铁路桥梁钢支座检查与维修技术探讨

[摘要]     桥梁支座是连接桥梁上部结构与下部结构的重要结构部件。既有线铁路桥梁的钢支座，在长期的营运使用过程中，由于列车载重的增加、运行速度的提升等外部环境的变化，维修养护的欠缺等各种原因，导致其产生了不同的病害。这些支座病害的存在，对于桥梁梁拱的影响较大，轻则诱发梁体结构病害，重则影响铁路运输安全。所以，桥梁支座一个部件的病害会对整座桥梁的技术状态造成影响。因此，在铁路桥梁的运营管理中，做好桥梁支座的检查与养护，是十分重要和关键的一项工作。本文就既有线铁路桥梁支座的常见病害及产生原因进行分析，并提出检查与保养的方法。

[关键词]     既有线铁路;桥梁钢支座;检查;养护

在西北铁路的路网结构组成中，有相当大的一部分是建于上世纪五六十年代的普速铁路既有线路。其主要的基本技术条件是基于当时的蒸汽机车牵引和30T～50T的货车载重而设计建造的。随着我国经济的快速增长，尤其是近些年铁路交通运输量的迅猛增加和高速重载，既有线桥梁承受的荷载不断增大，在此情况下，桥梁支座相继出现了不同形式的病害。若不能及时检查发现这些病害，并及时的进行维修和养护，必将影响桥梁梁拱的正常受力状态，既而影响桥梁的技术状态和使用寿命，严重时甚至会威胁到铁路运输安全。

2018年10月新施行的《普速铁路桥隧建筑物修理规则》提出“桥隧修理工作采用状态修与周期修相结合的方式进行，以状态修为主”的修程模式和“桥隧建筑物修理实行检查与养修分开的管理体制”。因此，在新的维修体制管理模式下，做好桥隧建筑物的检查、监控就更加显得十分的重要和迫切。而对于普速铁路既有线桥梁钢支座病害的及时检查发现，并及时进行养护和维修，是确保普速铁路既有线桥梁设备“状态均衡完好，使列车能以规定的速度安全、平稳和不间断地运行”的关键。

1. 桥梁支座的作用

在铁路桥梁结构中，支座是桥梁上部结构与下部结构的连接点，其承上启下的作用，是将列车荷载等上部结构的全部荷载，均匀安全地通过支承垫石传递到桥梁墩台基础;同时桥梁支座要保证上部梁跨结构在列车荷载、外界温度变化、结构混凝土徐变等因素作用下能够自由伸缩变形，保证桥梁梁跨结构的实际受力状态尽可能地与设计相吻合;并且能够满足《普速铁路桥隧建筑物修理规则》第2.4.4 条“列车活载作用下，支承垫石与梁底之间的横向相对变位不应大于1 mm”的技术要求，牢靠地保证梁跨在墩台上的位置正确。在保护桥梁梁端、墩台帽不受损伤的同时，并能满足桥上线路几何尺寸的技术要求和列车运行的安全平稳与旅客的舒适性。

2. 既有线钢支座常见类型与病害

建于上世纪五六十年代的普速铁路既有线路桥梁，受制与当时的经济发展和技术条件，广泛采用传统的铸钢支座，且以平板铸钢支座、小弧形铸钢支座为主，占到了桥梁支座总数的95%以上。本世纪初的新建普速铁路，因桥梁跨度大多为24m～32m这才较为广泛的采用了摇轴钢支座。这些主型桥梁钢支座，在运营维护过程中暴露出的主要病害有下述种类。

2.1 平板、弧形钢支座的病害

（1）钢部件锈蚀（图1）;（2）上下座板与梁身、支座与支承垫石之间不密贴;（3）支承垫石不平，翻浆冒锈、裂损（图2）;（4）支座滑动面磨损不平整;（5）支座锚栓剪断、弯曲或松动;（6）支座销钉剪断等。

2.2 摇轴钢支座的病害

摇轴钢支座除了上述平板、弧形支座的共同病害以外，还存在以下病害：（1）支座倾角、位移超限（图3）;（2）防震连接件缺失;（3）活动支座不活动;（4）支座安装允许偏差超限（图4）;（5）固定支座不稳固等。

3. 钢支座常见病害产生的原因分析

3.1 施工遗留问题。（1）施工中支座安装质量管理不够，技术标准控制不严，支承垫石高程未能满足设计要求，致使同一梁体的四个支点高程误差大于《设计规范》标准，四个支座受力不均。严重时出现“三条腿”病害，个别支座甚至出现严重的脱空病害。这类支座病害即使后期维修作业中得以整治，但往往因维修工艺受限、维修作业质量或维修材料的使用不当，病害得不到根治。往往在维修整治3～5年后或更短的时间，而随即产生下座板与支承垫石之间不密贴。（2）支承垫石钢筋混凝土强度不足，或钢筋布置不合理，高速重载后，结构受增加荷载的作用，相继造成支承垫石的开裂和破损等病害。（3）支承垫石排水不良，积水造成下座板与支承垫石之间不密贴病害恶性循环，导致病害加速发展升级。（4）因桥梁墩台施工误差的超限，在架梁阶段既形成支座安装质量不达标，运营初始即存在支座倾角超限等病害。这类病害在开通运营后，要彻底整治都较为困难。

3.2运营增载问题。（1）高速重载使支座荷载增加，加剧钢部件滑动面磨损。（2）荷载增加，造成个别支承垫石开裂、破损。（3）个别曲线桥梁，因桥上线几何尺寸及正矢不良未得到及时整治，长期的非正常荷载应力，导致支座销钉、锚栓剪断。（4）既有线桥面的排水不好，梁端雨水流到支座，造成支座钢部件锈蚀严重，加之养护不及时，重载下致使“翻浆冒锈”病害加剧。

3.3 养护維修问题。（1）检查制度执行不到位，病害未能及时检查发现，并得到及时的维修保养整治，造成钢支座的滑动面不清洁，润滑不良，钢部件之间磨损加剧，支座的伸缩转动功能阻力增大，严重时甚至造成锚栓剪断。（2）支座锚栓螺母松动、脱落，没有及时发现处理，既而导致支座上下座板固定不牢固，病害发展严重时将造成钢支座的销钉、锚栓折断。（3）支承垫石出现积水、开裂等病害初期，检查未能及时发现和整治，或“翻浆冒锈”致使出现的“三条腿”病害没有得到彻底整治，从而造成病害反复整治反复加剧。（4）支座养护维修作业质量不高，反映在作业人员的操作技能水平不足或作业责任心不强，支座病害的整治未能达到《桥隧维修单项作业技术标准》的相关技术要求，为病害的产生和发展留下了隐患。（5）在全面维修时，未能按《普速铁路桥隧建筑物修理规则》第5.3.2 条规定，“在每座桥隧综合维修时，应进行一次全面检查”，错失了支座病害检查的最佳条件与最佳检查时机，致使个别支座病害未能及时发现，从而得到及时的养护与维修。

4. 钢支座的检查与养护

4.1 钢支座的检查重要性与既有线桥梁支座检查的最佳时机。《普速铁路桥隧建筑物修理规则》第1.0.3 条指出“桥隧建筑物检查、监控是全面掌握设备状态变化的重要手段，也是保证行车安全的基础性工作。”因此，严格执行相关的检查制度，对桥梁支座病害的早期发现十分重要，特别是《普速铁路桥隧建筑物修理规则》其中第5.3.2 条规定的“在每座桥隧综合维修时，应进行一次全面检查”的要求最为关键。普速铁路既有线桥梁的大多数钢支座，因安装有防尘罩等附属装置，在日常的检查过程中，往往不能做到全面和较为彻底的检查。因此，结合桥隧综合维修作业，在桥梁支座的检查具备最佳检查条件时，正确合理的安排作业人员对桥梁支座进行一次全面的检查“体检”，是桥梁支座检查的最佳时机，也是最为彻底、最有效的檢查。

4.2既有线桥梁钢支座的检查重点。普速铁路既有线桥梁钢支座在检查作业中，应在执行《普速铁路桥隧建筑物修理规则》的基础上，注意以下重点。（1）支座主要钢构件裂损或脱焊，钢部件的锈蚀。（2）观察活动支座滑动面的洁净与滑润状态，磨损情况。（3）支座倾角、位移是否超限，发现异常超限或固定支座不固定时，应检查锚栓状态，必要时起顶梁检查支座销钉。（4）支承垫石是否裂损、不平，排水是否良好，有无三条腿、翻浆冒锈等。（5）摇轴支座上下摆错动情况，有异常时应检查销钉是否剪断。（6）支座上下座板与梁身、支座与支承垫石之间是否密贴，支座各部分是否完好。

4.3 既有线桥梁钢支座的养护。新施行的《普速铁路桥隧建筑物修理规则》第1.0.4 条规定“桥隧修理工作采用状态修与周期修相结合的方式进行，以状态修为主”。而桥隧修理工作实行“状态修”的关键是加强和做好桥隧建筑物的日常检查与养护，及时准确的掌握桥隧建筑物的“技术状态”，并且持续做好桥梁钢支座的日常养护，维护好桥梁支座的最佳技术状态就显得更加重要。做好既有线桥梁钢支座的养护，应着力做到以下几方面。（1）切实做好支座的检查工作，尤其是特大桥、大桥的桥梁支座数量较大的情况下，更要制订好检查计划，确保做到全面检查，防止产生检查空白或遗漏，杜绝支座病害隐患。（2）切实应用好《工务系统安全生产管理桥隧子系统》，针对检查出的桥梁钢支座病害问题，及时采取针对性的养护维修措施，恢复钢支座技术状态。（3）提升支座养护维修工艺水平，对因排水不良引起的系列病害，在整治支座病害的同时，应一并整治渗漏水缺陷，杜绝雨水浸蚀钢支座，防止支座病害再次产生。（4）对支承垫石开裂、破损类的病害，在病害整治前，应检测该孔梁的四个支座受力分布情况，应在调整好支座反力误差不大于5%的状态下，再进行捣垫砂浆等整治。支承垫石的修补砂浆，应尽可能的采用聚合物砂浆，以提高其强度和耐久性。（5）对支座钢部件的防锈作业，应严格按《普速铁路桥隧建筑物修理规则》规定的第六套钢结构涂装体系进行规范涂装，并在作业过程中，切实做好底层的钢表面清理除锈工作。（6）对于活动支座及其滑动面的清理、涂油作业，应仔细做好杂物及灰尘的清理，并选用耐候性较好的固体油脂，采用塑料膜封闭等耐久性、防尘效果好的工艺措施。

5. 结语

目前，随着我国国内经济的快速发展，铁路交通运输量还在不断增长，加强既有线铁路桥梁的检查与养护工作意义重大。桥梁支座作为桥梁结构的核心传力部件，对保障整个桥梁在铁路运输安全的过程中起着至关重要的作用，它的技术状态好坏将直接影响桥梁结构的整体使用性能和寿命。因此，重视和做好普速铁路既有线桥梁支座的检查和养护工作，是铁路工务部门桥隧管理的一项关键性专业技术工作。

【参考文献】

[1] 《普速铁路桥隧建筑物修理规则》 中国铁道出版社，2018.9.

[2]  庄军生。《桥梁支座》（第四版）  中国铁道出版社，2015.11.

[3] 《桥隧维修单项作业标准》       中国铁道出版社，2014.12.

[4]  王陇平。维修中桥梁支承垫石病害的成因及整治方法之我见。（大陆桥，2018.02）

第一作者简介：

樊小军（1974～  ），男，汉族，甘肃榆中人，大学专科，助理工程师，主要从事铁路桥隧维修养护管理工作。