高速铁路桥梁养护与维修.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,铁路桥梁养护与维修技术,王柏松,内容,1,铁路桥梁病害问题,2,铁路桥梁维护,3,钢桥明桥面加固维修,4,桥梁保养与维修要点,1,铁路桥梁病害问题,法国国营铁路公司,(SNCF),一直致力于努力优化桥梁构件的使用和建设,使桥梁与高速度之间的安全性得到有机的结合。他们认为，只有从设计阶段时就加以考虑，同时在施工及维护阶段予以重视，桥梁百年使用寿命的问题才能得以保障。,1.1,概述,空气、水、矿物质及微生物等多种外界因素均会对桥梁各部分构件产生不同程度的腐蚀；列车动载对桥梁构件又将产生疲劳破坏、联结件松动甚至产生脆性破坏。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。,1.2,影响桥梁百年使用寿命的常见问题与对策,1.2.1,混凝土构件,在海洋环境地区，海水的硫化、氯化等作用将使混凝土产生龟裂，,使混凝土外部带腐蚀性的气体、水份等侵蚀内部钢筋，进而引起钢筋锈蚀、失效（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。,对混凝土早期由于水化热或其他原因产生的裂纹，应考虑采用低水化热（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。,在粗骨料选择上，碎石的化学,成份应引起重视。由于某些碎石中,所含的碱活性物质将与混凝土中碱,离子产生碱骨料反应也将使混凝土,产生龟裂（如右图）；在这种情况,下，应选择低碱水泥或含硅灰、粉,煤灰、或矿渣的混合水泥；同时，,在搅拌混凝土用水方面，也应注意,其化学成份，以避免产生碱式反应。,1.2.2,钢筋,空气和水是对钢筋产生腐蚀作用,的必要条件。为此，要求钢筋,必须留有足够的净保护层。当空,气、水,份通过混凝土的孔隙侵蚀钢,筋，钢筋将逐渐被氧化，产,生锈蚀。而钢筋被完全锈蚀,后的体积将是原体积的,1000,倍，这就使混凝土因受挤压,而开裂、剥落（如左图）。,对海洋环境的地区，海水对钢筋的腐蚀更具危险性，因此，对建于海水中的桥墩，法铁考虑不小于,7,厘米的净保护层；对浅水区域，净保护层也不小于,5,厘米，并对钢筋涂防腐剂。而对钢管混凝土桩基来说，根据百年腐蚀速率的统计,在具较强腐蚀性的土壤中，设计桩基截面的外径应考虑,6,毫米厚的无效截面。,在电气化铁路上，由于杂散电流产生的电解作用、,混凝土中的细菌，都将导致钢筋的腐蚀。为此，也要对重要部位的钢筋涂防腐剂或采用阴极保护。,为此，需区分不同的破坏等级（如冬季在公路面撒盐将对该处铁路桥墩、台产生腐蚀作用），对桥梁的不同部位采用不同的净保护层。,1.2.3,钢构件,钢构件较常见的是构件与空气接触的表面发生锈蚀现象。因此要尽量减少钢构的交叉部位，以避免保护漆无法或难以涉及。防锈漆寿命较短，应经常进行检查，以保持其完整性。对钢构的重要部件，可采用表面镀锌防护；对油漆防护，在涂漆前一定要做好预处理，选择的材料要注意其兼容性。,疲劳现象是钢构百年寿命,的重要指标之一。疲劳裂纹多,是由于周期性加载产生。列车,通过桥梁的速度越高，其伤害,性就越大。,对钢构件的变截面、孔口、焊接等处，均为易产,生应力集中的部位，一旦产生裂纹，就容易使其迅速,扩展。其作用机理是：微裂纹材质下降破坏。因,此应尽量避免钢构件截面产生突变。,因此，在组装构件时，对钢构件联结处，可采用增,大接触面的方式，以减小应力集中，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,杆件的抗疲劳能力。,而脆性破坏则是由于所受荷载大于其强度引起。多,是由于钢材韧性差、受撞击等原因引起微裂纹扩展、温,度过低等引起，这种破坏是突发的，并且是灾难性的。,因此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。,1.2.4,桥梁支座,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,用。,1.3,设计必须遵守的原则,（,1,）设计阶段就应该按百年使用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）。,（,2,）设计构件应尽量简洁，提倡采用整体结构，尽量避免接头。,（,3,）设计阶段就应注重选材，材料的各项指标均应满足百年使用寿命的要求，采用的施工工艺应能保证桥梁百年使用。,（,4,）尽量避免桥梁受到外力的冲击，如公路为下穿式时，应对桥墩采取保护措施。,（,5,）考虑各种影响因素后，预留一定的安全系数。,（,6,）应考虑方便今后的维修工作，同时保证排水良好。,1.4,其它,当然，施工阶段也是十分重要的因素，一定要遵,照设计和施工规范的要求，对进场的所有工程材料进,行严格检验，施工工艺不得违反工序要求，才能保证,产品能满足百年使用寿命的要求。,维修方面，建立桥梁的电子台帐，关注其使用过,程的动态情况，及时、有效地进行维护，也是桥梁百,年寿命的有效保证。,2,铁路桥梁维护,2.1,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。,2.2,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期的基础,上以最优化总成本保持设施的最佳工状态，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。,2.3,桥梁结构维护内容,2.3.1,桥梁结构的预防性维护,桥梁预防性维护的目的就是减少桥梁故障发生的概,率或衰减度，保证桥梁的正常状态。维护措施分为检,查、保养和维修。,2.3.1.1,检查,检查是指通过目测或实地观测对桥梁的状态进行测,试和对相关指标进行测量，对产生的偏差进行分析比,较，从而发现缺陷，及时进行修复。,(1),持续性检查,参加人员为法铁所有员工，检测方式为随时随地不,定期在线路到和桥梁上，采用方法为目测观察法，观,察到桥梁及结构物有异常情况立即通知线路中断行,车，然后请专家检测后再予以放行。采用这种检测方,法的目的是提高和培养法铁全体员工对基础设施安,全责任意识，基础设施的安全涉及到法铁及全体员,工，人人有责任来检查和监督基础设施的安全状况。,(2),年度检查,每年进行一次，由综合维修段的线路生产单位负,责，检查人员为由段长选择确定（上岗前进行桥梁专,业维修知识培训，合格后上岗，有效期,5,年）的高级技,工，检测后写出桥梁检查报告，并签名负责。检查的,方法是目测。在没有进行综合检查前，年检是唯一的,定期检查手段，已经进行了综合检查的重点检查桥梁,最敏感的部位，检查的目的是为及时发现桥梁损坏或,失常情况下的潜在危险。,地中海线箱梁内部检查通道,(3),综合检查,每,5,年进行检查一次。检查人,员由线路生产单位的专业检查人,员、综合维修段的桥梁专家、,地区铁路局的桥梁专家组成，通,过带可伸缩液压托架的桥梁检测,车,(,见上页图,),和特长高架检测平,台,(,见右图,),进行,是一项详细、,深入的检查，目的是发现桥梁,的一切不足，对检查报告进行,分析，根据经验对桥梁的隐患和缺陷确保进行全面诊断,和评估，而且持续到下次综合检查前，在特别必要的情,况下用专用的工具钻探取样进行强化检测。,(4),特别检查,特殊的专业由法铁委托特殊的企业进行，法铁派代,表参加。如近几年法国洪水泛滥成灾，造成河床损坏，,桥梁水下的检测由专业的水下检测机构来完成。,(5),具体缺陷检查内容,(,钢梁桥、钢筋土桥梁,),检查前的准备工作,A,桥梁附近清除杂草；,B,排水沟清理；,C,查阅每一座桥梁上一次检查后的检查报告及维修记录。,钢筋混凝土及予应力钢筋混凝土桥梁检查,A,梁部和基础检查内容,a,结构变形情况,:,以原有桥梁建造时的状态为参考值,检查纵坡面和平面的局部变形和整体变形等,;,b,混凝土缺陷,(,不含裂缝,):,碳化、多孔隙、表面化学,腐蚀、露筋、外部缺陷、碱性反应等；,c,钢筋：钢筋受腐蚀的长度、钢筋截面受腐蚀的面,积比例、断筋、不连续等；,d,予应力钢筋：受腐蚀程度、断裂、混凝土与予应,力钢筋的连结等；,e,混凝土裂纹：裂纹的大小、传播方向、裂纹的含,水程度、周期性变化等；,f,支座：道碴落入、支撑变形、金属盘老化等。,g,围栏检查：检查状态良好程度；,h,结构受潮情况。,B,墩台（含墩、台、挡墙、护坡）检查,a,整体变形情况检查：纵向、横向变形等；,b,砌体：裂缝、局部变形、砌体材料（强,度、机械撞击、化学侵蚀、大风水流产生的冲击）等；,c,混凝土：强度、空洞深度及面积、钢筋的腐蚀及与,混凝土的结合、受撞击损坏、化学腐蚀等；,d,结构受潮情况。,钢梁桥检查,A,检查部位,:,主梁、扣件、支座等。,B,腐蚀：受腐蚀长度、面积、表面腐蚀的厚度等；,C,裂纹：裂纹部位、裂纹长度等；,D,装配：装配缺陷；,E,受碰撞情况；,F,支座：杂物嵌入、滚轴老化、位移等；,G,防水性情况。,2.3.1.2,保养,保养是通过有限的工作推迟或避免通常因桥梁周边环境造成的、后果严重的维护工作。保养由综合维修段在每年年度检查时进行。保养的主要内容是清除桥梁上或周边的植物、引水槽及涵洞清污、清除钢结构桥梁及其它部位的污垢等。保养采用随时逐点推进的办法进行。,2.3.1.3,维修,维修是恢复桥梁结构最接近设计期望值的服务状态和预期寿命。维修可以保证桥梁的质量。根据桥梁的检查分析情况确定维修，维修的主要内容为钢结构梁刷漆、砖石、砼填补缝、修缮密封系统等。,2.3.2,修复性维护,修复性维护指在故障出现后恢复桥梁的正常状态。故障的产生原因可能是一些不明的、偶然的、无法预见的、事故性的，如地震、突然撞击、恶劣天气等。修复性维修的工作包括排除故障和修理恢复。排除故障是指采取临时措施使设施临时具备其功能（如出现洪水导致桥梁坍塌，采用临时支墩让列车临时通过）。修理恢复是指使设施重新恢复其功能。,2.3.3,改造,改造是指通过关键部件更换（或更新）恢复设施状,态。改造的原因是设施达到了其疲劳极限或设施过于老,化导致维修成本大幅提高，设施已不能在短期内以合理,的成本维持其应有的安全性能、良好运行或动力舒适水,平。,2.3.3.1,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。,2.3.3.2,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。,2.3.3.3,小型桥涵,由于小型桥涵难以接近（植物较多、淤塞），年久,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。,2.4,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。桥隧档案管理,分为,4,个系统：（,1,）桥梁；（,2,）挡墙；（,3,）隧道；,（,4,）小桥涵。档案信息按不同类型进行分类，包括桥梁建设时的资料、位置、结构、特性等信息。维护评分档案按桥梁的组成部分进行分类,对缺陷进行定义,量化缺陷,按缺陷大小进行评分，缺陷越小,评分越低,桥梁的建造时间越久,评分越高。把每一次检查观察到的资料都输入评分系统。建立桥梁维护信息化系统的目的中对桥梁实行评级管理，为桥梁结构状态设立可靠的指标，精确在衡量桥梁状态的演变过程，利用统计手段对不同桥梁出现缺陷的原因进行横向比较和评估，为桥梁的维护、更新提供可靠的依据。,2.5,小结,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。,法铁采用维护信息化管理系统，制定统一的缺陷评,级标准对，法铁范围内的桥梁统一建档，进行评级管,理，依据评级来确定桥梁维护的手段和措施，这种科学,的档案评级能够及时发现桥梁的缺陷，分析桥梁出现缺,陷的原因，这种计算机评级管理系统对做好我国桥梁维,护有很好的借鉴意义。,钢梁明桥面加固,我国过去的钢桥都采用明桥面，明桥面直接承受列车的冲击作用，一是纵横梁容易出现疲劳裂纹；二是轨枕易变位，使得明桥面的轨道结构的维护量大；三是明桥面噪声大。,明桥面产生裂缝一般是由于构造细节而造成的疲劳开裂，以下示出了几座桥的桥面裂纹，裂纹大发生于横梁与主桁的连接处，也有在纵梁加劲肋端部切口处腹板产生的裂缝。,钢梁明桥面加固,Birmingham bridge,横梁裂纹,钢梁明桥面加固,白水河大桥横梁裂纹,钢梁明桥面加固,内昆线岷江大桥,支座端横梁相邻的横梁普遍出现裂纹，裂纹位置在上平纵联与横梁连接的节点板处的横梁上翼缘角钢上,钢梁明桥面加固,裂缝原因分析,(,一,),裂缝原因分析,1.,横梁梁端连接细节的疲劳开裂主要原因：,(1),梁端约束,许多横梁端部的连接是按简支来处理的，只要求传递剪力，假定在抗弯方面完全呈柔性。然而实际使用的铆接、栓接或焊接都无法做到完全柔性。梁端转动时会受到连接件的抵抗，总有一些抵抗力矩（梁端约束）产生。一般情况下，连接细节上部受拉，下部则压向它所连接的板件。这种连接细节会引起两种对抗疲劳性能不利的情况，一是连接件畸变；一是约束引起端力矩。对于静力荷载而言，梁端约束能增加梁的承载能力，是有益的但在周期荷载作用下，这一约束会引起疲劳损伤。梁端约束可导致连接角钢下部竖向裂纹。这在美国的很多钢桥中出现。,钢梁明桥面加固,裂缝原因分析,(2),横梁梁端的削弱,为减小梁端约束，将横梁下翼缘切除，这样使横梁切口处的应力幅增大很多。由于主桁的下挠，横梁梁端受拉，可能导致横梁腹板下部竖向裂纹。宝成线白水河桥就出现过类似的裂纹。,(3),面外变形,横梁的面外变形，可能导致横梁梁端腹板自由间隙处水平裂纹。这是因为连接角钢与横梁翼缘存在自由间隙，这段横梁腹板自由段在荷载作用下发生反复的出平面弯曲。,钢桥疲劳设计解说,建议适当放宽自由间隙，大致可按,10cm,取用。面外变形引起裂纹的实桥有：美国,Prairie Du,Chien,桥、,Walt Whitman,桥。京津线杨村桥、京山线饮马河桥、京广线渠马河桥。中国京山线北运河,7,孔,31.68m,下承桁梁的横梁梁腹板加劲肋下端水平裂纹。,钢梁明桥面加固,裂缝原因分析,2.,纵梁腹板裂缝原因分析,明桥面一般为纵横梁体系，桥面的纵梁一般为,I,型，纵梁腹板上焊有竖向加劲肋，起加劲腹板的作用，但是横联和人行道托架也可借它与腹板相连，所以某些加劲肋又起了连接板的作用，曾有过因疏忽了加劲肋有连接板的作用，未在构造上加以处理，以致在加劲肋下端切口处腹板上产生裂缝。另外，由于枕木直接放在纵梁翼缘上，枕木的变形使上翼缘发生侧向弯曲，在加劲肋上端切口处腹板产生裂缝。,钢梁明桥面加固,加固方法,(,二,),加固方法,(1),对于纵梁加劲肋，加劲肋不能与受拉翼缘焊接在一起，加劲肋端部离受拉翼缘应有,50,100mm,的距离。,(2),对于由角钢组成的横梁，由于抗弯刚度很小，纵梁弯曲变形引起横弯端部裂缝，应加强横梁，可将组合,I,字形加固为箱形。,(3),对重叠形式的纵横梁，为了减小纵梁弯曲对横梁的影响，可将纵横梁连接处的螺栓孔改为椭圆孔。,4.1(,一,),桥梁养护维修的目的,运营桥梁是铁路工务设备中永久性的大型结构物，也是铁路行车设施的重要组成部分和确保铁路运输安全畅通的关键设备，具有结构复杂、技术性强、修建困难、造价困难、造价较高的特点。一旦损坏，轻则限速减载，重则中断行车。我国铁路桥梁，由于建造年代不同、技术标准不一和设计施工中的局限性，存在着许多问题。随着我国国民经济建设的持续发展，铁路运输强度的不断增长，为适应列车提速、重载运输的需要，桥梁必须具有更高的承载、抗灾能力和安全可靠度，也对桥梁养护维修部门提出了更高的要求。因此，做好桥梁养护维修工作，对于确保铁路运输安全，促进我国经济建设的发展，具有十分重要的意义。,4.2(,二,),桥梁养护维修的任务,桥梁养护维修工作，必须确立以,“,保证行车安全,”,为主要目标，遵循,“,设备质量保安全,”,的指导思想。正确掌握设备状态的变化规律和劣化程度，适时地进行修理，逐步达到,“,状态控制，周期均衡，设备改善，保证安全,”,，其基本任务是：,1.,根据桥梁运营中的状态变化，合理投入人力、物力，适时进行维修养护，预防或延缓设备状态的劣化，经常保持状态均衡完好，以保证列车按规定的速度、安全不间断地运行。,2.,随着铁路运输强度的提高，有计划地加固和改善桥梁设计状态，提高承载能力，满足建筑限界和孔径要求，增强抗洪、抗震能力，充分发挥使用性能。,4.2(,三,),桥梁养护维修的原则,桥梁养护维修工作，既要满足铁路运输发展和行车安全的需要，而大部分施工作业又是在行车条件下进行既有设备的拆除恢复或修理更换。因此，必须讲求科学合理、安全可靠，遵循以下主要原则，力求在设备结构强化、作业手段先进、管理水平提高等方面有所成效。,1.,全面贯彻铁道部提出的,铁路主要技术政策,和,铁路工务主要技术装备政策,的方针，结合实际需要和具体条件，制订桥梁养护维修工作计划和规划目标。,2.,严格执行,铁路桥梁建筑物大修维修规则,规定的技术条件、技术标准、设备检查和管理制度等要求，同时还应遵照铁道部颁布的,铁路技术管理规程,、,铁路工务安全规则,等其它有关规章、规范、标准的规定，作为桥梁养护维修的基本法则。,4.2(,三,),桥梁养护维修的原则,3.,桥梁养护维修工作应根据铁路运输需要和设备技术状态，按照,“,预防为主，预防与整治相结合,”,的原则进行，有计划地整治重大病害，加固改造设备，防止病害发生和发展，及时消除危及行车安全的处所，保持桥梁设备经常处于均衡完好状态，提高整体结构强度。,4.,桥梁养护维修作业证安全和质量的前提下，应特别注意行车和人身安全，正确处理施工与运输的关系，在保证安全和质量的前提下，尽量减少中断行车和限制行车速度的时间。,5.,积极依靠科技进步，全面实行现代化管理，大力发展养护机械化，不断提高工作效率和经济效益，逐步实现结构现代化、作业机械化、管理科学化。,4.2(,四,),桥梁养护维修的管理,桥梁养护维修管理主要包括两个方面，即对管辖桥梁设备的管理和养护维修生产全过程的管理。若按照业务分工，还有技术、计划、劳力、料具、成本、质量、安全、教育等管理。各项管理工作是由特定的管理体制的运作来实施的，并通过相应的工作制度加以保证。为使桥梁养护维修管理逐步走上标准化、规范化的轨道，为实现管理科学化创造条件，还应建立起行之有效的管理工作体系。,目前，我国桥梁养护维修管理的技术业务领导是铁道部，而在铁路局，实行路局一分局一工务段和工务段一领工区一工区两个三级管理。有关桥梁养护维修总的方针、原则和标准，由铁道部制订发布，铁路局按照“路局决策、分局组织、工务段执行”三级管理的职能，有机结合加以实施。工务段作为管理的基层组织，具体负责桥梁设备的检查管理和养护维修工作，桥梁的大修改造，另由专业大修部门承担，桥梁动态特性和病害诊断，由路局组织桥梁检定队通过试验进行评估，从而实行对桥梁养护维修的全面管理。,4.2(,四,),桥梁养护维修的管理,随着经济体制改革的深化，铁路运输载重增加、列车密度加大、行车速度提高，势必造成设备状态变化加剧，养修作业时间减少。由于运输组织的调整，小站慢车的关停，给桥梁养护维修工作带来更大的难度。因此，桥梁养护维修的管理，在组织体制、修程修制、养修方式、作业手段等方面进行相应的改革，也是势在必行的重要议事。根据国外对桥梁养护维修的管理经验，结合我国的具体实际，将管理基层的工务段作为设备管理部门，注重对桥梁设备的检查、管理和日常养护，实行养修成本控制，桥梁的大修和维修由专业修理部门负责进行，从而将粗放性的管理机制转变为经营性的管理机制，以促进桥梁养护维修管理水平的提高。,4.2(,五,),桥梁养护维修的方式,按照设备综合工程学的原理，桥梁设备的养护维修，要区别不同的结构类型，选择确切的修理方式、修理点和间隔时间，进行状态临界修或周期预防修。为此，必须合理地划分修程、制订标准、确定周期、建立体系。,1.,划分修程,根据设备状态变化规律和故障特性，把桥梁的整个运用检修过程，划分为经常保养、综合维修和大修三个修程，实行,“,养修分开,”,的修理制度。,由于整座桥梁设备是由多种不同构件组成的。各个构件相互传递着来自列车的荷载，并保持整体平稳完好。由于各个构件的材质不同、构造不同、功能不同，其自身的状态变化规律也不同。还应根据不同规律和构件特点，区分出保养、维修、大修的不同修程范围，确定不同修程的作业项目和要求。,4.2(,五,),桥梁养护维修的方式,2.,制订标准,在划分保养、维修和大修三个修程的界限后，还应解决每个修程在什么状态下做,?,做到什么状态,?,制订出相应的状态临界标准、作业质量标准和工作标准。使设备状态、作业质量、养修投入加以有效的控制。,3.,确定周期,为使桥梁养护维修工作有效运作，必须合理确定,“,临界修,”,位置和间隔时间长短的选择，也就是要确定合理的周期。由于桥梁设备的结构类型不同，使用条件不同，新旧程度不同，其,“,临界修,”,位置和间隔时间长短有很大的区别，因此，合理确定周期是桥梁养护维修工作中的一个重要决策问题。,4.2(,五,),桥梁养护维修的方式,周期的合理确定，应以设备状态变化规律、设备安全可靠程度和总费用最节省为依据，一般取决于设备的变化速率和出现故障的平均间隔。所确定的周期，决不允许设备出现失修状态，以设备的储备能力略有过剩为好。但是，为了便于全局性的管理，所确定的周期从宏观上来讲，在可靠度容许范围内出现稍稍的“超前”或“过剩”还是正常的，因为比起“一刀切”的情况，毕竟大大减少了盲目性。由子同类型的桥梁，其变化的规律和速率不尽相同，因此，所确定的周期，对具体的每座桥梁来说，还要“因地制宜”，不能“一刀切”，要以状态控制来调整保养或维修或大修的间隔时间。还由于桥梁设备中桥面、梁体、支座,墩台及附属设施的变化规律也各不相同，在确定周期时，也要进行合理的匹配。,4.2(,五,),桥梁养护维修的方式,4.,建立体系,为了使“状态修”的原则在维修养护中切实应用，还必须作出实施的具体规定，建立起保养、维修和大修工作管理体系。,(1),保养体系,a.,通过观测分析找出不同部件的变化规律后，要重点找出与行车关系较大的部件的状态变化速率。,b.,根据变化规律，统筹考虑，使每次保养后留有一定的储备能力，对保养作业作出具体规定，也就是做到什么状态的标准。克服劳力多，多保养，劳力少，少保养或追求“格上格”等盲目保养的状况。,c.,要对状态质量和作业质量实行全面控制。对设备的检查，要根据“状态修”的需要，除做好常规检查外，还需开展全员、全设备、全项目的检查，建立检查负责制和状态分级控制的办法，对作业质量的控制，除强调作业标准化，严格作业纪律外，对关键项目运用质量管理图，实行作业质量控制。,4.2(,五,),桥梁养护维修的方式,(2),维修体系,a.,根据设备状态变化规律和整体功能的雳要，确定维修的控制项目和控制条件，建立状态标准。,b.,以改善设备状态、均衡质量、延长大维修周期和设备使用寿命为目的，明确维修的项目范围和做法要求，建立工作标准。,c.,明确维修在技术上和作业上的要求，也就是做到什么状态,?,建立作业标准。,(3),大修体系,a.,按照桥梁设备整体功能和安全可靠度的需事，根据状态变化规律和故障特性，确定大修的修程范围和控制条件。,b.,以提高质量、均衡状态为目的，通过对更换桥面、钢梁涂装寿命周期最佳经济效益的分析研究，合理匹配三大修程周期，逐步走上设备良性循环的轨道。,c.,明确大修工作的技术管理要求，建立作业标准和土作标准。,4.2(,六,),桥梁养护维修的内容,从桥梁养护维修的基本任务出发，为确保铁路运输安全畅通，适应列车提速、重载运输需要，桥梁养护维修应重点做好设备检查、状态分析评估和预防整治病害等工作。,1.,设备检查,检查是系统掌握设备状态的重要手段，为做好桥梁养护和大维修工作提供主要依据，并能及时发现和分析病害，据以采取有效的防治措施，正确规定列车运行条件。,桥梁设备检查重点、内容、方法可按照大维修规则的规定办理。为保证各项检查结果的准确可靠，必须认真执行各项检查制度，仔细做好记录，建立有关台帐。桥梁检查工作生要有以下几种形式,:,(1),经常检查。主要是检查设备状态变化较快和直接影响行车的部位，并对已发生的病害定时观测。一般由工长、领工员对管内设备每月或每季度检查一遍，长大桥梁还应由巡守员每日检查一次。技术复杂及有严重病害的桥梁，由工务段组织有关人员进行检查。,4.2(,六,),桥梁养护维修的内容,(2),定期检查。主要是重点病害的定期观测监视和设备春秋季检查。对运营年久，病害严重并发展较快的危及行车安全的桥梁，应按上级规定的期限和要求，指定专人进行定期观测监视。每年春融及汛前，应对桥梁涵的排水、泄洪及渡汛防护的设施进行一次检查。秋季，应对桥梁涵设备进行全面检查和状态评定，据以制订次年设备整修计划。检查工作由工务段根据铁路局的要求组织进行。长大桥梁及重要设备，工务段长必须亲自检查，分局和铁路局派员重点参加。,(3),特别检查。主要是需要使用专用仪器的检查，如线桥年纵断面测量、桥梁界限检查、梁跨挠度和拱度测量、梁跨结构断面及平面测绘、混凝土梁裂纹和中性化程度探测、钢梁涂膜裂化程度测定、支座转角位移测量、墩台变形测量、河床断面测量、隧道衬砌、水源、道床及山体动态等。检测工作，由工务段组织有关技术人员进行。,(4),检定试验。为了进一步掌握桥梁技术状态，了解结构特性，查明病害情况，由铁路局组织桥梁检定队，对大跨度、新型结构、出现严重病害和受外界损伤危及行车安全的桥梁进行试验检定，以确定桥梁的承载、抗洪、抗震能力，规定列车运行条件，分析病害原因及危害程度，提出加固的措施意见。,4.2(,六,),桥梁养护维修的内容,2.,状态分析评估,桥梁设备通过各项检查，掌握其实际工作状态后，还需进一步进行科学的分析判断，以能采取有针对性的整修加固。目前，对运营桥梁状态的评估方法，主要有以下几种,:,(1),状态劣化评定,桥梁在运营过程中，承受荷载的作用和环境的侵害，必然会引起结构功能变化，构成对行车安全的影响，也即桥梁状态的劣化。由于荷载作用和环境侵害的程度不同，影响结构功能和行车安全的程度也不相同，,因此，桥梁的劣化程度也是不同的。为了便于对桥梁劣化状态进行评定，铁道部组织专家，从设备状态劣化程度对行车安全度和结构功能健全度的影响来评定分级，制定了,劣化评定标准,，将劣化程度进行分级，即,AA(,极严重,),，,A1(,严重,).B(,较重,).C(,中等,),，,D(,轻微,),等级。,4.2(,六,),桥梁养护维修的内容,(2),病害诊断及剩余寿命评估,桥梁在运用检修的寿命周期内，根据状态变化和健全度衰退的程度，进行适时的修理，使其最大限度地恢复原有功能。但随着时间的推移，其健全度必将逐步丧失，以至失去应有功能而报废。因此，对桥梁在运用过程中，科学地诊断病害，有效地整治病害，在确保行车安全和适应运输发展前提下，充分发挥桥梁功能的潜力，最大限度地延长使用寿命，取得最佳的技术经济效益，具有十分重要的意义。,近几年来，铁科院和西南交大等有关专家，开展了对钢梁疲劳剩余寿命、混凝土梁耐久性及墩台基础状态等评估技术的研究，取得较好效果。尤其是老龄铆接钢梁疲劳剩余寿命评估方法，具有一定的针对性和实用性，已广为应用。,4.2(,六,),桥梁养护维修的内容,(3),状态评估专家系统,随着计算机技术的普及应用，人们运用专家知识和模拟专家行为，进行计算机编程，解决较为复杂的疑难问题，就是所谓的专家系统。西南交大有关专家、教授，在搜集总结专家经验的基础上，研究开发的桥梁损伤评估专家系统，通过对整座桥梁各部位影响功能的损伤项目及其损伤表现的调查，运用计算机技术进行系统推理，确定桥梁损伤等级及其对策。这项技术已在部分路局使用，效果良好。若进一步完善后推广应用，将使桥染状态评估更为简捷、准确。,4.2(,六,),桥梁养护维修的内容,3.,预防与整治病害,目前，我国铁路运输运营桥梁中的病害桥梁，将近桥梁总数的五分之一，虽不断进行整治，但新生病害的增长趋势仍未很好抑制。因此，桥梁的养护维修土作，在做好设备检查和状态评估的基础上，应根据不同的劣化程度，有针对性地进行经常保养，综合维修和大修整治，有效地控制病害的发生或发展。,（,1,）经常保养。这是桥梁养护维修的主要环节，其目的是,:,预防病害出现，消除严重危害和临近超限处所，经常保持桥梁各部位状态均匀完好，保证行车安全平稳。其重点内容是,:,明桥面桥枕、护轨、联结零件的整修，钢梁清洗和涂装修补，支座清扫加油、污工体勾缝修补，排水设施清淤疏通等。,4.2(,六,),桥梁养护维修的内容,（,2,）综合维修。这是桥梁养护维修的重要修程，其作角是,:,部分恢复桥梁各部件功能，按照,“,预防为主，防治结合，有病治病，治病除根,”,的方针，遵循,“,全项目,”,的原则，对设备进行适时预防性修理和病害整治，保持整座设备质量均衡等强，以达到延缓劣化速率、延长大维修周期、延长使用寿命的目的。其重点内容是,:,全面整平桥面，更换失效桥枕，联结零件整修或更换，钢梁维护性涂装，伤损构件整修或更换，圬工裂损修补，支座整平加油，隧道漏水的小量整治，排水沟清理，衬砌小量圬工修补，隧道内整体道床混凝土修理，隧道通风、照明设施等。,（,3,）大修整治。这是桥梁养护维修的重点关键，其作用是,:,根据桥梁技术状态和运输发展的需要，有计划地进行周期大修、重点大修和一般大修等。,周期大修是指整孔桥面更换、整孔钢梁,(,或钢塔架,),重新涂装等工程；中桥以上更换梁跨、扩孔、墩台大修、基础加固、复杂的钢梁加固等列为重点大修工程；其他病害整治和大修列为一般大修工程。,4.2(,六,),桥梁养护维修的内容,桥梁建筑物大修工作范围主要包括,:,a.,整孔更换桥面，包括整孔更换桥枕，换铺分开式扣件，更换护轨，钢梁上盖板、上平纵联的保护涂装，更换上盖板松动、烂头铆钉等；,b.,更换或增设整孔人行道和安全检查设备，包括避车台、防火设备台；,c.,整孔钢梁或整个钢塔架重新涂装；,d.,加固钢梁或钢塔架，包括更换、加固、修理损伤杆件，提高载重能力，扩大建筑限界，改善不良结构，更换大量铆钉和高强度螺栓；,e.,换支座，包括跨度,80 m,以上钢梁支座的起顶整正；,4.2(,六,),桥梁养护维修的内容,f.,更换钢梁或圬工梁；,g.,整孔圬工梁裂缝注浆、封闭涂装或保护层中性化裂损、钢筋锈蚀整治；,h.,更换或增设整孔圬工梁拱防水层；,i.,加固圬工墩台及基础；,j.,更换或增设墩台；,k.,桥梁扩孔；,l.,修复或增设防护及河调建筑物；,m.,整治威胁桥梁安全的河道。,研究建议,1,、客运专线桥梁营运过程动力特性及变形监测，尤其对特殊跨、特殊环境地质处桥梁,2,、桥梁状态健康监测技术,3,、既有桥梁病害调查及加固技术,4,、桥梁及其附属监测修复技术,5,、桥梁有效预应力监测技术,6,、强风条件桥上行车安全性研究,7,、桥梁结构损伤标准和处理方法研究,8,、桥梁快速修复技术研究,9,、桥梁状态及对行车安全影响评价,10,、桥梁营运过程快速施救通道及措施研究,11,、车、线、桥耦合振动研究,12,、桥梁界面接触状态及对行车影响研究,13,、桥梁信息化管理技术研究,14,、营运中的问题及解决措施研究,谢谢!,