高速铁路桥梁养护维修工作

高速铁路桥涵施工与维护高速铁路桥涵施工与维护Chap12 Chap12 桥梁养护维修工作桥梁养护维修工作0 0、我国桥梁养护存在主要问题、我国桥梁养护存在主要问题 1 1思想上不够重视思想上不够重视 “重建设轻养护重建设轻养护”的不良倾向的不良倾向 养护工作中是以路面为中心养护工作中是以路面为中心 “养路不养桥养路不养桥”2 2资金投入不足，检测设备落后资金投入不足，检测设备落后 进入九十年代以后，我国进入了以高等级公路进入九十年代以后，我国进入了以高等级公路快速发展为特征的公路建设高峰期，大量的资金快速发展为特征的公路建设高峰期，大量的资金、技术力量都集中到高等级公路建设上，各级公、技术力量都集中到高等级公路建设上，各级公路交通部门更足长期处于巨大的公路建设压力之路交通部门更足长期处于巨大的公路建设压力之下，没有时间和精力来研究桥梁养护与管理工作下，没有时间和精力来研究桥梁养护与管理工作。3 3桥梁管理基础性工作薄弱桥梁管理基础性工作薄弱 一是桥梁养护管理的工作制度、技术标准、规程不完善。致使我们在桥梁检测、评价、加固、质量控制等方面，没有明确的工作依据。二是规范所要求桥梁卡片、桥梁养护技术档案等基础资料不齐备。造成这种状况的原因是多方面的，有历史的客观原因，更有疏于管理的主观因素。三是规范所要求的桥梁养护检查的各种表格和记录不齐。4 4 体制有弊端，管护责任不明确体制有弊端，管护责任不明确 受公路管理体制的影响，目前桥梁养护管理工作中也同样存在责任主体不清、管理养护责任不明确的现象，这是影响桥梁养护管理工作的更深层次矛盾。一 经营性收费公路的桥梁管护责任不清。二 一些公路桥梁现己成为城市内桥梁，但其产权和管护责任都没有作重新界定，造成这些桥梁的养护主体缺位三 公路管理体制的模式多样，造成目前些地方的国省干线和县乡公路上的桥梁管护责任主体多元，责任意识淡薄，养护管理工作的质量和效果难以保证。5 5 超载、超限车辆多超载、超限车辆多 内容1 1 铁路桥梁病害问题铁路桥梁病害问题2 2 铁路桥梁维护铁路桥梁维护3 3 钢桥明桥面加固维修钢桥明桥面加固维修4 4 桥梁保养与维修要点桥梁保养与维修要点1 1 铁路桥梁病害问题铁路桥梁病害问题 法国国营铁路公司法国国营铁路公司(SNCF)(SNCF)一直致力于努力优化桥梁构一直致力于努力优化桥梁构件的使用和建设件的使用和建设,使桥梁与高速度之间的安全性得到有机的使桥梁与高速度之间的安全性得到有机的结合。结合。他们他们认为，只有从认为，只有从设计阶段设计阶段时就加以考虑，同时时就加以考虑，同时在在施施工及维护阶段工及维护阶段予以予以重视，桥梁重视，桥梁百年使用寿命百年使用寿命的问题才能得以的问题才能得以保障。保障。1.1 1.1 概述概述 空气、水、矿物质及微生物等多种空气、水、矿物质及微生物等多种外界因素外界因素均会对桥梁均会对桥梁各部分构件产生不同程度的各部分构件产生不同程度的腐蚀腐蚀；列车；列车动载动载对桥梁构件又将对桥梁构件又将产生产生疲劳破坏疲劳破坏、联结件松动联结件松动甚至产生甚至产生脆性破坏脆性破坏。这些问题的。这些问题的产生往往都互为关联，彼此影响，从而加速了桥梁的破坏。产生往往都互为关联，彼此影响，从而加速了桥梁的破坏。1.2 1.2 影响桥梁百年使用寿命的常见问题与对策影响桥梁百年使用寿命的常见问题与对策1.2.11.2.1混凝土构件混凝土构件 在海洋环境地区，在海洋环境地区，海水的硫化海水的硫化、氯化氯化等作用将使混凝土产等作用将使混凝土产生龟裂，使混凝土外部带生龟裂，使混凝土外部带腐蚀性腐蚀性的的气体、水份气体、水份等侵蚀内部钢筋，等侵蚀内部钢筋，进而引起进而引起钢筋锈蚀、失效钢筋锈蚀、失效（如图）。选择建桥所采用的混凝土（如图）。选择建桥所采用的混凝土时，首先应考虑采用抗腐蚀性好、抗渗等级高的水泥。如含硅时，首先应考虑采用抗腐蚀性好、抗渗等级高的水泥。如含硅灰、粉煤灰、或矿渣的混合水泥及抗硫酸盐水泥。灰、粉煤灰、或矿渣的混合水泥及抗硫酸盐水泥。对混凝土早期由于对混凝土早期由于水化热水化热或其他原因产生的裂纹，或其他原因产生的裂纹，应考虑采用应考虑采用低水化热低水化热（主要针对大体积混凝土而（主要针对大体积混凝土而 言）的水泥，以消除混凝土早期裂纹造成钢筋易锈言）的水泥，以消除混凝土早期裂纹造成钢筋易锈蚀等的不良因素（如下图）。控制混凝土早期裂纹蚀等的不良因素（如下图）。控制混凝土早期裂纹是避免钢筋锈蚀的重要手段之一。是避免钢筋锈蚀的重要手段之一。在粗骨料选择上，在粗骨料选择上，碎石碎石的化的化学成份应引起重视。学成份应引起重视。由于某些碎石中所含的由于某些碎石中所含的碱活碱活性物质性物质将与混凝土中碱离子产生将与混凝土中碱离子产生碱骨料反应也将使混凝土产生龟碱骨料反应也将使混凝土产生龟裂（如右图）；裂（如右图）；在这种情况下，应选择在这种情况下，应选择低碱低碱水泥水泥或或含硅灰、粉煤灰、或矿渣含硅灰、粉煤灰、或矿渣的混合水泥的混合水泥；同时，在搅拌混凝；同时，在搅拌混凝土用水方面，也应注意其化学成土用水方面，也应注意其化学成份，以避免产生碱式反应。份，以避免产生碱式反应。1.2.21.2.2钢筋钢筋 空气空气和水是对钢筋产生腐蚀和水是对钢筋产生腐蚀作作用的用的必要条件必要条件。为此，。为此，要求必须要求必须留留有足够的有足够的净保护层净保护层。当。当空气空气、水、水 份份通过混凝土的孔隙侵蚀通过混凝土的孔隙侵蚀钢筋钢筋，钢筋，钢筋将逐渐被将逐渐被氧化氧化，产生产生锈蚀。锈蚀。而钢筋而钢筋被被完全完全锈蚀后锈蚀后的体积将是原体积的的体积将是原体积的10001000倍倍，这就使混凝土因受，这就使混凝土因受挤压而挤压而开裂、剥落（如左图）开裂、剥落（如左图）。对对海洋环境的地区，海水对钢海洋环境的地区，海水对钢筋的腐蚀更具危险性，因此，对建筋的腐蚀更具危险性，因此，对建于海水中的桥墩于海水中的桥墩，考虑，考虑不小于不小于7 7厘米厘米的的净保护层净保护层；对浅水区域，净保护；对浅水区域，净保护层也不小于层也不小于5 5厘米，并对钢筋涂厘米，并对钢筋涂防腐防腐剂剂。而对钢管混凝土桩基来说，根。而对钢管混凝土桩基来说，根据据百年腐蚀速率百年腐蚀速率的统计的统计,在具在具较强腐较强腐蚀性的土壤蚀性的土壤中，设计桩基截面的外中，设计桩基截面的外径应考虑径应考虑6 6毫米厚的无效截面毫米厚的无效截面。在在电气化铁路上，由于杂散电流产生的电气化铁路上，由于杂散电流产生的电解作电解作用用、混凝土中的混凝土中的细菌细菌，都将导致钢筋的，都将导致钢筋的腐蚀腐蚀。为此，。为此，也要对重要部位的钢筋也要对重要部位的钢筋涂防腐剂涂防腐剂或采用或采用阴极保护阴极保护。为此为此，需区分，需区分不同的破坏等级不同的破坏等级（如冬季在公路（如冬季在公路面面撒盐撒盐将对该处铁路桥墩、台产生腐蚀作用），对将对该处铁路桥墩、台产生腐蚀作用），对桥梁的不同部位采用不同的净保护层。桥梁的不同部位采用不同的净保护层。1.2.3 1.2.3 钢构件钢构件 钢构件较常见的是构件与空气接触的表面发生钢构件较常见的是构件与空气接触的表面发生锈锈蚀现象蚀现象。因此要尽量。因此要尽量减少钢构的交叉部位减少钢构的交叉部位，以避免保，以避免保护漆无法或难以涉及。防锈漆寿命较短，应护漆无法或难以涉及。防锈漆寿命较短，应经常进行经常进行检查检查，以保持其完整性。对钢构的重要部件，可采用，以保持其完整性。对钢构的重要部件，可采用表面镀锌防护表面镀锌防护；对油漆防护，在涂漆前一定要做好；对油漆防护，在涂漆前一定要做好预预处理处理，选择的材料要注意其兼容性。，选择的材料要注意其兼容性。疲劳疲劳现象是钢构百年寿命现象是钢构百年寿命的重要指标之一。疲劳裂纹多的重要指标之一。疲劳裂纹多是由于是由于周期性加载周期性加载产生。列车产生。列车通过桥梁的速度越高，其伤害通过桥梁的速度越高，其伤害性就越大。性就越大。对对钢构件的钢构件的变截面、孔口、焊接等变截面、孔口、焊接等处，均为处，均为易产易产生应力集中生应力集中的部位，一旦产生裂纹，就容易使其迅速的部位，一旦产生裂纹，就容易使其迅速扩展。其作用机理是：扩展。其作用机理是：微裂纹微裂纹材质下降材质下降破坏破坏。因。因此应尽量避免钢构件截面产生突变。此应尽量避免钢构件截面产生突变。因此因此，在组装构件时，对钢构件，在组装构件时，对钢构件联结联结处，可采用处，可采用增增大接触面大接触面的方式，以的方式，以减小应力集中减小应力集中，增大抗疲劳能力增大抗疲劳能力。而对横向杆件采用圆弧型联结（如图），则可大大提高而对横向杆件采用圆弧型联结（如图），则可大大提高杆件的抗疲劳能力。杆件的抗疲劳能力。而而脆性破坏脆性破坏则是由于所受荷载大于其强度引起。多则是由于所受荷载大于其强度引起。多是由于是由于钢材韧性差钢材韧性差、受撞击受撞击等原因引起微裂纹扩展、温等原因引起微裂纹扩展、温度过低等引起，这种破坏是度过低等引起，这种破坏是突发的突发的，并且是，并且是灾难性灾难性的的。因此因此钢材的选择应考虑其抗冲击能力大于在选定温度钢材的选择应考虑其抗冲击能力大于在选定温度范围内的抗冲击能力。范围内的抗冲击能力。1.2.4 1.2.4 桥梁支座桥梁支座 支座支座应选用承载能力强，易更换的类型。橡胶支座应选用承载能力强，易更换的类型。橡胶支座虽然易老化龟裂，但由于更换方便，所以受到广泛的应虽然易老化龟裂，但由于更换方便，所以受到广泛的应用。用。1.3 1.3 设计必须遵守的原则设计必须遵守的原则（1 1）设计阶段就应该按）设计阶段就应该按百年使用百年使用寿命的验收标准进行设计寿命的验收标准进行设计（包括桥梁的类型与形状、桥梁的位置等）（包括桥梁的类型与形状、桥梁的位置等）。（2 2）设计）设计构件构件应尽量简洁，提倡采用应尽量简洁，提倡采用整体结构整体结构，尽量，尽量避免接避免接头头。（3 3）设计阶段就应）设计阶段就应注重选材注重选材，材料的各项指标均应满足百年，材料的各项指标均应满足百年使用寿命的要求，采用的使用寿命的要求，采用的施工工艺施工工艺应能保证桥梁百年使用。应能保证桥梁百年使用。（4 4）尽量）尽量避免避免桥梁受到桥梁受到外力外力的冲击，如公路为下穿式时，应对的冲击，如公路为下穿式时，应对桥墩采取保护措施。桥墩采取保护措施。（5 5）考虑各种影响因素后，预留一定的）考虑各种影响因素后，预留一定的安全系数安全系数。（6 6）应考虑）应考虑方便今后的维修工作方便今后的维修工作，同时保证排水良好，同时保证排水良好。1.4 1.4 其它其它 当然当然，施工阶段也是十分重要的因素，一定要，施工阶段也是十分重要的因素，一定要遵照遵照设计设计和施工规范的要求，对进场的所有和施工规范的要求，对进场的所有工程材料工程材料进行进行严格检验，严格检验，施施工工艺工工艺不得违反工序要求，才能不得违反工序要求，才能保证产品保证产品能满足百年使用寿命能满足百年使用寿命的要求。的要求。维修维修方面，建立桥梁的方面，建立桥梁的电子台帐电子台帐，关注其使用，关注其使用过程过程的动态的动态情况，及时、有效地进行维护，也是桥梁情况，及时、有效地进行维护，也是桥梁百年百年寿命的有效保证。寿命的有效保证。2 2 铁路桥梁维护铁路桥梁维护2.1 2.1 法铁桥梁维护管理体制法铁桥梁维护管理体制 法国法国铁路有铁路有3000030000座桥梁，每年维护费用约为座桥梁，每年维护费用约为1.71.7亿亿欧元。法铁桥梁维护实行三级管理：法铁基础运营部欧元。法铁桥梁维护实行三级管理：法铁基础运营部基基础维修处础维修处主要负责桥梁专业维修规程制定，负责大型桥主要负责桥梁专业维修规程制定，负责大型桥梁改造工程项目维修计划制定，在法铁范围内为桥梁检梁改造工程项目维修计划制定，在法铁范围内为桥梁检测与维修提供指导和帮助；设在各个地区的测与维修提供指导和帮助；设在各个地区的2323个铁路局个铁路局维修处维修处（负责桥梁维护有（负责桥梁维护有2 23 3人）负