浅谈黄矿铁路专用线桥梁质量检测技术

浅谈黄矿铁路专用线桥梁质量检测技术

孙万忠

铁路运输公司

【摘 要】黄矿铁路专用线桥梁随着多年黄矿铁路运输量的逐步增加、重载列车的开通、行车密度的车密度的加大，使得专用线桥梁上列车通过率大幅提高，对专用线桥梁质量造成了一定程度上的损伤，直接影响到了黄矿铁路专用线的运输安全。因此，作为铁路专用线的管理者，我们应当引起这方面的重视，不断去改善桥梁的日常维护技术及质量检测技术，通过对桥梁质量检测的技术分析，特别是专用线桥梁病害的成因、类别、修复方案，为后期专用线桥梁病害治理提供可靠的理论依据。

【关键词】桥梁；质量检测；技术

0引言

黄陵矿区铁路专用线为单线铁路，正线全长46.6kM，总计桥梁工程31座，桥梁长度21.22m～632.37m。包括两个区段：黄陵-李漳河区段线路全长32kM，1992年竣工并运营，总计桥梁工程20座，均为简支梁结构体系，有碴桥面构造，地基基础依地质状况分别采用明挖扩大基础、桩基础或沉井基础形式；李漳河至双龙区段线路全长14.6kM，2005年竣工，2007年运营，设计运量1000万吨／年，总计桥梁工程11座，均为简支梁结构体系，有碴桥面构造，墩台基础依地质状况分别采用明挖扩大基础和桩基础。

在日常工务巡视检查过程中，通过目测等方法发现铁路桥梁或多或少存在着一定的缺陷，严重影响桥梁质量和不安全因素的存在，对列车通过造成一定的隐患，为解决行车隐患和安全通行，对桥梁进行全面的检测必不可少，对桥梁进行整治势在必行。

1桥梁材质状态检测

1.1检测项目及数量

构造物/构件/部件的材质状况检测包含钢筋保护层厚度、钢筋锈蚀、混凝土碳化、氯离子含量、混凝土强度。

1.1.1桥跨结构

1)每座桥梁工程，至少检测1孔桥跨结构的材质状态；

2)具体受检孔跨：劣化等级最高的孔跨、等级最低的孔跨。

1.1.2墩台数量

1)每座桥梁工程，至少检测1个桥台、一个桥墩；

2)具体受检墩台：劣化等级最高的墩台、等级最低的墩台。

检测材质状况的构造物/构件/部件数量暂按照最低值计算——每座桥梁工程，仅选择1跨主梁、1个桥墩、1个桥台进行材质检测。

1.1.3测点/测区数量

钢筋保护层厚度测点/构件：≥7个/构件；钢筋锈蚀测区测点/构件：≥2个/构件；混凝土碳化测点/构件：≥7个/构件；混凝土强度测区/构件：48测区/梁 32测区/墩(台) 16测点/测区；氯离子含量测点/构件：≥2个/构件。

1.2检测原理、方法及评定

依据劣化评定结果，结合设计图纸资料，确定材质状态区域：主要构件的主要受力部位；存在钢筋锈蚀可能的区域。

1.2.1钢筋保护层厚度

1)检测方法

采用电磁无损检测方法确定钢筋位置，辅以现场修正确定保护层厚度，估测钢筋直径，量测值精确至毫米。

2)检测原理

仪器探头产生一个电磁场，当某条钢筋或其他金属物体位于这个电磁场内时，会引起这个电磁场磁力线的改变，造成局部电磁场强度的变化。电磁场强度的变化和金属物大小与探头距离存在一定的对应关系。如果把特定尺寸的钢筋和所要调查的材料进行适当标定，通过探头测量并由仪表显示出来这种对应关系，即可估测混凝土中钢筋的位置、深度和尺寸。

1.2.2钢筋锈蚀

1)检测方法

半电池电位法：利用混凝土中钢筋的电化学反应引起的点位变化来测定钢筋锈蚀状态。

2)检测原理

通过测定钢筋/混凝土半电池电极与混凝土表面的铜/硫酸铜参考电极之间点位差的大小，来评定混凝土中钢筋的锈蚀活化程度。

3)检测仪技术要求

钢筋锈蚀仪通过半电池锈蚀电位法和混凝土电阻率法对混凝土中的钢筋锈蚀进行检测和评估，仪表技术性能要求：电压范围：≥1V，测量精度：0.5%土1mV；电压电阻：0～1010 kΩ.cm，测量精度：±1kΩ.cm；环境条件:环境温度0—+40℃，相对湿度≤95 %。

2桥梁工程检定

2.1桥跨结构检算

基于混凝土强度实测结果，针对15座不同类型的桥跨结构预应力砼T梁的检算内容为：基于破坏阶段的正截面抗弯承载能力；基于破坏阶段的斜截面抗剪承载能力；基于弹性阶段的抗弯承载能力；基于弹性阶段的抗剪承载能力。

钢筋砼T梁的检算内容为：基于容许应力法的抗弯承载能力；基于容许应力法的抗剪承载能力。

2.2桥墩基础检算

根据部件/构件及桥渡水文劣化评定结果，针对15座桥梁工程中的出现下列状况的墩台基础(检算墩台基础的承载能力)： 使用年代长久、材料老化墩台；墩台基础病害明显(裂缝发育、混凝土剥落)；出现明显竖向沉陷及倾斜变形；列车通过时墩台顶横向振幅超限，或墩台顶横向自振频率异常；通行长大货物列车。

2.3运营性能检验

2.3.1试验任务与检测项目

1)桥梁工程试验的任务是：

2)缺乏设计和竣工资料，无法按理论计算其承载力的桥梁；

3)结构薄弱、受力复杂、严重受损或振动剧烈，仅通过理论计算难以确定其承载力的桥梁；

4)研究确定提速桥梁的安全运营条件；

5)探索严重病害桥梁的病害原因，掌握变化规律，规定其运用条件。

依据以上规定，确定遴选静载试验检验对象的基本原则：横隔板联结存在损伤的孔跨；结构薄弱、受力复杂、严重受损或振动剧烈的孔跨；现场试验实施的便捷性；荷载试验的结构安全性。

3桥梁工程适应性评定

3.1承载力评定准则

如果K≥1，则桥梁承载力满足标准活载要求。

如果K＜1，则运营荷载系数Q，必须满足Q≤K。否则，桥梁承载力不足。

式中：K — 桥梁检定承载力系数K，是桥梁所能承受的换算均布荷载k与中华人民共和国铁路标准活载(中－活载)之换算均布荷载ko的比值，对梁式桥。Q — 运营荷载系数Q，是桥梁实际运营的等效换算均布荷载kq与中华人民共和国铁路标准活载(中－活载)之换算均布荷载ko的比值。

3.2承载能力评定

根据承载能力检定评价结果及静载试验的竖向刚度、校验系数ζ检验结果，评定桥梁工程的承载能力。

3.3通行能力评定

基于桥梁工程动载试验检验结果，以及恒载裂缝状态评定，评定当前桥梁工程的通行能力。

4结语

通过使用先进的设备仪器，如BJQF-1型混凝土裂缝测宽仪、DJGW-2A型钢筋位置测定仪等对黄矿铁路专用线桥梁进行检测分析和劣化等级分析、材质分析、桥梁工程检定、桥梁工程运营性能检验、桥梁工程适应性评定、桥梁工程耐久性评价等，提出了对专用线桥梁整治防护及养护巡查建议，对桥梁病害整治提供了科学的数据支撑，对铁路专用线桥梁上行车安全提出了安全可靠的运行速度及列车载重控制办法，为铁路专用线桥梁铁路安全运营提供了理论保障。

参考文献：

[1]李永珠，桥梁工程，北京人民交通出版社，1996.

[2]宋建平，公路桥涵养护规范实施手册，科大电子出版社，2004.

[3]杨文渊，桥梁维护与加固 ，北京人民出版社，1997.

作者简介：孙万忠（1969—），男，宁夏平罗县，汉族，本科，铁路运输公司生产技术部高级工程师，现主要从事铁路工程管理工作。