高铁桥梁的养护维修

1、高速铁路桥梁维修养护 引言 20世纪50年代初，法国首先提出了高速列车的设想，并最早开始了试验工作，这预示着高速铁路的出现，直至1964年日本建成了连接东京和大阪之间的东海道新干线，出现了世界上第一条运营的高速铁路，高速铁路开始迅速发展。目前，世界上投入运营的高速铁路总长约达6300公里，主要分布在德国、日本、法国、西班牙等国家。正在修建高速铁路的有10个国家和地区，累计约为2660公里。 我国自20世纪90年代以来，加速了铁路现代化进程。1997年至2007年间，铁道部在京广、京沪等主要干线先后进行了六次大提速，快速和高速客运专线成为铁路发展的新目标，按照规划到2015年底，全国铁路营业里程超过12万公里，居世界第二位，其中高铁1.9万公里，居世界第一位。中国高速铁路发展的春天已经到来。 而桥梁是铁路的重要组成部分,在整个铁路交通固定资产中占很大比重，是确保铁路畅通的咽喉，据截止2009年底统计，我国铁路运营的桥梁有47850余座，184060余孔，约3707000余总延米。随着社会经济和交通运输业的快速发展，桥梁负担着沉重的交通荷载和客货运输量，开始出现了各种各样的问题。首先，桥梁

2、结构长期处在列车动荷载的作用下，加上材料老化、环境恶劣以及自然灾害等因素的联合作用，使结构和内部和表面出现各种损伤，从而导致桥梁结构的抗力衰减，如果任其发展，必然会给结构带来很大的安全隐患。另外，由于历史原因如建桥时资金紧缺、技术力量的缺乏、施工管理不严谨以及材料的限制，所建造的桥梁或多或少存在一些缺陷，桥梁投入使用后，运营管理方面技术水平滞后，管养制度建设长期被忽视，桥梁的技术状态未得到及时、细致的观测掌握，已经潜藏着威胁过往行车的安全隐患。摘要：随着我国经济的快速发展，高速铁路运输在里面起着越来越重要的作用，而桥梁作为高速轨道的咽喉，它的质量好坏决定着高速铁路的安全和畅通。本文通过介绍国内外高速条件下桥梁养护经验，对下步我国高速铁路桥梁维修养护提出建议。关键词：高速铁路，桥梁，养护，管理 高速铁路桥梁作为高速铁路基础设施的重要组成部分，对高速行车条件下桥梁的维修养护是一个不可避免的课题。本文从高速行车对桥梁的要求、国外高速铁路和我国既有桥梁养护的经验教训、国外高速铁路桥梁维修养护经验等方面探讨我国高速行车条件下桥梁的维修养护问题，但由于资料收集不全及本人工作经验所限，不足之处请批评

3、指正。1高速铁路桥梁主要特点高速铁路上的桥梁，除须满足一般铁路桥梁的要求外，还需满足一些特殊的要求，这是因为在高速列车运行条件下，结构的动力响应加剧，从而使列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适度、荷载冲击、材料的疲劳、列车运行时的噪声、结构的耐久性等等问题都与普通铁路不同。所以，桥梁结构必须具有足够的强度和刚度，必须保证可靠的稳定性和保持桥上轨道的高平顺状态，使高速铁路的桥梁结构能够承受较大的动力作用，具备良好的动力特性。 高速列车的运营要求较高，能用于检查、维修的时间有限。因此，从总体上来说，高速铁路上的桥梁结构应构造简洁，规格和外形力求标准化，消除构造上的薄弱环节，使得便于施工、建造质量容易得到控制，达到少维修的目的。其特点为： (1). 高架桥所占比例大。高架长桥多桥梁在高速铁路中所占的比例较大，主要原因是在平原、软土以及人口和建筑密集地区，通常采用高架桥通过。京津城际铁路桥梁累计长度占全线正线总长的比例为86.6，京沪高速铁路为80.5，广珠城际铁路为94.0，武广客运专线为48.5，哈大客运专线为74.3。(2). 大量采用简支箱梁结构形式。根据我国高速铁路建设规模、工期要求和技

4、术特点，通过深入的技术比较，确定以32m简支箱梁作为标准跨度，整孔预制架设施工。预应力体系有先张法和后张法两种。少部分采用12 m，16 m跨度的T形梁，预制吊装。 (3). 大跨度桥多。受国情路况的制约，我国客运专线中，跨度达100 m及以上的大跨度桥梁很多。据统计，在建与拟建客运专线中，100 m以上跨度的高速桥梁至少在200座以上。其中，预应力混凝土连续梁桥的最大跨度为128 m，预应力混凝土刚构桥的最大跨度为180 m，钢桥的最大跨度为504 m。(4). 桥梁刚度大，整体性好。为了保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的竖向和横向刚度以及良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。同时，还必须严格控制由混凝土产生的徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形，以保证轨道的高平顺性。 (5). 限制纵向力作用下结构产生的位移。避免桥上无缝线路出现过大的附加力。由于桥梁结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲会使桥梁在纵向产生一定的位移，引起桥上无缝线路钢轨产生附加应力，过大的附加应力会导致桥上无缝线路失稳，影响行车安全。因此，要求桥梁墩、台具有足够的纵向刚度，以尽量减少钢轨附

5、加应力和梁轨间的相对位移。 (6). 改善结构的耐久性，便于检查和维修。高速铁路是极其重要的交通运输设施，桥梁结构物应尽量做到少维修或免维修，因此，设计时需要将改善结构物的耐久性作为设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节，并在施工中加以严格控制，保证质量。另一方面，高速铁路运营繁忙，列车速度高，维修时间都放在夜间“天窗”时间进行，一般为4h，因此桥梁结构构造应易于检查和维修。2国外高速铁路桥梁养护维修经验高速铁路桥梁结构物维修是使结构在使用期内始终能满足高速列车正常运营的安全性和舒适性要求，从各国长期以来桥梁结构的使用情况和大量经验教训中可以得出的主要经验有：1、维修管理日常维修工作一般由相应的机构负责管理，和我国的工务段类似。维修方式也基本采取综合维修和经常保养相结合的方式。但国外非常重视日常检查的数据整理，将桥梁的技术状态参数如裂缝的长度、裂缝的宽度、钢构件的锈蚀情况、螺栓的上紧程度等汇总成表，并经数据化形成数据库，保持对桥梁的状态有深刻地了解，以方便日后的评估和大修。美国、丹麦及日本等国都已建立了计算机桥梁管理数据库系统。有些国家还开发了利用计算机进行桥梁诊断的程序系统。总之

6、，科学地养护维修应建立从状态预测和评估、必要的桥梁数据库直到各种维修工作的成套程序。2、大修管理桥梁的大修工作国外一般由专门的维修公司来进比如通过招标，选择最合适的公司。大修前必须的工作是对桥梁进行评估，评估的客观性一是依赖于前述桥梁日常维修建立的数据库，二是依赖于先进的计算理论，所以国外非常重视有关桥梁老化和腐蚀的研究工作。在评估的基础上，论证维修和换梁的优缺点。由于行车密度加大，为了减少中断行车和限制行车速度的时间，应开辟“天窗”维修时间。在重视大修质量的同时，更重视对中断行车时间的控制。国外的大修方案制定得非常周密，要从交通量、桥梁的结构形式、桥址处的地形、现有的施工机具、人员等多种因素制定最省时的方案。3、关于养修机械化为了减少中断行车和限制行车速度的时间，应高度重视桥梁的养护维修，加大投人力度，提高维修养护的机械化程度及高性能设备的应用。美国就桥梁养修的机械化问题进行过专门的讨论。由于桥梁的形式多种多样，不像线路轨道那样单一，给桥梁养修的机械化带来很大困难，但各国一直在进行这方面的努力。德国、英国等国家已经研制了大型桥梁检查车，可对梁式结构桥梁的上部结构和下部结构方便地进行检

7、查，提高了效率。另外，一些日常的小型养护维修工具例如钢梁的涂漆工具、高强螺栓的施拧工具也多为自动化设备。1、德国德国制定的高速铁路桥梁设计原则中特别强调制定统一的构造要求和在设计中必须考虑养护检查通道，保证在使用期内，检查人员可以在任何时间到达桥梁结构物的任何部位进行检查。德国高铁养护维修经验认为，桥梁结构物维修养护的重点在于及时检查，为此，设置一条可随时、随地进行近距离检查的通道，则成为维修养护技术中重要的组成部分。2日本日本高速铁路同样将桥梁结构物检查作为维修管理技术的重点，并将其分为：初步检查、全面检查、个别检查以及随时检查；全面检查又分为通常的全面检查和特殊的全面检查。（1） 初次检查以掌握结构初期状态为目的，对新建工程为投入使用前进行的检查。（2） 全面检查是以掌握结构全面的及安全度，评判是否要进行个别检查，是否要采取措施为目的的统一定期检查，一般结构每两年进行一次。（3） 个别检查是针对劣化严重的桥梁，其目的是通过详细调查来评估劣化原因、劣化程度。（4） 随时检查是指在自然灾害（地震、大雨、水灾等）作用或附近施工可能影响结构健全度随时进行的检查。 通常检查是以具有相当维修能

8、力的技术人员目测为主，必要时，使用相应的仪器、设备进行详细检查。3、法国法铁铁路桥梁维护在以预防性维护为主，故障发生后采用修复性维护，在设施达到了疲劳极限时进行改造措施。桥梁维护管理采用信息化系统，对全部的桥梁进行资料收集、整理、分析，对设施的老化和维护需求进行准确的定义，以此作为桥梁维护的依据，达到最合理地分配维护资源，最合理采取维护措施。（一）法铁桥梁维护管理体制法国铁路有30000座桥梁，每年维护费用约为1.7亿欧元。法铁桥梁维护实行三级管理：法铁基础运营部基础维修处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测与维修提供指导和帮助；设在各个地区的23个铁路局维修处（负责桥梁维护有23人）负责监督和检查下属综合维修段桥梁检测与维护工作；铁路局的综合维修段设线路生产单位（桥梁维护人员：高速线2-3人，既有线10人左右）负责对本段范围内的桥梁进行预防性维护、修复性维护和更新改造。（二）桥梁维护的总体原则法铁桥梁维护原则就是在桥梁设计使用寿命期的基础上以最优化总成本保持设施的最佳工作状态，保证设施的通行安全和设施的运转稳定。桥梁维护目标就是采

9、取检查、保养、维修等手段保证桥梁在正常使用寿命期内不发生超过其承受力的疲劳或荷载，保证桥梁的通行安全和可维护性，避免出现桥梁过快衰减或出现无法修复的损失。在保证安全的前提下通过制定维护质量及成本控制规范标准，改善维护人员的工作环境，改进资产的储备状态，追求总体效益的最大化。分为预防性维护、修复性维护和改造。（三）桥梁结构维护内容第一，钢结构桥梁钢结构桥梁改造的主要原因是疲劳损伤，主要表现在部件开裂直至断裂或铆接结构松散。老化的钢结构桥梁被列为法铁最关注的和最优先考虑的问题。解决这种桥梁的唯一办法就是更换桥梁或限速通过。第二，水中建造的桥梁基础水中建造桥梁的退化基本上与运营无关，主要是水流的冲刷导致基础的轻微位移或断裂，容易产生轨道变形，影响行车安全。改造的主要方法是预先加固桥梁基础（通过系统的潜水检查和探测）来保证桥梁基础稳固。第三，小型桥涵由于小型桥涵难以接近（植物较多、淤塞），年久失修，有可能导致涵洞坍塌，石砌排水沟由于受荷载增加和振动的原因，引起坍塌或损坏，应经常清理植物、挖淤，并全面更新损坏的桥梁。（四）桥梁维护信息化管理系统法铁采用Fichier Corurin OA 软件对桥隧维护实行信息化管理，收集、整理、分析法铁范围内的桥隧信息和资料，以此做为桥梁维护措施和确定维护预算费用。法铁对桥梁维护信息化管理采用分级授权,法铁基础运营维护部可以查阅法铁范围内的桥隧维护信息但无权修改信息,地区铁路局可以查阅本地区范围内的桥梁维护信息但不可修改,综合维修段只可查阅本段范围内的桥梁维护信息并可根据检查情况修改增加信息。系统分为桥梁档案管理系统和维护评分管理系统。3我国既有线养护维修经验根据我国国情和路情,

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