旱區(qū)鐵路混凝土橋梁耐久性及安全性評估.pdf

1、結(jié)合西北旱區(qū)鐵路混凝土橋梁評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估方法,對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)橋梁混凝土強度檢測發(fā)現(xiàn),受干燥氣候環(huán)境的影響,旱區(qū)長齡期橋梁混凝土強度與目前《規(guī)范》方法的換算強度間存在較大誤差,甚至存在誤判現(xiàn)象。針對旱區(qū)環(huán)境對長齡期混凝土強度評定帶來的影響和

2、高強混凝土檢測過程中存在的問題,制作了長齡期同條件混凝土試塊,在實驗室開展了強度無損檢測及抗壓強度試驗,提出了旱區(qū)回彈法、超聲-回彈法的混凝土強度檢測公式,并研發(fā)了旱區(qū)應力波法及應力波-回彈法進行強度評定的新方法,提高了強度測試精度,并可進行高強混凝土測試。
　　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,通過對西北旱區(qū)鐵路鋼筋混凝土橋梁的保護層厚度、碳化深度測試及鋼筋銹蝕狀態(tài)調(diào)查,揭示了旱區(qū)鐵路橋梁保護層混凝

3、土碳化規(guī)律及鋼筋銹蝕特點,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計要求并進行了實橋驗證。
　　隨著服役期限的延長和我國鐵路重載提速戰(zhàn)略的實施,對量大面廣的鐵路重力式橋墩系統(tǒng)進行適用性及狀態(tài)評估是一項繁重而持久的工作。通過鐵路簡支梁橋墩的振動試驗方法的實測數(shù)據(jù)對比,分析了橋墩模態(tài)參數(shù)測試方法的適用性及要點。針對鐵路簡支梁橋的構(gòu)造特點,在有限元分析及實橋試驗的基礎上，提出了簡支梁橋動力分析的簡化計算模型。針對鐵

4、路橋墩狀態(tài)評估過程中參數(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)劣化評價指標。
　　鐵路橋梁的現(xiàn)存應力檢測是結(jié)構(gòu)承載力評定方面的一個技術(shù)難題,長齡期橋梁預應力狀態(tài)影響著橋梁的修廢決策。以鐵路預應力空心薄壁橋墩現(xiàn)存預應力判定為背景,在開槽法有限元分析的基礎上，通過研究荷載、切槽間距、槽長、切槽深度等條件變化造成的混凝土工作應力變化規(guī)律研究,提出了預應力箱式構(gòu)件的應力釋放過程中所需的切槽深度、間距等計算

5、參數(shù)。結(jié)合鐵路空心薄壁橋墩的現(xiàn)存預應力檢測和橋墩振動測試,從應用方面解決了預應力判定和橋梁改造過程中存在的關鍵技術(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)鋼筋混凝土拱橋為工程背景,通過有限元分析和加固前后的輪軌力試驗測試,分析了結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化對結(jié)構(gòu)動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力學指標,結(jié)合橋梁改造,進行了鋼筋混凝土

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、加速度指標現(xiàn)場測試。試驗結(jié)果表明,加固前后的線路輪軌力變化與橋梁動力學指標變化具有一定的關聯(lián)性,所提出的等代梁法進行鋼筋混凝土鐵路拱橋行車安全限值的分析方法,彌補了《鐵路橋梁檢定規(guī)范》的行車安全限值的動力學判定方面的不足。
　　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)場病害為工程背景,通過結(jié)構(gòu)分析、現(xiàn)場