铁路混凝土简支梁桥的检定.pdf

总第1期
铁路混凝土简攴梁桥的检定
铁路混凝土筒支梁桥的检定
齐舒
(中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,湖北武汉430034
摘要:以徐沛铁路正线7座桥实际情况为例,介绍铁然后选定代表性的梁跨进行荷载试验
路混凝士简支梁桥的检测內容和病害情况,并对其病害产生3.1全桥普查
原因进行分析
(1)对桥梁的上部及下部混凝土结构进行表面
关键词:铁路桥;简支梁;检测;病害;原因分析
风化、剥落、破损、冻融、钢筋锈蚀及裂缝的观测、记
录;采用超声回弹综合法对选取的具有代表性的梁
前言
体进行无损檢测,测量混凝土的实际强度;用酒精酚
长期以来,混凝土简支梁由于结构构造简单、技酞试剂对混凝土碳化深度进行检测;用钢筋保护层
术成熟、架设快捷、更换方便,成为我国铁路混凝士厚度测试仪测试桥梁的上部及下部混凝土结构的钢
桥梁的主要类型。广泛采用跨度8~32m的混凝筋保护层厚度;重点检査普通钢筋混疑士梁宽度超
土简支梁,小跨度中应用最多的是16~32m混凝过0.2mm的竖向裂纹及有斜向裂纹和沿主筋方向
土简支梁。以徐沛铁路正线7座侨实际情况为例,的纵向裂纹;测量预应力钢筋混凝土梁上拱度的变
浅谈铁路混凝土简支梁桥的检定。
化、腹板竖向裂缝、沿预应力筋方向的裂纹、道碴槽
面板与腹板交界处的纵向裂纹,横隔板裂纹等。
(2)对支座及附件进行位置、锈蚀、损坏及活动
2工程概况
支座是否灵活的检测,各部螺栓是否折损,弧形支座
徐沛铁路位于江苏省境内,建成于20世纪70上下座板有无变形及受力不均,辊轴支座上下板滚
年代,是徐州至沛县大屯煤炭运输专用线,至今已运动面有无凹痕,辊轴间是否同步,橡胶支座钢件、聚
营30多年。设计活载均为旧标准“中一22级”。现四氟乙烯板的老化程度等。
阶段路线上运行的列车及速度为:①货物列车由
(3)检査桥上线路是否符合养护标准,特别注
前进”型蒸汽机车牵引,运行速度为60km/h;(②意钢轨接头位置、轨缝、线桥中心线的偏差
客车由“前进”型蒸汽机车羍引,运行速度为803.2荷载试验
km/h。徐沛正线7座桥梁的技术参数见表1。
根据桥梁普査结果,选取病害相对较重的8跨
表17座桥技术参数
(K53+211桥选取2跨,其余各个桥梁各选取1跨)
序号桥名桥型支座桥跨分布进行静载试验和动载试验
K1+263
简支山梁弧形钢支座3×16m
(1)荷载试验理论计算:试验前计算出各控制
K7+039
简支T梁弧形钢支座1×12m
K38+379
简支Ⅱ梁弧形钢支座3X12m
断面的内力影响线,根据影响线、影响面进行静力加
4K53.211
简支T梁弧形钢支座5X10m
载计算,计算结构在试验荷载作用下相应测试断面
5K65+702预应力简支T梁摇轴支座1×32m
6K68+560预应力简支T梁摇轴支座1×32m
的应力和变形,与荷载试验结果进行比较,判定结构
7双楼线
承载能力是否满足设计荷载安全运营要求。
K0-+-500
预应力简支T梁櫲胶支座2×24m
(2)试验荷载确定:桥梁的静力试验采用机车
施加荷载。对某一控制截面,试验荷载效率应满足
3检測内容
下式(试验荷载采用内力等效的原则计算确定)
0.8≤n-Ss/S(1+)≤1.0
通过对徐沛正线7座桥梁资料的收集和分析,式中,为静力试验荷载效率;Smc为试验荷载作用
确定先对其进行全面的普查,了解桥梁的总体概况,下,某工况计算效应值;S为设计标准活荷载不计冲
收稿日期:2008-11-10
作者简介:齐舒(1981-),女,助理工程师,2004年毕业于中南大学桥梁工程专业,T学学よ。
桥梁检测与加固
2008年第1期
击作用时产生的某工况的最不利计算效应值;(1+在小于0.5m的横向裂纹,宽度在0.1~0.2mm,
)为设计计算取用的动力系数。
且呈对称分布;部分连接钢板有裸露现象,裸露部分
(3)静载试验测试内容主要包括:结构的最大锈蚀较严重。
挠度、结构控制截面的最大应力、支座位移及裂纹的
5)静、动载试验各项指标基本满足相应规范
出现和扩张。徐沛铁路正线7座桥中10~12m梁要求,其中双楼线K0+500桥横向基频实测值略小
为普通混凝土简支梁,其应力测试点包括混凝土应于规范限值L/90=3.75Hz。
力测试和钢筋应力测试,在控制截面的受压区混凝
土表面粘贴大标距电阻应变片,在凿开下翼缘混凝
土露出的主筋表面粘贴小标距电阻应变片;24m和5病因分析
32m梁为预应力钢筋混凝土梁,在控制截面的受压
针对以上主要病害,在现场有限的条件下,进行
区和受拉区混凝土表面都粘贴大标距电阻应变片。
了进一步的研究,找出病害产生的主要原因,为后期
(4)动载试验包括脉动试验和强追振动试验两的维修加固提供了参考依据。其病害产生的原因有
部分,测试梁体动力特性和动力响应,将试验结果与
(1)预应力钢筋的张拉导致梁体中部腹板及下
计算值及规范限值进行对比分析,对桥梁运营状况缘马蹄底面产生沿纵向分布的裂纹
给予评估。强迫振动试验包括跑车试验及制动试
2)桥梁的防排水系统不当,造成梁端与梁侧
验。脉动试验通过高灵敏传感器及放大器拾取各检
污水漫流,同时泄水管过短,造成排水不畅,又因梁
测点在环境激励下的振动信号,由电脑采集记录后
面防水层年久失效加剧了桥梁的损坏程度
经频谱分析给出结构的频率、振型和阻尼比。跑车
(3)徐沛正线以运煤为主,且所检测7座桥全
试验測试跨中的动力响成,包括振幅、动应变,进而
部位于常年有水的河流上,煤尘与雨水等含硫化物
计算出冲击系数。制动试验通过机车以30km/h
的速度通过测试桥梁,并在梁跨中部紧急制动,以测
的水汽渗入梁内,使病害恶化
量桥梁的动力响应
4)裂损病害发生后没有及时采取有效的方法
进行处理,破损处混凝土风化,水汽侵入引起钢筋锈
蚀膨胀,使得损伤进一步扩大,形成恶性循环。
4主要病害
(5)其中预应力T形梁的2片梁体连接是通过
对徐沛正线7座桥全面普査结果及典型桥跨的横隔板间钢板焊接,焊联的质量问题及混凝土与钢
荷载试验数据的分析汇总,得出其主要病害:
板间粘结强度低,使得横隔板成为梁体最薄弱的部
(1)普通钢筋混凝士简支T梁和Ⅲ梁普遍存在位,当重载加大梁体的横向振幅时横隔板表面混凝
竖向裂纹。大部分位于梁体的受拉区,从下翼缘向土出现细小裂纹,加上雨水和水汽的人侵造成钢板
上发展,部分延伸至腹板中间位置(中心轴附近),整锈蚀、体积膨胀、表面混凝士剥落掉块、横隔板断裂,
体上外侧多于内侧,跨中附近多于端部,裂纹长度小从而又导致梁体在微幅振动时单片T梁各自振动,
于1.5m,宽度均小于0.2mm。
使得横向频率偏低。
(2)部分梁体混凝土风化严重,局部粗骨料裸
露,大面积混凝土破损及剥落,特别是梁体翼缘板有6结语
多处混凝土破损露筋,裸露钢筋锈蚀严重,长度约
10 cmo
铁路桥梁承受重型活载,随着行车速度的提高,
(3)预应力钢筋混凝土简支T梁端封锚混凝土桥梁不仅要有足够的强度,还要有良好的竖向和横
与梁体混凝土间普遍存在开裂