旱區(qū)鐵路混凝土橋梁耐久性及安全性評(píng)估.pdf

1、結(jié)合西北旱區(qū)鐵路混凝土橋梁評(píng)估過程中面臨的技術(shù)問題,研究在役鐵路混凝土橋梁的材料和結(jié)構(gòu)的性能變化特征及規(guī)律,提出合理的混凝土橋梁耐久性與安全性評(píng)估方法,對(duì)于保證橋梁使用安全及鐵路可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
　　對(duì)西北鐵路的西格線、包蘭線、柴支線及蘭渝線等旱區(qū)橋梁混凝土強(qiáng)度檢測(cè)發(fā)現(xiàn),受干燥氣候環(huán)境的影響,旱區(qū)長(zhǎng)齡期橋梁混凝土強(qiáng)度與目前《規(guī)范》方法的換算強(qiáng)度間存在較大誤差,甚至存在誤判現(xiàn)象。針對(duì)旱區(qū)環(huán)境對(duì)長(zhǎng)齡期混凝土強(qiáng)度評(píng)定帶來的影響和

2、高強(qiáng)混凝土檢測(cè)過程中存在的問題,制作了長(zhǎng)齡期同條件混凝土試塊,在實(shí)驗(yàn)室開展了強(qiáng)度無損檢測(cè)及抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),提出了旱區(qū)回彈法、超聲-回彈法的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)公式,并研發(fā)了旱區(qū)應(yīng)力波法及應(yīng)力波-回彈法進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定的新方法,提高了強(qiáng)度測(cè)試精度,并可進(jìn)行高強(qiáng)混凝土測(cè)試。
　　旱區(qū)鐵路橋梁混凝土碳化現(xiàn)象與其它氣候環(huán)境地區(qū)具有明顯不同的特征,通過對(duì)西北旱區(qū)鐵路鋼筋混凝土橋梁的保護(hù)層厚度、碳化深度測(cè)試及鋼筋銹蝕狀態(tài)調(diào)查,揭示了旱區(qū)鐵路橋梁保護(hù)層混凝

3、土碳化規(guī)律及鋼筋銹蝕特點(diǎn),分析了摻氯鹽混凝土的材料劣化特征,提出了旱區(qū)鐵路橋梁混凝土的設(shè)計(jì)要求并進(jìn)行了實(shí)橋驗(yàn)證。
　　隨著服役期限的延長(zhǎng)和我國(guó)鐵路重載提速戰(zhàn)略的實(shí)施,對(duì)量大面廣的鐵路重力式橋墩系統(tǒng)進(jìn)行適用性及狀態(tài)評(píng)估是一項(xiàng)繁重而持久的工作。通過鐵路簡(jiǎn)支梁橋墩的振動(dòng)試驗(yàn)方法的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比,分析了橋墩模態(tài)參數(shù)測(cè)試方法的適用性及要點(diǎn)。針對(duì)鐵路簡(jiǎn)支梁橋的構(gòu)造特點(diǎn),在有限元分析及實(shí)橋試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了簡(jiǎn)支梁橋動(dòng)力分析的簡(jiǎn)化計(jì)算模型。針對(duì)鐵

4、路橋墩狀態(tài)評(píng)估過程中參數(shù)敏感性方面存在的問題,結(jié)合理論分析,提出了基于健全度參數(shù)的重力式橋墩系統(tǒng)劣化評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　鐵路橋梁的現(xiàn)存應(yīng)力檢測(cè)是結(jié)構(gòu)承載力評(píng)定方面的一個(gè)技術(shù)難題,長(zhǎng)齡期橋梁預(yù)應(yīng)力狀態(tài)影響著橋梁的修廢決策。以鐵路預(yù)應(yīng)力空心薄壁橋墩現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力判定為背景,在開槽法有限元分析的基礎(chǔ)上，通過研究荷載、切槽間距、槽長(zhǎng)、切槽深度等條件變化造成的混凝土工作應(yīng)力變化規(guī)律研究,提出了預(yù)應(yīng)力箱式構(gòu)件的應(yīng)力釋放過程中所需的切槽深度、間距等計(jì)算

5、參數(shù)。結(jié)合鐵路空心薄壁橋墩的現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測(cè)和橋墩振動(dòng)測(cè)試,從應(yīng)用方面解決了預(yù)應(yīng)力判定和橋梁改造過程中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　鐵路行車安全涉及橋梁、線路及車輛等因素,隨著鐵路提速及結(jié)構(gòu)形式日趨多樣化,在試驗(yàn)工作方面面臨著判定依據(jù)選取的困難。以旱區(qū)鋼筋混凝土拱橋?yàn)楣こ瘫尘?通過有限元分析和加固前后的輪軌力試驗(yàn)測(cè)試,分析了結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能及行車安全性參數(shù)的影響。為尋找拱橋安全性判定的動(dòng)力學(xué)指標(biāo),結(jié)合橋梁改造,進(jìn)行了鋼筋混凝土

6、拱橋加固前后的脫軌系數(shù)和輪重減載率變化以及頻率、振幅、加速度指標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明,加固前后的線路輪軌力變化與橋梁動(dòng)力學(xué)指標(biāo)變化具有一定的關(guān)聯(lián)性,所提出的等代梁法進(jìn)行鋼筋混凝土鐵路拱橋行車安全限值的分析方法,彌補(bǔ)了《鐵路橋梁檢定規(guī)范》的行車安全限值的動(dòng)力學(xué)判定方面的不足。
　　作為鐵路混凝土橋梁的重要組成部分,人行道系統(tǒng)隨著行車速度的逐漸提高其安全性問題日漸突出。以寶中鐵路橋梁人行道系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)病害為工程背景,通過結(jié)構(gòu)分析、現(xiàn)場(chǎng)