略议铁路桥梁可靠性评估与维修措施

略议铁路桥梁可靠性评估与维修措施
铁路桥梁在运营过程中受到内、外等各种因素的影响，造成桥梁不同程度的损伤，从而引起结构功能的变化。

因此，不同时间桥梁的可靠度也不相同。

铁路桥梁结构体系复杂，影响桥梁安全性的因素较多，各影响因素之间又可能相互联系，进行结构的可靠性评估就会非常困难。

目前，随着我国危、旧桥的逐年增加，一个日益严重的问题摆在了广大桥梁工作者的面前：如何通过科学合理的检测方法和试验手段评估现有桥梁的技术状况，评估方法，从而为危、旧桥的改造提供科学依据. 采用系统的试验研究，建立同一时期、同一地区、同类型桥梁结构的技术状况资料库，将为旧桥尤其是缺失资料的桥梁在可靠性评估基础上实施维修、加固提供技术保障.
随着社会经济的发展，我国有相当数量的桥梁结构性能已严重退化，其安全性低于设计规范及所处环境作用要求，有的旧有结构功能相对新的要求也已经滞后，大批既有桥梁已存在因安全性和耐久性的过低而面临退役的威胁，迫切需要对旧有桥梁结构进行维修与加固。

在役钢筋混凝土桥梁构件的抗力随时间是不断衰减的，失效模式也可能发生改变。

因此，开展考虑不同失效模式的钢筋混凝土梁的时变可靠性研究，对准确评估其使用寿命，确定最佳维修加固策略有重要意义。

根据铁路钢筋混凝土可靠性评估与维修策略研究，现提出基础病害防治对策及整治措施
（一）基础病害的类型、原因及危害
桥梁基础大致可分为明挖基础、桩基础、沉井基础和混合基础等。

尽管各类基础的构造和所处（指地质、水文等）不同，但其病害仍可大致分为以下几种：（1）、基础（不均匀）沉降：指因地基的压密而引起的超过设计范围的基础下沉，以及在不同地基或软土地基上结构的不均匀下沉。

（2）、基础滑移和倾斜：产生滑移和倾斜的主要原因有：长期的洪水冲刷；桥台前地基土层的侧压力受河床浚挖、河道变迁等的破坏；基础建于软土地基上，或台背土压力过大。

这一病害往往会导致桥梁上部结构的破坏。

（3）、基础开裂：指基础受力不均，局部产生较大应力，导致基础开裂。

（4）、浅基础：浅基础是桥梁的重大病害，使汛期行车安全受到威胁，严重的会造成水毁事故，给国家和人民生命财产带来巨大损失。

一般情况下，基础埋置深度不足而又未进行有效防护的墩台即为浅基础墩台。

（二）、基础加固方法：
（1）、扩大基础加固法：指扩大基础的底面积以减轻基底压力的加固方法。

该法适用于圬工墩台的明挖基础，且其承载力不足或埋置太浅的情况。

在基础开挖施工中应十分注意墩台的变位而影响行车安全。

（2）、补桩加固法：在桥下净空允许、或净空不足但施工设备不影响行车的情况下，可在原桩基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大原承台。

该法的优点是加固效果显著，缺点是需搭设钻孔桩设备。

（3）、人工地基加固法：对基础下土基松软而导致承载能力不足，或深层土质不良而引起基础下沉的情况，可采用砂桩或注浆等技術改造加固天然地基，以提高基础的承载能力。

当软弱地基层较厚时，可借用挤密砂桩提高地基的密实度。

施工时，将钢管或木桩打入周围的软弱土层中，然后将桩拔出，灌入干燥的粗砂，经捣市实后形成砂桩。

对容易坍孔的地基，可采用砂袋套管的方法处理。

注浆技术指的是：在墩台处直向或斜向钻孔或打入管桩，通过孔眼或管孔，用一定压力把浆液（加固剂）注入土层中；随着浆液的渗透凝固，原来松软的土被固结为有一定强度和防渗性能的整体，达到加固地基的目的本人在工作实践中主要开展了以下研究工作：（1）综述了在役桥梁弯剪这两种失效模式的研究现状及其时变可靠度的计算方法。

（2）针对氯离子侵蚀环境下，考虑钢筋锈蚀面积损伤对在役RC桥梁抗力衰减的影响，用贡金鑫的等效抗力法分别计算锈蚀钢筋混凝土梁抗弯和抗剪承载力的时变可靠指标，并进行对比，从而确定钢筋混凝土梁在服役期的主要失效模式。

研究表明，锈蚀初始，以抗弯失效为主；深度锈蚀后，以抗剪失效为主。

（3）假定既有结构抗力服从独立增量过程的基础上，计算了抗力的自相关系数，考虑抗力的自相关性对可靠度的影响，得出单一失效模式的时变可靠指标与假定抗力相互独立的串联体系提高了5%左右，各时段的最小值所占比重最大。

（4）采用Ditlevsen窄界限理论计算了抗弯、抗剪两种失效模式的相关系数，从而进行构件的时变可靠性分析，并对失效模式相关与不相关两种情况进行对比，得出构件的时变可靠指标相差很小。

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混凝土桥梁病害尽管在既有桥梁中较为普遍，甚至还比较严重，但只要加强检测、监控，及时地安排大维修，更新改造，绝大多数病害桥梁是能够满足行车条件及行车安全需要的。

但由于现有的桥梁检测，维修技术落后，效率低下，维修量大，投入不足等原因，在桥梁比重较大的线路上确实还存在相当的桥梁病害得不到及时地整治而留下隐患，部分桥梁被迫采取限速措施，对行车安全造成极大的隐患。

除了要及时加大投入，进行更新改造及维修外，还需要进一步在提高桥梁的耐久性及检测维修手段上不断地采用更多的新技术，新材料，新方法。

一是要提高设计标准，增加混凝土的刚度和强度储存，有条件应采用高性能混凝土，二是要加强施工质量控制，防止施工中人为的降低设计标准，三是在检测和维修技术手段上要要不断进行新技术、新机具的开发和使用，切实提高检测、维修的科学性、全面性、实效性。

既有桥梁是社会的宝贵财产，是保证交通安全畅通的关键，但大量既有桥梁承载能力不足、老化、破损已成为世界性范围的问题，如何对其进行科学合理的评估，也已成为国内外均十分关注的课题。

研究既有桥梁的可靠性评估理论和方法不仅具有重要的理论意义，而且具有广泛的工程应用前景和重大的经济效益及社会效益。

参考文献：
[1]考虑不同失效模式的钢筋混凝土梁时变可靠度分析--鲍勇军
[2]在役钢筋混凝土桥梁退化机理、可靠性评估及维修策略多目标优化--张建仁胡守旺彭建新2012
[3]既有钢筋混凝土桥梁可靠性评估的若干问题研究--禹智涛。