摘要：随着我国铁路重载化的发展与走向成熟,重载列车在既有线上的开行为线路、桥梁、隧道等铁路固定基础设施带来了一系列的影响。既有铁路线运营荷载的加大对既有铁路桥涵静、动力适应性评估提出了迫切要求，其中如实掌握实桥的承载力裕度是其技术难点。为更好地进行既有铁路桥涵重载评估，对运营荷载效应加大情况下既有桥评估工作中需要改进。
关键词：既有线；铁路桥；重裁；评估
重载铁路运输运能大、效率高、运输成本低，已被国际公认为铁路货运发展的重要方向之一。不仅一些幅员辽阔、资源丰富、煤炭和矿石等大宗货物运量占有较大比重的国家已大量开行重载列车，而且以客运为主的客货混运干线上也开始开行重载列车。目前，重载铁路技术已经得到较大发展，轴重大幅增加，列车牵引质量成倍加大、轨道结构和养护维修技术等方面发展较快，现代测试技术和计算机技术得到广泛应用，整体技术水平显著提高。
一、铁路桥病害类型及致因
1、重载铁路隧道病害。重载铁路列车频繁的发车频率、过大的轴重和速度，使得其在通过隧道时产生高频率振动，而使隧道受到不定程度的衬砌裂缝、基底裂损这一点与非隧道处病害相似，但因其发生在隧道中，更不易检查和维护、隧道渗漏等损害，严重危害行车安全。而在隧道占比较大的重载线路上，其较大的检查维修难度和较高的维护成本更是容易发生和发展隧道病害。
2、重载桥涵影响。铁路货物运输过程中，桥梁和涵洞的承载能力也是制约列车载重量的一个关键因素。重载列车的运行，可能使得线路桥涵长期处于运营活载等于甚至于大于设计活载的运行条件之下，这在一定程度上会缩短桥涵使用寿命，降低通行能力并威胁运营安全。目前，重载列车开行对桥涵部分的影响包括:(1)活载储备不足或者超设计活载运行。部分研究表明[1]，随着货车轴重的进一步提升， 尤其是轴重大等于25t 之后，桥涵的活载系数将达到0.9以上，在面对25t以上轴重重载列车时， 桥涵结构平均活载储备量不足10 % 。其中， 小跨度桥涵(例如< 16 m )在高轴重货车作用下，运营活载甚至将超过设计活载五分之一以上， 这将严重威胁运营安全。(2)涵洞结构的疲劳破坏。对于钢筋混凝土材质的小跨度涵洞，特别是跨度小于车厢长度的涵洞，当重载列车通过时，每节车辆都将对涵洞造成一次加载卸载过程，极易造成涵洞结构的疲劳破坏，使得出现裂缝频繁且增宽等问题。(3)桥墩振幅超限、支座变形。重载列车通过桥梁时， 桥墩顶振幅可能超限， 同时桥梁支座受到纵向力产生位移甚至爬行。
二、铁路桥梁评估工作现状
1、过于依赖仪器检测，对大桥检算重视不足。实桥评估又称桥梁检测，包括“检”和“测”方面。其中“检”包含检查及检算两方面的工作。目前《铁路桥梁检定规范》需强调的是，大桥检定承载系数K不是设计检算的结果，而是按照检定标准、材料参数的实测值进行实桥检算得出的。大多数实际结构评估问题应该能够通过实际材料参数鉴定及细致全面的检算完成。《混凝土结构设计规范》也强调了既有结构应按材料强度实测值进行验算评估，尤其对于既有结构静承载力评估问题。除材料破损非常严重、很难进行实际参数鉴定及验算的情形外，一般并不推荐进行昂贵的荷载试验。目前大部分铁路旧桥的重载评估属于既有结构静承载力评估问题。然而目前铁路桥检工作却对实桥检算认识不足：不懂如何进行实桥检算；把实桥检算等同于设计检算；很少进行实际材料参数的鉴定或鉴定很不规范；不知桥梁承载系数K的含义、如何得出；认为桥梁检算是设计人员的工作，桥梁评估的全部工作就是进行野外试验，使得桥梁评估变成了在市场上购入现成仪器设备进行荷载试验，按照固定的模式出数据，再和规范限值比大小的简单重复劳动。桥梁荷载试验不能完全代替桥梁检算，原因为：测点的有限性和现场条件的局限性导致不可能处处设测点，测试不到的地方只能通过检查、检算进行评估。
因此，人工检查、大桥检算和桥梁测试是不可偏废、三位一体的评估手段。
2、过于依赖仪器设备，对测试关键技术掌握不足。目前，测试手段还很有限、隐含的测试与分析关键技术掌握有难度、现场条件的限制以及判别标准的时滞落后等问题的存在，使得仅期望通过试验来反映全部问题显然不切实际。而且目前在动测仪器设备方面，已经向集成化、软件化与自动化方向发展，对于绝大部分非专业人员来说，测试设备变成了进信号、出数据的“暗盒”，一般人稍加学习就可操作。而这些一般用户由于知识结构的欠缺、专业校验设备的缺少等导致其辨识能力有限，只能被动接受。这造成了目前桥梁试验简单化、表面化与快餐化的行为大为流行，其不良后果不容忽视。
三、既有铁路桥评估策略
1、大多实桥实际承载力大于设计承载力，完善的工程设计的设计承载力所考虑的方面包括设计活载及各类工况验算等，认为实际运行荷载效应一旦超过设计荷载效应，结构不安全、需全面加固的想法是一种误解。如：按以前的标准设计的梁都经过了架桥机架梁施工验算，而当时考虑的架梁轴重均在40t以上，如130吨一59型最大轴重就达45.8 t[2]。尽管检算时是按照特殊荷载考虑了容许应力的提高，但也至少说明该梁有短期承受如此大载重的能力，至于能否长期承受、承受多长时问才能暴露问题，这还和桥梁实际材料质量、地基条件、施工过程控制以及成桥后的养护维修等密切相关。从桥梁检定的角度来看，绝大多数实桥的承载系数K均满足K≥1．0，表明桥梁的实际承载力不小于设计承载力，需要加固的充要条件应是实际车辆的活载系数Q≥K，而不是Q≥1．0。
2、评估策略。实桥的重载适应性是一切从实际出发、以事实为依据的认识提高过程，关键是在充分检算、实测的基础上弄清结构的实际承载力即掌握K值，同时积累运行经验、建立人工检查跟踪评估机制，确定合理的检定周期。事实上很多重载线路重车线、空车线区分分明，两线又往往同设计、同施工，这提供了很好的桥梁直观对比条件，可以又经济叉可靠地说明与鉴定问题。长期以来，桥梁人工检查作为一种基础性的检定手段被严重忽略了，改而希望通过远程监控、长期健康监测代替人工检查，这是由于某些观念在起导向作用认为人工检查不是高科技、没有体现高水平。远程监控、长期监测只是代表一种发展方向，作为一种方法在开发，个别试点可以，但由于其损伤识别灵敏度、系统稳定度、海量数据的识别确认以及自动处理等问题的广泛存在，这方面的技术以及相关理论支撑还处于剧烈变动、相当争议之中，成熟度远没达到可以实用的地步。
对于既有铁路桥涵重载评估，关键在于通过人工检查、检算和桥梁试验的评估工作准确掌握其承载力或通行裕度；应该按照“重检慎修”的原则在评估充分的基础上采用恰当对策，达到安全和经济的平衡；大多既有桥都有承载潜力可挖，按以前的标准设计的梁经受过架桥机架梁大轴重工况的施工验算，大多具备短期承受较大轴重荷载能力，这使得短期内的桥梁测试难以发现有价值的新问题，应建立长效观测、评估机制；桥梁人工检查作为一种基础性的桥评估手段应在重载评估中得到充分重视；实桥检算是评估工作的基本技能与重点工作。
参考文献：
[1] 薛继连.盐渍土、软土地区重载铁路路基修建技术[M].科学出版社,2019.
[2] 肖尊群，薄长顺.朔黄铁路重载路基基床加固技术研究[D].中南大学,2018.
[3] 杨新安.论铁路路基翻浆冒泥病害与发生机理[J].湘潭矿业学院学报,2017(4): 60-63.
[4] 刘放民,许尔虎.铁路翻浆冒泥病害分析与整治[J].南钢科技与管理,2017,54(3).