李文魁
中国铁路郑州局集团有限公司郑州高铁基础设施段 河南 郑州 450000
摘要:随着高速铁路桥梁服役时间的增长,在外部列车荷载、风、温度等因素共同作用下,结构性能将逐步退化。如何对桥梁进行高效、高质的管养以保证高速铁路桥梁的安全运营就显得尤为重要。目前,我国对高速铁路大跨度桥梁的管养主要依据铁运〔2011〕131号《高速铁路桥隧建筑物修理规则》(试行)等相关规范,进行日常检查与定期检定试验,部分大跨度桥梁安装了健康监测系统,同时基于模糊理论、层次分析法等提出了一系列桥梁状态评估与健康管理方法。但上述方法主要考虑桥梁结构自身的承载能力、疲劳、外观状态等问题,未能从高速铁路运营性能的角度进行健康管理。
关键词:高速铁路;大跨度桥梁;运营性能;健康管理;状态评估;故障诊断
引言
桥梁作为铁路交通运输中不可或缺的一部分,在我国经济发展过程中有着不可替代的作用。经济发展离不开铁路,人们出行离不开铁路,货物运输离不开铁路,铁路与人们的日常生活息息相关。近年来,随着我国经济的发展,高速铁路网正在逐步完善,高速铁路桥梁在整个线路中占据很高的比例,纵观我国目前桥梁工程现状,在投入使用后随着时间的推移出现的问题越来越多,给我国经济造成了巨大的影响。
1工程概况
郑万高速铁路是郑渝高速铁路(郑州-重庆)的重要组成部分,郑万铁路全线建筑长度818公里,河南段长350.825公里,概算投资443.2亿元。2016年6月24日,郑万高铁河南段全线正式开工,郑州至襄阳段2019年12月1日开通运营,正线桥梁57座,长约291公里,其中特大双线桥28座,长度约为287公里,特殊结构桥梁主要有跨郑西高铁斜拉桥(跨度(32+138+138+32)m)、2处跨南水北调中线干渠连续梁拱(主跨160m)、跨郑尧高速系杆拱、跨永登高速系杆拱等。郑阜高铁由郑州南站引出,经许昌北站、周口东站、淮阳站等,最终连接阜阳西站,全长277公里,设计时速350公里/小时,投资427亿元。郑阜高铁河南段2016年7月16日正式开工,安徽段2016年8月18日正式开工,2019年12月1日开通运营,特殊结构桥梁主要有沈界1号特大桥跨宁洛高速速(86+172+86)m曲弦钢桁加劲连续梁、周淮特大桥跨新运河预制胶拼连续梁等。
2研究现状
高速铁路绝大多数大跨度特殊结构桥梁按线路里程划入局集团有限公司高速铁路线桥工务段下属车间,与所辖里程内的其他桥梁统一进行维护与管理,很少针对某座或某几座大跨度特殊结构桥梁专门安排车间进行管理。虽然极少数特大桥梁专门成立车间,从事检查维护工作,但依然存在检修人员和作业时间偏少的问题。以某工区为例,配备10人,既负责管内特大桥梁正桥、北引桥及北合建段的桥梁检查、养护和维修,又负责管内区段18座桥梁、14座涵洞及2座隧道的检修。此外,每天240min天窗时间,扣除上下桥及行走路程时间和准备时间,实际有效作业时间仅为140min左右。鉴于此,设备管理单位对特殊结构桥梁的日常检查主要集中于每年的季度检、春检和秋检,检查数据主要以Excel、照片形式存储,数据格式由设备管理单位自己定义。存在结构病害名称不统一、病害定义不明确、病害描述过于繁杂、缺乏规范化等诸多问题,周期性检查数据很难与专项检查或联调联试等数据统筹分析,导致管养数据信息化程度低而难以准确评估设备状态。除了日常检查以外,还主要通过健康监测的方法掌握高速铁路大跨度桥梁的使用状态。大桥的健康监测系统主要包含桥址环境监测、结构响应监测、行车安全监测等。但是,当前桥梁结构监测系统侧重于结构状态监测,对监测数据分析不足或难以进行有效分析,使得既有监测系统难以用于准确评估桥梁健康状态和指导高速铁路桥梁的养护与维修。
3健康管理措施
3.1钢筋锈蚀的控制
高速铁路桥梁在施工过程中,必须对桥梁进行科学合理的处理,对不同施工环节的状况采取科学合理的防护措施。如果钢筋材料出现锈蚀的问题和现象,会导致其自身的承载力逐渐下降,在这样的情况下,需要采取预防性的防护措施。另外,还需要对施工现场的状况进行考察了解,保证能够对施工现场的环境进行科学合理的分析,采取科学合理的防护措施。此外,桥梁工程施工过程中,为避免雨水对混凝土的影响,需要采取综合治理措施,这样保证能够将混凝土外部和内部隔离,从而避免钢筋材料出现锈蚀的问题和现象。
3.2强化高速铁路桥梁养护管理认知
高速铁路桥梁在整个高速铁路道路系统中的衔接性作用决定了养护和管理的重要性。无论是高速铁路施工方还是管理方,都要将桥梁作为养护与管理的重点项目来抓,确保桥梁设施养护管理的规范性、科学性。首先,施工方和管理方要突破以往高速铁路养护管理思维模式的束缚,从桥梁本身的特点和情况出发进行常态化、规范化的养护管理,消除思想上的盲点。其次,管理方要制定明确的桥梁养护管理制度,明确各桥梁养护管理的直接负责人,确保养护管理责任能够落实到人。
3.3排水系统不合格的预防措施
要预防排水系统对道路桥梁建设的不良影响就要严格按照设计要求进行施工,这样才能保证管道基础的强度与稳定性。此外,当地基条件不佳时,要通过换土改良的方式提高基槽底部的承受力。如果基槽底部的土壤被扰动或受到水的浸泡,需要先将软土层挖掘疏松,之后用碎石等材料进行填充。最后,最为重要的是选用管材的质量问题,施工选用的管材必须符合有关质量部门的鉴定,需要有齐全的合格证和力学检测报告等文字性材料,切不可为了节约成本而酿成大祸。
3.4规范桥梁养护管理方式
桥梁养护管理方式的规范需要从养护管理内容和养护管理方法两个方面着手。从内容上来看,管理方要在搜集桥梁建设和使用信息的基础上编制高速铁路桥梁养护管理工作表,对桥梁养护的各项内容进行明确,并将对应的养护管理考核方式进行说明,使养护管理人员能够指导养护管理工作要达到什么样的结果。以裂缝病害的养护为例,管理方除了结合以往养护管理的经验明确裂缝病害问题的高发路段以外,还可以将裂缝病害问题划分为裂痕长度没有超过特定值的裂缝病害和裂痕长度超过特定值的裂缝病害两类,其中,对于前者主要通过涂刷水玻璃或者环氧树脂的模式进行封闭处理,对于后者则要通过空压法来进行外氧树脂的灌注作业,这样既明确了裂缝病害问题的表现,也为不同问题的养护管理提供了科学的指导。
结束语
近年来,我国高速铁路桥梁基础设施的建设规模和数量呈现出了持续性增长的趋势。然而,与桥梁建设形成对比的是桥梁养护管理工作开展的滞后性和不科学性,这在较大程度上影响了高速铁路桥梁的使用性能。基于高速铁路桥梁在高速铁路使用中的关键性,及桥梁安全性方面的隐患,高速铁路管理方要通过强化高速铁路桥梁养护管理认知、规范桥梁养护管理方式和推动桥梁养护管理信息化工作的开展等措施来切实提高高速铁路桥梁养护管理的能力和效果,保证桥梁使用的安全性。
参考文献
[1]刘帅.高速铁路桥梁施工管理养护技术及加固维修[J].交通世界,2018(34):122-123.
[2]杨宗政.高速铁路桥梁施工中伸缩缝的应用与技术工艺研究[J].交通世界,2018(34):128-129.
[3]张占华.桥梁耐久性的不足与解决方案[J].交通世界,2018(36):86-87+176.
[4]李玉军.桥梁养护及加固技术[J].黑龙江科学,2018,9(24):102-103.
[5]周明.桥梁承台大体积混凝土施工的防裂技术探讨[J].四川水泥,2018(12):146.