【導(dǎo)讀】并提高原有橋梁建筑物的荷載等級(jí)和通過能力。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，交通運(yùn)輸量的迅速增長(zhǎng)，危橋總長(zhǎng)逐漸增多。橋梁維修與加固的主要內(nèi)容在于：對(duì)服役橋上部構(gòu)件維修加。建，凡能部分改建的，則不應(yīng)全部改建。建方案，隨時(shí)進(jìn)行分析比較；確定方案并付諸實(shí)施，即進(jìn)行維修加固或改建施工。車13級(jí)發(fā)展到汽車15級(jí)、汽車20級(jí)及汽車超級(jí),并且仍有繼續(xù)增大的趨勢(shì)。準(zhǔn)的橋梁占%,其余%的橋梁基本上是汽13級(jí)和汽15級(jí)荷載標(biāo)準(zhǔn)。料反應(yīng)、凍融鹽害等)使得橋梁結(jié)構(gòu)的混凝土及鋼筋腐蝕嚴(yán)重。由于橋梁的使用年限長(zhǎng),接近其使用壽命。使得橋梁結(jié)構(gòu)安全性下降。在我國,造成此種情況的最大原因是在公路上行駛的貨。車大多數(shù)超載、超限行駛,致使20%以上的橋梁出現(xiàn)安全隱患。擬提高梁的抗彎強(qiáng)度時(shí),鋼板粘貼在梁的底面。或側(cè)面的尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度,從而提高橋梁的承載力。對(duì)于樁柱式橋梁,當(dāng)橋墩由于基礎(chǔ)沖刷嚴(yán)重、埋置深度不夠,

　　

【正文】 加固法，能較大幅度提高或恢復(fù)橋梁的承載能力；施工工藝簡(jiǎn)單、干擾交通少、所需設(shè)備簡(jiǎn)單、人力投入少、工期短、經(jīng)濟(jì)效益明顯；對(duì)原結(jié)構(gòu)損傷小，可以做到不影響橋下凈空、不增加路面標(biāo)高；由于預(yù)應(yīng)力加固梁橋時(shí)預(yù)應(yīng)力筋布置在梁截面外部，易受環(huán)境的影響，需要可靠的防腐設(shè)計(jì)。 3 粘貼碳纖維片加固法 粘貼碳纖維片加固法是采用配套粘結(jié)樹脂將碳纖維片粘貼于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面，形成復(fù)合材料體 CFRP，通過其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作，起到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能的一種加固方法。該方法主要 適用于混凝土梁橋、板橋的抗彎和抗剪加固。對(duì)于配筋較低或鋼筋銹蝕嚴(yán)重的梁、板進(jìn)行抗彎和抗剪加固，可以取得很好的效果，對(duì)于配筋率較高的梁、板，僅采用粘貼碳纖維片加固往往達(dá)不到要求的加固效果，可以考慮采用混合加固方法。該方法還適用于混凝土墩柱的抗剪、抗壓補(bǔ)強(qiáng)，抗震延性補(bǔ)強(qiáng)以及地震破壞后的修復(fù)等。 碳纖維片材受拉時(shí)呈線彈性關(guān)系直至破壞，其脆性性能與鋼筋的延性有明顯的區(qū)別。碳纖維片材不具備鋼筋所擁有的延性，加固后結(jié)構(gòu)的延性將受到限制，構(gòu)件中的應(yīng)力重分布將受到約束。因此，在粘貼碳纖維片材的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不能簡(jiǎn)單地將碳纖維 第 7 頁 共 48 頁 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 片 材作為鋼筋的替代物，必須考慮碳纖維片材的脆性特點(diǎn)。目前一般的計(jì)算方法是將碳纖維布按照一定的標(biāo)準(zhǔn) (例如強(qiáng)度或容許應(yīng)力 )近似換算成一定用量的鋼筋，然后按照傳統(tǒng)的鋼筋混凝土受力分析模型進(jìn)行理論分析。雖然是近似計(jì)算方法，但理論分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合得很好，因此在一般況下是適用的。由于碳纖維貼片對(duì)構(gòu)件重量的增加幾乎可以忽略不計(jì)，因此，這種加固方法不會(huì)對(duì)構(gòu)件施加額外的荷載。需要注意是，在采用該技術(shù)加固時(shí)必須嚴(yán)格遵守材料商對(duì)碳纖維片材和粘結(jié)劑等提出的環(huán)境和施工等方面的要求。 4 粘貼鋼板加固法 粘貼鋼板加固法是用粘結(jié)劑及錨 栓將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，提高橋梁的承載能力的一種加固方法。主梁承載力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕，或梁板橋的主梁出現(xiàn)嚴(yán)重橫裂縫，可采用粘貼鋼板加固法。對(duì)粘鋼加固受彎構(gòu)件，破壞前外貼鋼板與混凝土之間具有較好的粘貼性能，可以保證鋼板與被加固構(gòu)件間的共同工作，并保證鋼板達(dá)到屈服強(qiáng)度。但是，進(jìn)入破壞階段后，多數(shù)構(gòu)件鋼板與混凝土之間發(fā)生局部剝離，沿板與混凝土交界面，出現(xiàn)較長(zhǎng)的順筋裂縫，混凝土被撕裂，因此導(dǎo)致構(gòu)件破壞。對(duì)粘鋼加固受剪構(gòu)件，構(gòu)件的破壞類 似于普通鋼筋混凝土受剪構(gòu)件，首先出現(xiàn)斜裂縫，然后裂縫不斷發(fā)展，鋼板應(yīng)力明顯增大，最后構(gòu)件產(chǎn)生破壞。該方法具有基本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的尺寸、施工簡(jiǎn)單、技術(shù)可靠、短期加固效果較好且工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)。 由于粘貼鋼板加固后均需進(jìn)行必要的表面防護(hù)如環(huán)氧砂漿或水泥砂漿保護(hù)層，鋼板的銹蝕程度較難估計(jì)，降低了加固構(gòu)件的可靠性，增加了加固橋梁的后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。同時(shí)，為便于施工過程中對(duì)粘貼鋼板加壓及防止鋼板剝離，粘貼鋼板加固時(shí)須采用必要的螺栓錨固措施，會(huì)不可避免地對(duì)原結(jié)構(gòu)造成一定的損傷，因此，一般不宜用于配筋密度較大且鋼筋走向復(fù)雜的構(gòu)件 結(jié)點(diǎn)處的加固設(shè)計(jì)。 5 增大截面和配筋加固法 增大截面和配筋加固法是在構(gòu)件表面加大混凝土尺寸，增加受力鋼筋，使其與原結(jié)構(gòu)形成整體，從而增大構(gòu)件有效高度和受力鋼筋面積，增加構(gòu)件的剛度，提高橋梁整體承載能力的一種加固方法。這種加固方法廣泛應(yīng)用于梁（板）橋及拱橋拱肋的加 第 8 頁 共 48 頁 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 固。加大構(gòu)件截面時(shí)，會(huì)使上部結(jié)構(gòu)恒載增加，對(duì)原結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)承載能力有一定影響。 增大主梁混凝土截面和增加配筋后，使主梁成為二次受力的疊合構(gòu)件，原主梁的混凝土和鋼筋除了已有的應(yīng)力外，還需要承受后期恒載和活載產(chǎn)生的應(yīng)力。因此需按二次受力的疊合梁進(jìn)行承載能 力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算。如果橋面鋪裝部分得到加固，可適當(dāng)考慮部分鋪裝層參與受力。采用該方法加固后主梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性得到明顯提高，裂縫可以得到修補(bǔ)，加固效果顯著；施工方法便利，能在橋下施工，加固工作量小，不影響原有橋梁的整體效果；現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，養(yǎng)護(hù)期較長(zhǎng)，加固初期，需適當(dāng)中斷交通，橋下凈空有所減小。 6 增加構(gòu)件加固法 增加構(gòu)件加固法是指不加寬橋面的情況下增加構(gòu)件進(jìn)行加固。當(dāng)墩臺(tái)地基安全性能好，具有承載能力，上部結(jié)構(gòu)也基本完好，但其承載能力不能滿足要求時(shí)，通過增設(shè)縱梁來提高承載能力的一種加固方法 。常用的方法有：增設(shè)縱梁加固、更換邊梁加固、增加輔助橫梁加固。增設(shè)縱梁加固法要求原橋梁墩臺(tái)及基礎(chǔ)在提高承載能力方面尚有潛力，它可以較為有效地提高結(jié)構(gòu)的承載能力。 采用新增加主梁的加固方法對(duì)于過去常用的少主梁或雙主梁整體現(xiàn)澆式橋梁的加固改造尤為有利，這種上部結(jié)構(gòu)不僅主梁間距大，新增的主梁容易布置及澆筑，增加主梁后對(duì)上部結(jié)構(gòu)的承載能力可以明顯提高，且增加主梁后也改善了原有橋面板的受力情況。增加構(gòu)件加固方案與新橋的設(shè)計(jì)相似，主要考慮到新增主梁與鑿去部分翼緣板的縱梁在截面、混凝土標(biāo)號(hào)與齡期不同而導(dǎo)致的彈性模量以及剛 度上的不同，按不等剛度并根據(jù)加固后的橋梁構(gòu)造特點(diǎn)選擇荷載橫向分布計(jì)算方法進(jìn)行橫向分布系數(shù)計(jì)算，并計(jì)算各縱梁的受力，根據(jù)各受力設(shè)計(jì)新縱梁的配筋。由于增加了主梁片數(shù)，減小了分配在每片梁上的活載，若承受與加固前同樣的車輛荷載，每片梁所承擔(dān)的荷載減少了，由此提高了橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體承載能力。另外，新梁混凝土收縮徐變會(huì)影響新舊主梁的聯(lián)結(jié)，若聯(lián)貫方式不當(dāng)，將影響加固效果；吊裝安置新主梁時(shí)，難免對(duì)舊梁的撞擊；鑿除切割舊梁翼緣可能有過大沖擊力而對(duì)梁體部分帶來一定程度損傷。更換邊梁加固就是把原有邊梁拆除，更換成新的剛度大、配 筋足的邊梁來承受盡可能大的荷載，從而減小原結(jié)構(gòu)的受力，起到加固作用。與增設(shè)縱梁加固法相似，重點(diǎn)在 第 9 頁 共 48 頁 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 于橫向分布設(shè)計(jì)計(jì)算方法的選擇。 對(duì)于某些因橫向整體性較差而降低了承載能力的梁式橋，在加固時(shí)可采取增加橫梁的辦法來加強(qiáng)各縱梁之間的橫向聯(lián)結(jié)。一般情況下這種加固方法是其他加固方法的輔助方法，特別適用于少橫隔板或無橫隔板的梁式橋。需要注意的是，此方法作為其他加固方法的輔助方法時(shí)會(huì)影響荷載橫向分布計(jì)算方法的選擇。被加固橋梁在少橫隔板或無橫隔板的情況下，可用鉸結(jié)板（梁）法或杠桿原理法計(jì)算，加固后則用偏心受壓法或修正偏心受壓 法，如是寬橋即寬度與跨度之比大于 1/2 的橋用比擬板法（ GM 法）。 7 改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法 改變結(jié)構(gòu)體系加固舊橋通常是指增設(shè)附加構(gòu)件和進(jìn)行技術(shù)改造，使橋梁的受力體系和受力狀況發(fā)生改變，從而起到減小承重構(gòu)件的應(yīng)力，改善橋梁性能，達(dá)到提高承載能力的目的。常使用的方法：①簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)法；②增加輔助墩法；③八字支撐法；④將梁式橋轉(zhuǎn)換為梁拱組合體系；⑤改橋?yàn)楹醇庸蹋虎掬撍餍崩庸?。其中②～⑥加固方案形式各異有不同的要求，但加固?shí)質(zhì)相同，均是為所加固的橋梁加入新的支撐點(diǎn)，縮短梁的計(jì)算跨徑。加固時(shí)往往需要在橋 下操作，設(shè)置永久設(shè)施，影響橋下凈空，所以必須考慮對(duì)通航及排洪能力的影響；加固時(shí)改變了受力體系，使原本只承受正彎矩的簡(jiǎn)支梁在部分位置出現(xiàn)負(fù)彎矩，所以要注意加強(qiáng)梁上緣配筋 第 10 頁 共 48 頁 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 結(jié)束語 鐵路線路病害的種類很多，我通過對(duì)鐵路線路的病害產(chǎn)生進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究，掌握了病害產(chǎn)生的原因，并結(jié)合了自己所學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)所總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)得出了一些關(guān)于線路病害的整治辦法。近年來我國的經(jīng)濟(jì)水平進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期我國的鐵路運(yùn)輸業(yè)也隨之邁入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。中國的鐵路 逐漸走 向高速化和重載化，這就要對(duì)鐵路線路的整體狀況有了相當(dāng)高的要求。因此，這對(duì)鐵路線路工 的 工作提出了新的問題 ， 必須掌握扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)及時(shí)的找出線路的病害并且迅速的去把病害消除掉。同時(shí)為取得較好的整治效果并確保線路的順暢和列車運(yùn)行安全，有必要對(duì)線路病害的整治機(jī)理及整治工藝進(jìn)行對(duì)比研究。只要我們充分發(fā)揮我國集中力量辦大事的優(yōu)勢(shì)，吸收世界鐵路線路病害整治方面的先進(jìn)、成熟的技術(shù)成果，創(chuàng)新完善提高，精心組織、精心設(shè)計(jì)、精心施工，就一定能打造出具有中國特色的世界一流鐵路，一定能形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)于鐵路病害整治的技術(shù)體系 。 通過對(duì)鋼軌病害的綜合整治和預(yù)防，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少養(yǎng)修成本的投入。但是，由于鋼軌受力特征極其復(fù)雜，探索和總結(jié)鋼軌病害整治、預(yù)防措施的工作仍然十分艱巨。 第 11 頁 共 48 頁 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 參考文獻(xiàn) 何宏斌，現(xiàn)代軌道原理與養(yǎng)護(hù)維修，西南交通大學(xué)出版社， 2020 古愛軍，鐵路軌道，中國鐵道出版社， 2020 盧祖文，混凝土軌枕線路維修， 1995 孫國瑛，沈善良等，鐵路工務(wù)，西南交通大學(xué)出版社， 1998 沈相宙等，鐵路道岔養(yǎng)護(hù)，中國鐵道出版社， 2020 佟立本，鐵道概論，中國鐵道出版社， 2020 郝贏，鐵道工程，西 南交通大學(xué)， 2020 鐵道部，鐵路線路修理規(guī)則，中國鐵道出版社 ,2020 榮佑范 .鐵路維修與大修 [M].中國鐵道出版社 . 鐵路線路修理規(guī)則 .中國鐵道出版社， 2020 鐵路線路秀規(guī)則條文說明 國鐵道出版社 鐵路工務(wù)安全規(guī)則中國鐵道出版社， 2020 第 12 頁 共 48 頁 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線?????????