桥隧养护工程师培训

本章主要介绍桥隧建筑物的组成、分类,桥隧限界,桥隧荷载。 桥隧建筑物是桥梁、隧道、涵洞、明渠、天桥、地道、跨线桥、调节河流建筑物等的总称。 桥梁的组成与分类 (一)桥梁的组成桥梁由上部结构、下部结构、防护设备及调节河流建筑物组成(图1-1)。上部结构:包括桥面、桥跨结构(梁拱)、支座。 下部结构:包括桥墩、桥台及基础。 防护设备及调节河流建筑物:包括桥涵限高防护架、护锥、护岸、护基、护底、导流堤、丁坝、梨形堤等。 (二)桥梁的分类 1.按桥梁长度分类 特大桥:桥长500m以上。 大桥:桥长100m以上至500m。 中桥:桥长20m以上至100m。 小桥:桥长20m及以下。 2.按梁拱材质分类 钢桥:以钢材作为桥跨结构主要建筑材料的桥。 钢筋混凝王桥:桥跨结构以包含受力钢筋的混士为主制造的桥顾应力混凝士桥:桥跨结构以用预应力钢材领施加应力的混凝土为主制造的桥。 石桥:桥跨结构用石料建造的桥。 木桥:以木材作为桥跨结构主要建筑材料的桥。3.按桥面位置分类 (1)上承式桥:桥面位于桥跨结构上部的桥(图1-2(a))。 (2)中承式桥:桥面位于桥跨结构中部的桥(图1-2(b))。(3)下承式桥:桥面位于桥跨结构下部的桥 下承式又分为穿式桥和半穿式桥。桥面上方有横向联结系者称为穿式桥(图1-3(a)),桥面上方无横向联结系者称为半穿式桥(图1-3(b))。 4.按桥跨结构承受荷载的特征分类 (1)梁桥:用梁作为桥跨结构的桥。有简支梁桥连续梁桥、悬臂梁桥三种。 (2)拱桥:用拱圈或拱肋作为桥跨结构的桥。拱桥又可按结构形式分为无铰拱、双铰拱,三铰拱;按有无外推力分为推力拱、无推力拱。 (3)刚构桥:桥跨结构与桥墩或桥台刚性连接的桥。 (4)框架桥:桥梁为整体箱形框架的桥。(5)悬索桥:用桥塔支撑锚于两岸(端)的缆索,借助挂于缆索上的吊杆悬吊桥面和梁形成桥跨结构的桥。 (6)斜拉桥:以斜拉索连接索塔和主梁作为桥跨结构的桥。 (7)综合体系桥:桥跨同时有几个体系特征结构,相互联系结合而成,如钢桁拱桥等。 按梁的截面形式分类 (1)板形梁:适用于低高度梁,当桥梁高度受到限制时,采用此种形式。 钢板梁是由钢板或型钢组成工字形截面主梁,并由纵、横联结系连接的梁。混凝土板梁是宽腹板、跨度较小的普通钢筋混凝土梁。 (2)T形梁:T形梁是既有线混凝土桥梁最常见的截面形式。混凝土T梁是横截面为T形的混凝土梁。 (3)箱形梁:随着列车的提速,对桥梁的刚度要求越来越高,箱形梁在线路上使用也越来越多,如图1-4所示。钢箱梁是由纵、横向加劲肋加强的钢板所组成的单室或多室箱形截面梁。混凝土箱梁是横截面呈一个或几个封闭箱形的混凝土梁。 (三)各部尺寸的规定各部尺寸的示意如图1-5所示。1.跨度(计算跨度) (1)简支梁、连续梁、悬臂梁、斜拉桥、悬索桥和双铰拱为各孔两端支座中心之间距离。 (2)无铰拱桥、刚构桥和箱形桥为其净孔。 2.梁的全长 梁两端面之间的长度。 3.梁的净跨度(净孔) 沿计算水位量出的相邻墩桥梁全长台边缘之间的距离。 4.桥梁长度(桥长) (1)梁桥系指桥台挡砟前墙之间的长度。 (2)拱桥系指拱上侧墙与桥台侧墙间两伸缩缝外端之间的长度。 (3)刚架桥(或框构桥)系指刚架(或框构)顺跨度方向外侧间的长度。 5.桥全长 桥全长指桥梁轴线上两桥台尾部之间的距离。 6.桥孔总长 指桥梁排水宽度,即桥梁各孔净跨度的总和。斜桥为各两墩(台)间垂直距离之和;拱桥为各孔起拱线处净长之和。当锥体填土突出桥台之外时,则改沿计算水位与低水位之间的中线来量度。 7.桥梁高度 由桥面的轨底至河床最凹点的垂直距离。 8.桥下净空高度 桥跨结构底面至水面、路面或轨面之间可用于交通的自由高度。 9.温度跨度 指梁跨受温度影响而伸长和缩短的区段长度(图1-6)。 二、隧道的组成与分类 (一)隧道的组成 隧道的组成包括主体建筑物和附属设备两部分。主体建筑物由洞身和洞门组成;附属设备包括避车洞和防排水设施,长大隧道还有专门的通风及照明设备。 (二)隧道按长度的分类特长隧道:全长10000m以上; 长隧道:全长3000m以上至10000m; 中隧道:全长500m以上至3000m； 短隧道:全长500m及以下。 隧道长度系指进出口洞门端墙墙面之间的距离,即以端墙面与内轨顶面的交线同线路中线的交点计算。计算时,双线隧道以下行线为准;位于车站上的隧道以正线为准。 三、涵渠组成与分类 涵洞、明渠、渡槽、倒虹吸管统称为涵渠。 涵洞由洞身、基础、进出口入口建筑物(即端墙、翼墙等)以及洞身出口挡墙附属设备组成(图1-7)。 (一)涵洞的分类 按结构形式分有拱涵、圆涵、框构涵、盖板涵等; 按水力特性分有压涵、无压涵; 按孔数分有单孔、双孔、多孔等。 排洪涵洞的最小孔径不应小于,且全长不超过25m。当全长超过25m时,为便于养护,孔径应相应加大。无淤积的灌溉涵孔径应不小于。当孔径为,且净高h<时,长度不宜超过10m;净高h≥时,长度不宜超过15m。城市或车站范围内涵洞的孔径,需酌情加大。 现有涵洞不符合上述规定者,应结合具体情况逐步改造。 (二)涵洞有关尺寸的规定1.涵洞的净孔 (1)拱涵为起拱线间的水平距离。 (2)框构涵为涵内水平距离。 (3)圆涵为内径(卵形或扁圆形的为水平方向最大距离)。 (4)盖板涵为墩台间净距。 2.涵洞的全长 (1)涵洞的全长即涵洞的轴长,包括端墙在内。 (2)框构涵和盖板涵的全长为边墙间横向宽度,以长边计。 限界是铁路建筑物及其他任何设备不得侵入的国家规定的轮廓尺寸线,目的在于确保铁路机车车辆和超限装载货物安全运行。一、建筑限界建筑限界是一个与线路中心线垂直的横断面 (一)基本建筑限界基本建筑限界(图1-8)的高度由钢轨顶面算起,横向尺寸由线路中心线算起。 单线直线基本建筑限界半宽为2440m。这是由于最大级超限货物装载限界的半宽为2225mm,加上货物横向移动量,再加的安全量而得出,即: 基本建筑限界半宽=2225+基本建筑限界高度为5500mm,这是由于最大级超限货物装载限界高度为5300m,加上货物向上振动偏移量,再加安全量而得出的,即:建筑限界高度=5300+。 进行桥隧维修时,施工机械和脚手架等均不得侵入基本建筑限界(曲线上为按规定加宽后限界),以保证行车和人员安全。(二)曲线上的建筑限界 在曲线上建筑限界内外侧都需要进行加宽。其加宽值计算公式如下: 式中R—曲线半径(m); H—计算点自轨面算起的高度(mm); h-外轨超高(mm)。二、超限货物装载限界超限货物装载限界如图1-9所示。三、桥梁建筑限界桥梁建筑限界交较建筑限界稍大，如图        1-10~1-12所示。在两者之间可以安装照明、通讯及信号设备。新建及修复、改建桥梁的净空均应满足桥梁建筑限界的要求。注:图中h为接触网结构高度。采用弹性悬挂时，200kmh地段为1100mm、160kmh及以下地段为700mm;采用刚性悬挂时，结构高度另定。位于曲线上的下承桁梁及半穿式梁，其横断面的净空，需要加宽的数值，除与前述曲线半径、外轨超高和车辆长度有关外，尚与梁长有关。 (一) 单线内外侧加宽量W内、W外以电力牵引限界考虑时:(二) 复线中心距加宽量四、隧道建筑限界(一)区间直线隧道建筑界 区间直线隧道建筑界轮廓如图1-11~1-13所示。 (二)区间曲线上隧道限界加宽。 (1)单线曲线内外侧加宽办法与建筑限界相同。 (2)双线区间隧道,在曲线上的线间距加宽一般为五、桥隧建筑限界的管理有关部门应切实掌握管内桥隧、立交桥、天桥、渡槽及其他建筑物的精确实测断面和各部分距离线路中心线的尺寸。按照《铁路技术管理规程》的规定,重要线路的桥隧限界每5年其他线路的桥隧限界每10年检查一次。 (一)桥隧限界的检查方法 桥隧限界的检查方法常用的有检查翠法。检查架法是将检查架垂直装设在车辆前部转向架中心线上,对限界不足处量出其部位及具体尺寸。些外隧道限界检查也用摄影法,即车上装有固定摄影机,可以在行车条件下,对固定焦距处显示隧道内轮廓的光带,定时一个个的拍照,经过冲洗,判读换算出隧道断面的实际尺寸或找出区段的最小综合断面尺寸。 (二)绘制综合最小限界图 根据上述检査所测的数据绘制桥隧综合限界图,铁路局应绘制管内各区段桥隧综合最小限界图。 桥隧限界不足时,应有计划进行改善。如既有桥隧实际建筑限界尚能满足下列要求之时,可暂缓扩大: (1)实际建筑限界超过最大级超限货物装载限界,并有100mm以上的净距时; (2)复线区段,有一条线路桥隧限界能满足要求时。 桥涵承受的荷载分为主要荷载(主力)、附加荷载(附加力)和特殊荷载三类。一、主力 主力是正常的、经常发生的或时常重复出现的,包括恒载和活载。 恒载一般指结构自重、土压力、静水压力及浮力、预加应力等,其大小和作用点一般是固定不变的,故称恒载。 活载主要指列车重量以及列车运动引起的荷载,一般指列车重量、冲击力、离心力、人行道荷载等。 我国铁路部门对各种机车车辆进行了综合研究,制订了全路通用的标准荷载。 1.中一活载 “中华人民共和国铁路标准活载”,即“中一活载”,包括普通活载和特种活载(图1-14)。 活载 “中国客运专线标准活载”,即”zK活载”(图1-15)二、附加力附加力是偶然作用的荷载,其最大值并不经常出现,而各种附加力同时出现最大值的机会就更少。包括列车的制动力或牵引力、横向摇摆力、风力、流水压力、冰压力、因温度变化而产生的附加力以及冻胀力等。三、特殊荷载特殊荷载是特殊情况下作用的荷载,往往是暂时的或灾害性的,如船只或排筏撞击力、地震力和施工荷载等。 运营桥涵的承载能力按《铁路桥梁检定规范》进行检算,以检定承载系数“K”表示。A为结构所能承受的活载相当于标准活载的倍数,应符合下列要求: (1)桥涵结构应满足K≥1。(2)临时性桥涵容许通过的运行活载,必须满足Q

摘 要：通过多年来的工作实践，对当前公路桥梁养护工作中存在的问题及管理状况进行阐述。 关键词：公路桥梁养护；道路交通安全；问题公路桥梁养护是涉及到交通安全的大事，要与时俱进。桥梁是公路的重要组成部分，随着我国国民经济的快速发展，随着城市建设的步伐越来越快，对公路运输的要求也越来越高。加上车辆不断向大型化、重型化发展，车辆的保有量又在以迅猛的势头增加，给公路特别是公路桥梁造成严重损害。而一些旧桥陈旧老化，破损现象日趋严重，许多旧桥难以适应日趋增长的交通量需要，而且由于驾驶员的驾驶水平参差不齐，对桥梁的伤害事件屡有发生，也使桥梁的使用寿命大大降低，给交通运输造成极大隐患，对人民群众的生命财产安全构成威胁。所以，对这些受损的桥梁进行必要的养护，使其能够适应通行需求，保障公路桥梁完好畅通，进一步加强桥梁的养护以成为当前公路桥梁的重要课题，也是必须重视的一个基本问题。 一、公路桥梁养护的必要性 （一）桥梁建造年代久远，设计载荷偏低 目前现役的桥梁当中，有很多修建年代已经相当久远。由于当时设计理论的局限性，达不到目前城市建设的运输标准，再加上自然界的侵蚀,混凝土风化以及钢筋锈蚀等,造成很大的安全隐患。 （二）交通量过大，车辆超载严重 随着生活水平的日益提高，车的保有量在以迅猛的势头增加，对公路桥梁提出了严峻的考验。同时，大型运输车辆超载情况严重，加之有些限制通行的车辆违法通行，加快了桥梁的破坏速度。 （三）施工监管不到位，建设质量不能保证 由于施工过程中的资金短缺，监管不力，甚至设计缺陷等因素，个别桥梁从通车使用时就没有达到通行要求，根本无法保证这些桥梁的使用寿命，很快就出现断裂、塌落等严重问题。 二、桥梁养护工作面临的问题 （一）交通荷载逐年增长问题 公路年平均日交通量剧增，加快了桥梁老化的步伐。根据国省干线进行的调查资料显示，干线以上交通量平均汽车绝对数增长5%，有的路线甚至高达8%。超重车、集装箱车、大吨位车的出现加重了桥梁的负荷。致使许多公路、桥梁刚刚投入使用不久就出现路面损坏、桥面板断裂等现象。加速了桥梁的损坏。特别是原设计荷载标准采用的低标准设计的桥梁难以适应重载车辆日益增多的需要，造成桥梁承受不起日益增长的负荷而致病害发展过快，极大地降低了桥梁正常的使用期限。各类病害开始或逐渐暴露出来。三、四类桥梁迅速发展成为五类危桥。其对桥梁隐性的损坏，比起对公路显性损坏，造成的后果严重。 （二）部分桥梁设计算荷载等级低，限制了公路运输能力 一部分桥梁修建中有些质量较低，造成桥梁使用的“先天不足”。相当数量的桥梁，尤其是早期在省道，县道上的桥梁，在修建当时，由于资金短缺，设计、施工标准均较低，加之技术管理薄弱，施工质量未能保证，这些桥梁中有些很快就变成了危桥成为桥梁安全的重大隐患。 桥梁是公路的重要组成部分，桥梁养护的好坏直接关系到公路交通的安全和畅通。目前状况是一方面是桥梁建设的飞速发展，别一方面是虽然国家大力改建了一部分危桥旧桥，但各地仍然存在四、五类桥。 （三）养护管理缺乏细致到位 由于受传统养护观念的影响较深，各级养护部门特别是一线养护部门对于桥梁养护还不能足够重视。不能做到抓早抓小，防微杜渐。他们不注重发现细微处埋下病害发展的隐患。桥梁各构部件养护不到位及病害处理维修不及时。诸如引道路面与桥衔接不够平整，导致桥头跳车；桥栏杆损坏；伸缩缝堵塞损坏；桥面保洁问题；泄水孔堵塞问题以及由于施工和交付使用出现的变位、沉陷空洞、裂缝等毛病。在日常养护中得不到及时修补。造成混凝土剥落，钢筋外露锈蚀，活动支座失去活动能力等病害。这不仅降低了交通安全舒适水平，而且其发展直接影响到桥梁的服务水平和使用寿命。 （四）桥梁养护专业人才缺乏 桥梁是一种专业性、技术性较复杂的建筑物。由于目前公路桥梁养护单位在桥梁养护方面大多缺乏专门的技术人员和技术工人，特别是基层养护单位，即使有附带管一下的人员，其桥梁养护方面的知识、专业技术也是比较缺乏；另一方面，近几年来各地在桥梁管理方面所取得的经验表明，由于没有很好的进行总结交流，因此妨碍了桥梁养护管理水平的提高。 三、加强桥梁养护的几点措施 （一）培育专业的养护部门和施工队伍 近年来，交通发展十分迅速，这就需要加强组织管理。在管养问题上，应当根据工作性质设置相对稳定的专护工程师，不要任意调动。由工程师负责安排、制定桥梁年检计划，做到定期检查，同时要提出详细的检查报告，对于三、四类桥梁病害及危桥要及时通报。从现有的养护施工队伍现状来讲，工人的技术水平参差不齐，很难达到真正的专业养护效果。所以有必要要求各部门给予充分的重视，并且根据桥梁养护具体工作的需要，着手培养技术骨干，打造专业养护施工队伍。所谓专职养护，就是要做到专业指导、专职人员、专有程序、专用方法，保证桥梁养护工程师的部署落到权实处，真正做到随时掌握桥梁的运行状况，并能及时处治各种紧急、突发事件。 （二）保证养护工作维修经费的正常来源 要想保证桥梁的正常使用，甚至延长桥梁使用寿命，交通主管部门应保证在每年度养护 工作计划 中安排一定经费用以保证桥梁正常检查、简单维 修及加固等工作，同时还要根据不同地方的不同情况。制定切实可行的养护目标与措施，进而保障桥梁改建、补修与加固工作的顺利进行。为保证公路桥梁养护与发展所需的资金，国家应考虑 倾斜投资重点以及促进集资渠道的多元化。 （三）明确管理责任及检查考核办法 每年对桥梁养护管理工作进行一次考核，对成绩突出的予以表彰奖励，对工作不重视、责任不落实、责任人不称职的给予批评和处罚，不及时巡查、发现问题不及时上报，造成桥梁安全事故的，一并追究有关人员的责任，从而实现了桥梁养护由突击性向经常性的转变，使桥 梁病害减小到最低程度，以保证行车的安全。 （四）加强各级各类人员的培训 针对桥梁养护现状，有必要加强对各级公路管理部门技术干部、技术工人开展全方位、多层次的技术培训，掌握桥梁检查、检测维修及加固的一些基本方法，强化管理干部、技术人员的继续教育和技术更新，提高养护队伍的文化技术素质。 四、 结语 交通事业的发展，对公路桥梁的养护提出了更高的要求。为了保障人民群众的生命财产安全，必须加强桥梁的养护和管理。同时，这对促进公路交通的可持续发展也有着重要的意义。 参考文献： 1、王雅红，公路桥梁的养护与管理 〔J〕．内蒙古科技与经济，2007(17)：119―120． 2、邓伟男，关于桥梁养护体系的一些探讨〔J〕．硅谷，2009(11)： 90． 3、于景海．浅谈桥梁养护和维修〔J〕．中小企业管理与科技，中旬版，2008(7)：154． 4、公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004.