城市轨道桥梁更换支座对桥上无缝线路的影响

城市轨道桥梁更换支座对桥上无缝线路的影响

徐勰

长沙市轨道交通运营有限公司，湖南 长沙 410000

摘要：针对目前城市轨道桥梁支座损坏严重、需要更换的问题，从桥梁顶起状态下的钢轨温度力、伸缩附加力、桥梁支座顶起附加力、扣件受力等方面，对桥上无缝线路做了具体计算；分析不同工况下更换支座对桥上无缝线路轨道结构及部件的影响，并根据计算结果提出施工建议。

关键词：城市轨道桥梁；更换支座；无缝线路

引言

随着现代交通行业的发展，桥梁属于交通行业中重要的交通枢纽，因为长期面临风吹日晒的情况，多少都会出现损害，因为我们需要定期对桥梁进行维护保养工作，桥梁支座更换就是其中一项重要的工程。然而更换支座必然会对桥梁上无缝线路产生影响，且施工方案不同，产生的影响大小也不同。本文根据几种不同的施工工况，建立了更换桥梁支座时的轨道桥梁一体化力学模型，计算分析了钢轨所受的各种附加力及弯矩大小，从而得出了钢轨的纵向力组合。分析了是否需要解除扣件，并提出了解除扣件合理范围的建议。

1 桥梁更换支座的重要性

1.1 支座替换在整个桥梁建造过程中，桥梁的支座尽管造价不高，但关于桥梁确是十分重要的部件。因为桥梁支座是衔接桥梁上部与桥梁下部的要害部件，它不但要将桥梁上部的承重安稳地传递给桥梁下部的桥墩，并且还担负着减震和隔震的效果。

1.2 关于桥梁建造、桥梁运用和桥梁保护都是十分重要的。为了有用康复桥梁支座的原有功用，所以桥梁支座更换技能应运而生，从全体同步顶升发展到纵向逐墩、横向同步顶升。因为假如支座失效将直接影响桥梁上部结构的安稳性，需求结合具体情况立即对其进行替换。桥梁支座更换要在不影响交通的前提下，不能损坏其自身结构。

1.3 桥梁支座归于桥梁的主体根底结构，支座直接支撑桥梁上部结构，支座的安全功能直接关系桥梁全体安全、安稳。可是因为桥梁支座会遭到许多要素影响，桥梁支座容易发生病害。桥梁支座病害对支座安稳性、安全性形成影响，有必要予以防治和替换。

2 桥梁更换支座的注意事项

2.1 首先注意是在桥梁支更换时要进行交通管制，因为要将桥梁上结构梁顶升起来。如果不进行交通管制则会影响桥梁养护施工操作严重者会造成安全问题，因此通常在进行桥梁支座更换时会选择在交通人流量少的时间段或夜间进行。这样可以减少对交通影响。

2.2 在进行桥梁橡胶支座修补或替换时要考虑当地天气因素从而确定桥梁支座修补工期。

2.3 在修补更换橡胶支座的时候采用的顶升和施工支座应根据桥梁下部结构伸缩缝的结构做出针对性的方案。根据实际情况选择合适的千斤顶类型如果桥梁在设计的时候没有给更换桥梁支座的千斤顶预留位置我们一般采用搭建脚手架的形式来施工。如果想要利用段横梁进行顶升也应该对横梁安全性做出核算，避免梁端混凝十遭到破坏。当进行顶升操作的是必须要对千斤顶的顶升量做出评估避免在施工是对桥梁板造成不利的影响。用干连接桥梁结构重要部件的桥梁支座，可以将桥梁的上部结构出现的问题可靠的传递给下部结构，从而是桥梁受力均匀，减少安全隐患，但桥梁支座在长期使用的情况下，很容易出现问题，所以需要定期更换。

3 更换支座的步骤

3.1 搭设支架、施工平台。

3.2 台帽、盖梁顶面清理，保证支座更换时，表面清洁。

3.3 桥梁支座调查复验：（1）按照设计图纸对原支座和即将要更换的支座，做好标记，保存文件。（2）确定桥梁支座更换时的支座垫石顶面标高的调整高度，如出现支座垫石表面不平整的情况，可使用支座垫石专用结构胶修补找平。

3.4 千斤顶、百分表的安放与千斤顶数量的设置应与每个桥台下的支座数量相同。千斤顶放置位置必须要找平，由此做到准确测量顶升高度并在梁体顶升过程中控制梁体姿态，同时需在梁台两侧布设百分表，顶升过程中应有专人负责记录百分表读数。

3.5 顶升系统调试。

3.6 试顶：

（1）顶升系统启动后现场各组人员各就各位，密切观察桥梁是否有异常状况出现，设备、仪表是否正常工作，显示读数是否在合理范围内。

（2）顶升到位后，将梁体由千斤顶转落至临时支撑上。

3.7 梁体同步顶升

（1）顶升时梁每升高5～6mm，临时支撑加垫一块钢板。

（2）同步顶升高度为可拆除既有支座和安装新支座所需的工作空间，约为10～15mm

（3）顶升到位后将梁体由千斤顶转落至临时支撑上。

3.8 桥梁支座更换

（1）用铁勾或人工取出旧支座。

（2）人工配合钢丝刷清洁支座垫石表面。

（3）支座垫石顶面高程允许偏差不超过±2mm，顶面四角高差不超过1mm，轴线偏位不超过5mm。

3.9 落梁

（1）落梁前在梁体两侧的桥台或桥墩挡块与梁体间加塞木板，防止落梁时梁体发生水平位移。

（2）开启同步顶升系统，平稳降落梁体

（3）梁体就位后检查支座上下钢板与垫石、梁底之间的密贴情况，应尽量保证支座上下面全部密贴。如果支座出现偏心受压、不均匀支承或脱空的现象，则应重新顶升梁体，并在支座下钢板下加设抄垫钢板进行微调(厚度规格为1mm～3mm)，直至支座上下面全部密贴。

（4）支座检查合格后拆除千斤顶、临时支承钢板等顶升设备。

（5）取出梁体与挡板间木板，清理施工废物及垃圾。

4 桥上无缝线路

桥上无缝线路顾名思义就是铺设在桥梁上的无缝线路。它可以减小列车动力作用，改善桥梁运营条件，减少轨道维修工作量。延长轨道部件和桥梁的使用寿命，应用于多个区段。

4.1 设计原则

（1）无缝线路设计要最大限度的减小轨道和桥梁所承受的附加纵向力，使桥上线路具有广泛铺设无缝线路的可能性。

（2）无缝线路的结构设计，既要满足轨道强度和稳定的要求。也要使桥梁受力合理，以保证桥梁和轨道的运营安全。

（3）尽可能增加焊接轨条的长度，减少桥梁及其附近的钢轨接头，提高轨道的整体性和平顺性，以适应告诉和重载运输的需要。

（4）无缝线路的结构设计，要考虑便于线路的养护维修

4.2 设计分类

按照跨度不同分为中小跨度桥上无缝线路和大跨度桥上无缝线路。

中小跨度桥上无缝线路，指桥梁在60m以下的桥梁

大跨度桥上无缝线路，指桥梁在60m及以上的桥梁

4.3 受力因素

桥上无缝线路除受到列车动载、温度力、制动力等的作用外，还受到由于桥梁的伸缩或挠曲变形产生的梁轨相互作用力——纵向附加力。附加纵向力增加了钢轨应力，并反作用于桥梁，并通过桥梁作用于墩台。此外，桥上无缝线路钢轨一旦断裂，不仅危及行车安全，还将产生断轨附加力，并通过桥跨结构而作用于墩台上。因此，设计桥上无缝线路时，为保证安全，必须考虑在上述各种力的联合作用下，保证钢轨、桥跨结构及墩台满足各自的强度条件、稳定条件以及钢轨段缝条件。

在分析桥上无缝线路时，通常可以采用带刚臂的梁单元模拟桥梁，用非线性弹簧模拟线路纵向阻力。该模型简洁、计算快捷、力学传递途径清晰，目前桥上无缝线路常采用该模拟方式。该模型已通过了算例验证 。

5 桥梁更换支座对桥上无缝线路的影响

通过实验以及软件模拟可知，在施工时，钢轨所受应力在安全范围内，但是顶起点位置扣件所受的上拔力较大，故施工时需要解除扣件。经过计算分析，解除施工顶起点两侧各3ｍ范围内的扣件较为合理。建议在施工时，对桥上钢轨纵向位移的分布进行观测。如果必须在较高轨温条件下施工，则需要考虑钢轨的稳定性，进一步计算分析。

结论

随着经济的快速发展和城市化进程的不断加快 以地铁、轻轨为代表的城市轨道交通变得越来越重要。 可是随着城市轨道交通运营时间的增加桥梁的支座 也会逐渐老化损坏因此必须通过更换支座来保证城 市轨道交通安全正常的运营。建议在施工时，对桥上钢轨纵向位移的分布进行观测。如果必须在较高轨温条件下施工，则需要考虑钢轨的稳定性，进一步计算分析。

参考文献：

［1］ 广钟岩．铁路桥上无缝线路［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，2018．

［2］ 卢耀荣．无缝线路研究与应用［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，2019．

［3］ 顾保南，叶霞飞．城市轨道交通工程［Ｍ］．武汉：华中科技大学出版社，2020．