中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
向沛昀
摘要：橋梁是高速鐵路應(yīng)用的一種重要支撐結(jié)構(gòu)，為保證列車運(yùn)營(yíng)的安全性、舒適性，高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)必須具備應(yīng)有的橫向、豎向和抗扭剛度。自20世紀(jì)90年代開(kāi)始，為建設(shè)世界一流的高速鐵路，中國(guó)開(kāi)始研究高速鐵路橋梁的關(guān)鍵技術(shù)，特殊結(jié)構(gòu)橋梁在高速鐵路中也得以成功應(yīng)用。然而，對(duì)于特殊結(jié)構(gòu)橋梁的養(yǎng)護(hù)維修仍處于探索階段，如何利用高速鐵路僅有的天窗時(shí)間對(duì)特殊結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，是當(dāng)前鐵路設(shè)備管理單位面臨的難題。下面我想結(jié)合多年對(duì)橋梁設(shè)備的管理經(jīng)驗(yàn)探索特殊結(jié)構(gòu)橋梁高效、直接的養(yǎng)護(hù)維修辦法。
一、養(yǎng)護(hù)維修基本規(guī)定
（一）維修周期
特殊結(jié)構(gòu)橋梁維修按照“預(yù)防為主，防治結(jié)合，有病治病，治病除根”的原則，全面推行預(yù)防修。按照不同設(shè)備類型確定維修周期，混合橋可分類、特大橋可分孔或分段劃分維修單元開(kāi)展維修，以恢復(fù)或部分恢復(fù)各部件的功能，保持整座設(shè)備質(zhì)量均衡完好。鋼梁橋（包括鋼桁拱、鋼管拱）維修周期為三年，混凝土橋維修周期為五年。
（二）維修主要內(nèi)容
1.圬工梁拱、墩臺(tái)裂縫整治、圬工勾縫、抹面、小量噴漿和壓漿，局部翻修和加固修理及局部增設(shè)防水層，排水設(shè)備的修理和部分增設(shè)。
2.橋上無(wú)砟軌道混凝土底座和凸形擋臺(tái)外露部分裂縫修補(bǔ)，有砟軌道擋砟塊零小更換、整修。
3.梁縫止水裝置修理或更換。
4.梁端橫向位移的限位裝置的修理。
5.橋面護(hù)軌、防火設(shè)備、安全檢查設(shè)備、抗震設(shè)施、水標(biāo)尺、支座防塵罩以及各種標(biāo)志的修理、零小更換和增設(shè)。
6.鋼結(jié)構(gòu)局部維護(hù)性涂裝、死角防銹、更換失效螺栓；少量鉚釘、螺栓或聯(lián)結(jié)系桿件的更換，桿件裂紋、損傷和彎曲等就地修理，結(jié)構(gòu)不良的小型改善，增設(shè)防爬角鋼。
7.混凝土梁裂縫、露筋修補(bǔ)、防水層局部修理、橋梁防排水設(shè)施局部整修，梁端伸縮裝置整修。
8.支座整治空吊翻漿，處理折斷錨栓，整修防塵裝置，鋼質(zhì)部分涂裝，整修墩頂排水坡等。
9.墩臺(tái)裂縫缺損修補(bǔ)，頂面排水處理，基礎(chǔ)防護(hù)整修等。
10.橋面及作業(yè)通道欄桿的局部更換。
11.橋梁防護(hù)設(shè)備及河調(diào)建筑物整修。
12.各種防護(hù)設(shè)備的砌體勾縫修補(bǔ)。
13.防護(hù)墻、作業(yè)通道、救援疏散通道、安全檢查設(shè)備、抗震設(shè)施、空心墩檢查梯等的局部整修。
14.橋涵標(biāo)志的增設(shè)、修理和更換。
15.橋涵限高防護(hù)架、橋墩防撞護(hù)欄的整治修補(bǔ)。
二、鋼—混凝土結(jié)合梁橋的養(yǎng)護(hù)維修
鋼—混凝土結(jié)合梁橋是通過(guò)剪力釘?shù)瓤辜羝靼唁摿汉蜆蛎姘暹B成整體而共同受力，抗剪器傳遞鋼梁與混凝土橋面板之間的剪力，它是保證鋼—混凝土結(jié)合梁橋整體工作的關(guān)鍵部位。抗剪器對(duì)混凝土橋面板的作用相當(dāng)于對(duì)橋面板產(chǎn)生縱向劈裂效應(yīng)。如果出現(xiàn)混凝土縱向劈裂，就會(huì)導(dǎo)致整體工作性能降低直至失去組合作用。鋼—混凝土結(jié)合梁橋面板不得有縱向裂縫。應(yīng)及時(shí)采取加固措施。
在連續(xù)結(jié)合梁支座及其附近的橋面板，如有橫向裂縫和滲漏水部位，應(yīng)重做防水和封閉裂縫?？v向鋼筋失效引起的裂縫，應(yīng)采取縱向受力加固措施。預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板中預(yù)應(yīng)力失效產(chǎn)生的裂縫應(yīng)立即修復(fù)加固。
跨中區(qū)域橋面板壓裂、壓碎、磨損，應(yīng)及時(shí)加固修復(fù)。結(jié)合板貫穿性裂縫和缺陷應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，以免引起鋼梁的銹蝕。對(duì)于較大的破碎帶，修補(bǔ)時(shí)至少應(yīng)在無(wú)活載下進(jìn)行。全部RC板更換應(yīng)按原設(shè)計(jì)施工程序卸載進(jìn)行。當(dāng)由于承載力不足對(duì)結(jié)合梁進(jìn)行加固時(shí)，除對(duì)RC板（或PC板）和鋼梁加固外，應(yīng)同時(shí)驗(yàn)算剪力鍵是否滿足要求。
根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果，當(dāng)梁端相對(duì)滑移達(dá)到0.1m時(shí)，組合作用大大降低。支座及梁端區(qū)域結(jié)合梁結(jié)合面，不得有相對(duì)滑移和開(kāi)裂，當(dāng)梁端相對(duì)滑移時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。
剪力連接件失效會(huì)造成鋼梁與混凝土橋面板之間的相對(duì)分離，即掀起。出現(xiàn)掀起時(shí)會(huì)表現(xiàn)出混凝土鋪裝層鼓出、破損等現(xiàn)象，也會(huì)導(dǎo)致組合作用降低。剪力連接件加固方法可以在橋面板原連接件位置處鑿眼，直到能夠?qū)⒓袅B接件補(bǔ)焊到鋼梁的翼緣上為止，然后用不低于橋面板混凝土強(qiáng)度等級(jí)的細(xì)石混凝土將鑿眼灌實(shí)。
結(jié)構(gòu)尺寸及線形不得有超過(guò)規(guī)定的變形。針對(duì)超標(biāo)變形可采取下列幾種方法加固：
（1）在經(jīng)驗(yàn)算保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，加鋪或重鋪鋼筋混凝土墊層。
（2）鋼梁補(bǔ)強(qiáng)。
（3）施加體外預(yù)應(yīng)力。
三、系桿拱橋的養(yǎng)護(hù)維修
（一）鋼管混凝土拱肋
當(dāng)焊縫承受與其方向垂直的交變荷載時(shí)，在焊接缺陷及局部應(yīng)力集中處均易誘發(fā)疲勞裂紋。該裂紋一旦形成，在應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)的共同作用下，裂紋迅建擴(kuò)展，如不及時(shí)修復(fù)，會(huì)引起起嚴(yán)重后果。因此，對(duì)拱肋的焊接部位應(yīng)注意保持焊接的正常狀態(tài)。
若發(fā)現(xiàn)橋梁在使用過(guò)程中焊接處有異常情況，應(yīng)注意分析裂縫發(fā)生原因，及時(shí)處理。當(dāng)拱肋發(fā)現(xiàn)裂縫后，應(yīng)及時(shí)用手電鉆在裂紋端鉆一直徑2～3mm的圓孔，制止裂紋的擴(kuò)展。在確定鋼管混凝土的管內(nèi)有空洞或離析時(shí)可先鉆孔注入環(huán)氧樹(shù)脂、水泥砂漿后再封閉鉆孔。
主梁的撓度值出現(xiàn)異常時(shí)要及時(shí)限制運(yùn)輸，并應(yīng)查明原因，委托設(shè)計(jì)部門計(jì)算，采取措施進(jìn)行處理。
（二）拱座
在拱座與裸露的鋼管混凝土交界段以上露出的鋼管表面，若涂層出現(xiàn)褶皺、龜裂，在排除涂層質(zhì)量、氣溫、老化等原因外，宜再將包裹混凝土向上延長(zhǎng)。若拱座的外包混凝土出現(xiàn)褶皺、龜裂、裂紋，當(dāng)無(wú)明顯變形時(shí)，可暫用水泥砂漿涂抹，加強(qiáng)觀察，分析原因，待穩(wěn)定后再根據(jù)情況進(jìn)行修復(fù)（如壓漿，封閉或鑿除裂損部分進(jìn)行修復(fù)）。對(duì)拱座處的積水要及時(shí)排除，保持清潔干燥。每年冬夏來(lái)臨之前，對(duì)裸管段與有外包混凝土的管段交界處要涂厚油脂。
（三）吊桿及錨具
吊桿出現(xiàn)病害的主要部位是上、下錨頭處。冷鑄錨頭和螺栓是暴露在大氣中的，要注意防水防銹，絲扣部分應(yīng)經(jīng)常涂潤(rùn)滑油防腐。應(yīng)定期對(duì)吊索系統(tǒng)涂漆防銹，補(bǔ)刷防銹漆。吊桿兩端錨固處及錨頭、吊桿出口密封處、防護(hù)套等部位，發(fā)現(xiàn)有損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)處治。當(dāng)錨頭發(fā)現(xiàn)裂縫或破損，應(yīng)更換該吊桿。
（四）系桿
吊桿、系桿為鋼管混凝土系桿拱橋的關(guān)鍵部件，鋼筋銹蝕已成為影響結(jié)構(gòu)使用壽命和安全的主要因素之一。特別是目前設(shè)計(jì)中采用的高強(qiáng)度材料，橋梁設(shè)計(jì)時(shí)是在材料無(wú)缺陷前提下進(jìn)行的設(shè)計(jì)，這些材料如果有0.02mm的壓痕，即為材料缺口，局部缺口處應(yīng)力將大幅增加，0.05mm壓痕為肉眼可見(jiàn)的腐蝕坑，就會(huì)大幅影響結(jié)構(gòu)的承載力。因此，系桿要避免橫向沖擊，注意防水、防銹。在鋼管及防護(hù)罩內(nèi)均應(yīng)壓注防銹油脂作防護(hù)。發(fā)現(xiàn)系桿及防護(hù)板損壞應(yīng)及時(shí)處理。如發(fā)現(xiàn)油脂滲漏，應(yīng)補(bǔ)注防銹油脂，并找出滲漏部位，加以堵塞。對(duì)系桿錨頭、錨板防護(hù)罩、滾珠軸承等應(yīng)使其保持在完好狀態(tài)?；炷练雷o(hù)板裂縫寬度超過(guò)0.2mm者應(yīng)壓漿修補(bǔ)。
（五）拱上混凝土立柱
在檢查中若發(fā)現(xiàn)混凝土有開(kāi)裂現(xiàn)象，應(yīng)注意觀察其發(fā)展情況。待穩(wěn)定后，再根據(jù)開(kāi)裂情況進(jìn)行修復(fù)。如裂縫發(fā)展嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)查明原因，委托有相應(yīng)資質(zhì)的單位，采取加固處理措施。若發(fā)現(xiàn)混凝土有露筋、剝落等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。
（六）鋼拱橋
鋼拱橋的構(gòu)造比混凝土拱橋復(fù)雜，因此加固工藝也更具針對(duì)性，鋼拱橋局部構(gòu)件的維修與加固方法與梁橋類似。
當(dāng)鋼拱橋因局部構(gòu)件銹蝕出現(xiàn)截面損失時(shí)，可采用除銹、表面涂裝、局部鋼結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的方式予以維修或加固；采用混凝土橋面板的鋼拱橋可將橋面板更換為正交異性鋼橋面板，通過(guò)降低結(jié)構(gòu)恒載達(dá)到提高承載能力的目的；兩鉸拱和三鉸拱結(jié)構(gòu)的鋼拱橋受彎矩較小，可通過(guò)在鉸點(diǎn)施加約束，變鉸接為固結(jié)，通過(guò)提高結(jié)構(gòu)的剛度間接達(dá)到加固目的。但加固前應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢算，并對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行適當(dāng)加強(qiáng)。
四、斜拉橋的養(yǎng)護(hù)維修
斜拉橋的橋跨結(jié)構(gòu)（無(wú)論是混凝土梁還是鋼結(jié)構(gòu)）亦存在梁式橋結(jié)構(gòu)類似的缺陷，橋跨結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)與修理除按照鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土橋或鋼橋相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行外，日常養(yǎng)護(hù)還應(yīng)從以下方面進(jìn)行：
斜拉索日常養(yǎng)護(hù)維修的重點(diǎn)部位是上、下錨頭處，拉索梁端錨固處及錨頭、斜拉索出口密封處，減振器等部位。若發(fā)現(xiàn)有漏水、積水和脫漆、銹蝕時(shí)，應(yīng)及時(shí)處治。拉索梁端的錨頭及護(hù)筒應(yīng)做好防潮、防銹處理，經(jīng)常保持干凈、清潔和干燥。
應(yīng)定期清洗更換兩端錨具錨杯內(nèi)的防護(hù)油；定期更換鋼護(hù)筒與套管連接處的防水墊圈及阻尼墊圈。做好接縫處的防水處理；應(yīng)定期對(duì)索端鋼護(hù)筒涂漆、防銹處理；發(fā)現(xiàn)拉索護(hù)筒開(kāi)裂、漏水、滲水等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。必要時(shí)，可剝開(kāi)已損壞護(hù)套，將已潮濕的鋼索吹干。對(duì)已生銹的鋼索應(yīng)做好除銹處理，再涂刷防護(hù)漆及防護(hù)油，并用玻璃絲布或其他防護(hù)材料包扎嚴(yán)密。
對(duì)錨頭、護(hù)套應(yīng)經(jīng)常檢查養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)防鋼絲銹蝕、斷絲，發(fā)現(xiàn)斷絲應(yīng)及時(shí)分析原因并予以更換；斜拉索的減振設(shè)施應(yīng)注意檢查維修，必要時(shí)可更換；冷鑄錨頭和螺栓暴露在大氣中，尤其要注意防水防銹，當(dāng)發(fā)現(xiàn)冷鑄錨開(kāi)裂或破損時(shí)，則應(yīng)更換相應(yīng)斜拉索。
發(fā)現(xiàn)錨固構(gòu)件銹蝕可首先除去表面油脂，采用手工除漆除銹，然后涂刷環(huán)氧富鋅底漆兩道，最后用防銹油脂涂覆。
下錨頭滲水或積水應(yīng)查明滲水來(lái)源并進(jìn)行密封。當(dāng)拉索下部積水時(shí)，應(yīng)采取以下步驟進(jìn)行處治：清潔疏通下錨頭排水孔，并在護(hù)套接近下錨頭處開(kāi)孔，加速積水的排放；積水排放完畢應(yīng)通過(guò)排水孔向其中吹入干燥熱空氣除濕，使護(hù)套內(nèi)空氣濕度RH≤60%；修補(bǔ)索體護(hù)套破損處。
錨固區(qū)混凝土病害。發(fā)現(xiàn)錨固區(qū)混凝土松動(dòng)開(kāi)裂或剝落，可首先將松動(dòng)的混凝土除去；重新檢查混凝土損壞程度；如混凝土開(kāi)裂是由于鋼筋銹蝕導(dǎo)致，應(yīng)先清除銹蝕鋼筋附近混凝土，將鋼筋除銹，再用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)；如混凝土開(kāi)裂不是銹蝕所致，如裂縫寬度在0.2mm以下可不做處理，如裂縫寬度超過(guò)0.2mm則應(yīng)將裂縫封閉。
索力測(cè)試發(fā)現(xiàn)索力偏差時(shí)，應(yīng)根據(jù)偏差的程度采用不同的維修策略；索力偏差10%以內(nèi)時(shí)刻暫時(shí)不采取維修措施，但應(yīng)增加檢測(cè)頻率；如索力偏差超過(guò)10%以上應(yīng)考慮調(diào)索。調(diào)索應(yīng)從誤差最大或最小的拉索開(kāi)始，漸次調(diào)整直到所有索力達(dá)到設(shè)計(jì)值。索力調(diào)整方案應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)方確定。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著高速鐵路在世界各國(guó)的不斷發(fā)展和建設(shè)，橋梁工程技術(shù)也在不斷進(jìn)步。展望高速鐵路橋梁工程的未來(lái)，勢(shì)必會(huì)研發(fā)出更新型的工程材料、設(shè)計(jì)出更合理的橋跨結(jié)構(gòu)來(lái)滿足各項(xiàng)鐵路工程的建設(shè)需求。為此，設(shè)備管理單位必須找到更經(jīng)濟(jì)、更高效的養(yǎng)護(hù)維修方法，來(lái)適應(yīng)高速鐵路的飛速發(fā)展，保障列車的安全運(yùn)營(yíng)。
（作者單位：中國(guó)鐵路成都局集團(tuán)有限公司）
