情况发生变化,养护维修时间被缩短。基于此,需要对桥梁养护维护管理工作进行调整与改革,建立新的组织体制,形成有针对性的管理制度,确定新时期的养修模式与操作方式,推动维修保养工作有序推进。具体讲,结合国外养修经验及我国桥梁运行的具体情况,可以将设备管理部门设置在基层工务段,目的是强化桥梁设备的日常检查与维护,强化养修成本的合理控制。针对桥梁大规模维修,需要由专业维修部门完成,切实加快管理机制由粗放型向经营型的过渡。
4铁路桥梁运行使用中的常见问题
4.1轴向负荷多变引发梁体挠度超限问题
在实际运行过程中,一旦列车轴向负荷出现变化,梁体竖向挠度很难保持不变,尤其是随着负荷的不断增大,出现扩大的趋势。如果混凝土板梁竖向载荷超大,挠度超限问题很难避免,直接降低运行效能,影响正常使用,亟需加固处理,以达到提升梁体刚度的目的。
4.2支座磨损制约性能发挥,影响行车安全
运行列车如果轴重加大,就会对支座及相关制动设备部件产生影响。这是因为列车轴重增加后,支座荷载加大,竖向荷载力随之扩大。同时,列车此时的摇摆力与制动力也呈加大趋势,支座磨损增大,位移增大。此外,转角超限也是荷载过大引发的常见问题,直接降低桥梁结构的伸缩性与转动性。在盆式橡胶支座的使用中,常见问题是聚四氟乙烯板出现磨损,问题源于结构设计上的缺陷,主要原因是对支座实际运行要求不了解。如果聚四氟乙烯板质量不达标,忽视专业标准,很难在根本上保证支座性能的发挥。另外,如果铁路桥梁纵向位移过大,就会增大钢板与聚四氟乙烯板之间的位移。借助聚四氟乙烯外露高度,判定盆式橡胶支座的磨损程度,外露高度减少趋势越大,就越代表磨损情况会发生。如果外露高度控制在0.5~1mm,则可以继续使用,但周期性的检查必不可少。一旦外露高度在0.2~0.5mm,就要及时维护,避免问题扩大,有效维护列车行驶的安全性。一旦外露高度在0.2mm以下,代表磨损程度较大,对列车行驶安全性产生极大的威胁,需要立即更换。摇轴支座主要借助线接触达到传力目的,摇轴弧面产生的应力增大,铁路荷载适应力降低,病害发生概率提升,对运行能力影响较大,出现常见的钢制部件生锈、支座转角不合适以及位移等现象。
4.3疲劳效应加剧梁体混凝土裂缝病害
对于铁路运行,环境复杂多样,甚至会遇到十分恶劣的条件,尤其是荷载与运行量不断增大,加重桥梁疲劳效应,桥梁混凝土构件问题随之产生。例如,随着荷载的加大,混凝土自有裂缝将呈现扩大与延伸的趋势,钢筋部件也会发生锈蚀现象,影响混凝土结构的稳定性,耐久性能降低。裂缝类型较多,主要包括竖向、斜向和纵向3种。
5不断加强铁路桥梁日常保养的措施
5.1借助加固技术应对梁体挠度过高问题
为了有效解决梁体挠度过大的问题,可以引入体外碳纤维板加固技术,这种技术对于解决混凝土板梁竖向挠度过高问题十分有效。具体来讲,主要借助碳纤维板进行预应力的施加,从而提升强度,保证其性能得到充分发挥。
5.2用球形支座替代盆式支座来提升应力
一旦盆式橡胶支座出现受力不均匀的情况,就说明聚四氟乙烯出现严重的磨损情况,如果不重视,处理不及时,支座很容易损坏,桥梁结构安全受到威胁。鉴于此,要及时更换支座,通常使用球形支座替代盆式支座,其工艺更先进。这种支座的滑板材料与摩擦系统都满足国际先进水准,极大地提升了支座的应力,耐久性显著提升。
5.3结合混凝土裂缝规模等选择加固方法
如果发现桥梁混凝土结构出现裂缝现象,需要先明确裂缝的实际宽度,准确掌握其走向,而后形成有针对性的应对方案。具体来讲,如果钢筋混凝土梁主筋的附近出现竖向弯曲裂缝,同时裂缝小于0.25mm,腹板竖向、斜向裂缝小于0.3mm,预应力混凝土梁的纵向及斜向裂缝在0.2mm以下,可以采用灌封方式处理。一旦超过上限值,需要对裂缝展开长期监督,考察其发展趋势。
结语:当前,铁路发挥着越来越重要的作用,因此,铁路桥梁养护与管理极其重要。鉴于此,要结合实际情况,制订合理的养护方案,有效减少事故,保证铁路运行的安全性。
参考文献
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