高速铁路桥梁管养技术研究

' 广州大学硕士学位论文高速铁路桥梁管养技术研究专业：建筑与土木工程硕士生：指导教师：摘要近年来我国铁路事业发展迅速，而桥梁作为铁路线路中不可缺少的重要组成部分，在铁路运营中所起的作用十分明显，是保证铁路正常运营的关键节点。随着我国经济的迅猛发展，高速铁路的建设也进入了一个前所未有的时代，铁路客运专线建设的全面推进，使中国高速铁路桥梁建设取得了实质性进展。到目前为止，我国高铁运营总里程居世界第一，令世界瞩目的四通八达的高铁网络已经建成运营。而高铁桥梁在高铁线路中所占的比重远大于普通铁路，为了保证高铁安全、平稳、舒适的运行，有必要对高铁桥梁的管养技术进行研究。本文基于对国内现有的各类桥梁管养技术的深入研究和对比分析，包括城市桥梁、公路桥梁和铁路桥梁，分析提出了它们的异同点及适用于高铁桥梁的部分。并根据对既有桥梁运营现状及管养技术的研究，结合国内高铁及高铁桥梁的运营状况和管养要求，研究制定了一套适合国内高铁桥梁的管养技术。通过与实际桥梁案例的结合以验证其实用性和科学性。主要研究内容及成果如下：（1）深入研究了当前现有的城市、公路、铁路桥梁的管养技术和方法，以及各类桥梁的管养现状。城市、公路和铁路桥梁的检查均采用经常、定期及特殊检查模式，其中铁路桥梁的检查还包括当出现紧急情况或突发性严重病害时要进行的临时检查。（2）城市、公路桥梁均根据检查结果采用考虑全桥各构件权重的综合评定方法进行技术状态的评定，并采取相应的养护措施。其中城市桥梁技术状态根据BCI指数分为5个等级，公路桥梁技术状态根据评分Dr分为五类，铁路桥梁技术状态根据结构物劣化程度分为三级。（3）在对已有的城市、公路、铁路桥梁管养技术的分析对比的基础上，研究制定了适合国内高铁桥梁的管养技术方法，主要包括：文档和信息资料管理、日常作业管理、检查与检测、技术状态评定、养护维修等。其中高铁桥梁的检查包括经常、定期、特殊I 高速铁路桥梁管养技术研究检查以及针对影响行车安全性、对结构有重大影响的内容所做的专项检查；（4）基于已制定的高铁桥梁管养技术方法，对某斜拉桥进行相应的检查维护工作，包括日常检查和对桥面系、附属结构、钢结构、混凝土结构等的定期检查。（5）根据检查结果提出相应的养护与维修建议。关键词：高速铁路；桥梁；管养技术II 广州大学硕士学位论文ResearchonManagementandMaintenanceTechnologyofHigh-speedRailwayBridgeMajor:ArchitectureandcivilengineeringName:Supervisor:AbstractInrecentyears,therailwayindustryinChinahasdevelopedrapidly.Asanindispensablepartoftherailwayline,thebridgeplaysanobviousroleintherailwayoperation,whichisthekeynodetoensurethenormaloperationoftherailway.WiththerapiddevelopmentofChina"seconomy,theconstructionofhigh-speedrailwayhasalsoenteredanunprecedentedera.Thecomprehensivepromotionoftherailwaypassengerlineconstructionhasmadesubstantialprogressintheconstructionofhigh-speedrailwaybridgesinChina.Uptonow,thetotalmileageofhigh-speedrailoperationinChinahasbeenrankedthefirstintheworld,andtheworldwideattentionhigh-speedrailnetworkhasbeenbuiltandoperated.Inordertoensurethesafe,stableandcomfortableoperationofthehigh-speedrail,itisnecessarytostudythemanagementandmaintenancetechnologyofthehigh-speedrailwaybridge.Basedonthein-depthstudyandcomparativeanalysisofvariousexistingbridgemanagementtechnologiesinChina,includingurbanbridges,highwaybridgesandrailwaybridges,thesimilaritiesanddifferencesofthebridgeandthepartofapplytothehigh-speedrailwaybridgeareputforward.Accordingtotheresearchontheexistingbridgemanagementandmaintenancetechnology,andtheoperationstatusandrequirementsofthehigh-speedrailandhigh-speedrailwaybridgeinChina,asetofmanagementandmaintenancetechnologysuitableforthedomestichigh-speedrailwaybridgeisdeveloped.Bycombiningwithactualbridgecases,wecanverifyitspracticabilityandscientificity.Themainresearchcontentsandresultsareasfollows:（1）In-depthstudyofthecurrentexistingurban,highwayandrailwaybridgemaintenancetechnologyandmethods,aswellasthestatusofvarioustypesofbridgemaintenance.Regular,III 高速铁路桥梁管养技术研究periodicandspecialinspectionmodesareusedintheinspectionofcities,highwaysandrailwaybridges.Theinspectionofrailwaybridgesalsoincludestemporarychecksforemergencyorsuddenseriousdiseases.（2）Urbanandhighwaybridgesareallevaluatedbythecomprehensiveevaluationmethodconsideringtheweightofallbridgecomponentsaccordingtotheresultsofinspection,andthecorrespondingmaintenancemeasuresaretaken.Thetechnicalstateofurbanbridgeisdividedinto5gradesaccordingtotheBCIindex,andthetechnicalstateofthehighwaybridgeisdividedintofivecategoriesaccordingtothescoreofgrade.Thetechnicalstateoftherailwaybridgeisdividedintothreegradesaccordingtothedeteriorationdegreeofthestructure.（3）Onthebasisoftheanalysisandcomparisonofexistingurban,highwayandrailwaybridgemanagementandmaintenancetechnology,theresearchandformulationoftechnicalmethodssuitablefordomestichigh-speedrailwaybridgesaremade,includingdocumentandinformationmanagement,dailyoperationmanagement,inspectionandinspection,technicalstatusevaluation,maintenanceandmaintenance,etc.Theinspectionofthehigh-speedrailwaybridgeincludesRegular,periodicandspecialinspection,andspecialinspectionforthecontentsthataffectthesafetyofthevehicle,andhaveasignificantimpactonthestructure.（4）Basedontheestablishedtechnicalmethodsofhigh-speedrailwaybridgemanagementandmaintenance,thecorrespondinginspectionandmaintenanceworkofacable-stayedbridgeiscarriedout,includingregularinspectionandperiodicinspectionofbridgedeck,subsidiarystructure,steelstructure,concretestructureandsoon.（5）Accordingtotheinspectionresults,putforwardcorrespondingmaintenanceandrepairsuggestions.KeyWords：High-speedrailway；Bridge；ManagementandmaintenancetechnologyIV 广州大学硕士学位论文目录摘要.....................................................................................................................................IAbstract.....................................................................................................................................III第一章绪论...............................................................................................................................11.1研究背景及意义..............................................................................................................11.1.1高铁的发展历程与现状...........................................................................................11.1.2高速铁路桥梁管养技术研究的意义.......................................................................31.2高铁桥梁的发展现状及特点研究..................................................................................41.3国内高铁桥梁管养现状及问题分析..............................................................................61.3.1运营管理体制...........................................................................................................61.3.2养护维修现状及问题分析.......................................................................................71.4本文的主要研究内容......................................................................................................8第二章国内桥梁管养技术的研究与分析.............................................................................102.1现有桥梁结构管理养护方法........................................................................................102.2公路桥梁管养技术的分析............................................................................................112.2.1《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）.........................................................112.2.2《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21-2011）.....................................152.3城市桥梁管养技术的分析............................................................................................162.3.1《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）.....................................................162.3.2《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJT233-2015）....................................172.4城市桥梁与公路桥梁相关规范的比较........................................................................172.4.1公路规范和城市规范的比较内容.........................................................................172.4.2比较小结.................................................................................................................182.5铁路桥梁管养技术的分析............................................................................................202.5.1我国铁路桥梁管养状况.........................................................................................202.5.2铁路桥梁的检定.....................................................................................................212.5.3铁路桥梁的修理规则.............................................................................................222.6本章小结........................................................................................................................23第三章适用于中国高速铁路桥梁的管养技术研究.............................................................253.1我国高铁桥梁的管养特点分析....................................................................................253.2本章研究所依据的原理................................................................................................253.3桥梁管理概述................................................................................................................263.3.1桥梁管理的重要性.................................................................................................263.3.2桥梁管理的内容.....................................................................................................263.3.3桥梁管理系统.........................................................................................................28V 高速铁路桥梁管养技术研究3.4桥梁养护的技术............................................................................................................323.4.1桥梁养护工作依据.................................................................................................323.4.2桥梁养护单元划分.................................................................................................333.4.3桥梁养护的工作流程.............................................................................................333.4.4桥梁养护的计划与组织.........................................................................................333.4.5桥梁养护的实施.....................................................................................................343.4.6桥梁养护作业的安全.............................................................................................343.4.7桥梁健康监测.........................................................................................................343.5桥梁日常管理................................................................................................................353.5.1桥梁日常作业管理.................................................................................................353.5.2桥梁技术档案管理.................................................................................................363.6桥梁检查与检测............................................................................................................373.6.1一般规定.................................................................................................................373.6.2经常检查.................................................................................................................373.6.3定期检查.................................................................................................................383.6.4特殊检查.................................................................................................................383.6.5专项检查.................................................................................................................403.6.6桥梁检定与试验.....................................................................................................413.7桥梁检查的实施............................................................................................................423.7.1桥梁检查项目的编码.............................................................................................423.7.2桥梁主要检查项目的检查方法.............................................................................433.7.3桥梁检查工作大纲.................................................................................................553.8桥梁技术状况评定........................................................................................................723.8.1桥梁技术状况评定的一般规定.............................................................................723.8.2桥梁技术状况评定的原则.....................................................................................733.8.3桥梁技术状况的评定.............................................................................................733.9桥梁结构的养护与维修................................................................................................763.9.1桥面系和附属设施的养护与维修.........................................................................763.9.2钢结构的养护与维修.............................................................................................793.9.3混凝土结构的养护与维修.....................................................................................843.9.4主塔、主墩的养护与维修.....................................................................................853.9.5桥梁支座的养护与维修.........................................................................................863.10本章小结......................................................................................................................88第四章适用于中国高速铁路桥梁的管养技术在实际中的应用.........................................894.1工程概述........................................................................................................................894.2桥梁概述........................................................................................................................894.2.1桥型布置.................................................................................................................894.2.2设计荷载和技术参数.............................................................................................90VI 广州大学硕士学位论文4.2.3主要结构构造.........................................................................................................914.2.4主要材料.................................................................................................................924.3桥梁结构的经常检查....................................................................................................934.4桥梁结构的定期检查....................................................................................................994.4.1桥梁检查目的.........................................................................................................994.4.2定期检查的结果.....................................................................................................994.4.3混凝土结构检查...................................................................................................1054.4.4钢筋保护层厚度检查...........................................................................................1064.4.5主要检查结论及建议...........................................................................................1074.5本章小结......................................................................................................................107第五章结论与展望...............................................................................................................1095.1结论..............................................................................................................................1095.2展望..............................................................................................................................109参考文献.................................................................................................................................111致谢.......................................................................................................................................114VII 广州大学硕士学位论文第一章绪论1.1研究背景及意义1.1.1高铁的发展历程与现状1、世界高铁的发展历程与现状从1964年全球首条高速铁路——日本新干线完工通车起，世界各国就开始逐渐关注高速铁路相关技术的发展。高速铁路在各个方面有其显著的优势和特点，比如速度快、安全性高、舒适环保等，赢得了社会各界人士的欢迎，也带动了世界铁路运输的发展和繁荣。从此，世界各国的高速铁路技术以及运输能力不断进步，其线路网也在不断地扩大发展，很多国家也将发展高铁技术作为国家经济技术发展的重中之重。欧洲的那些国土面积相对较小的国家，已经开始紧锣密鼓进行以德国和法国为中心、以欧盟的经济发展为基础的高速铁路的网建设，逐渐覆盖了大部分欧洲国家。20世纪90年代初年法国巴黎至里昂的高铁线路建成通车，到2005法国投入使用的高铁线路长达4500公里，最大速度达320km/h，意大利和西班牙的高铁时速也均能达300km/h以上。法国和德国在推广本国高速铁路技术方面已成为日本的强有力对手。1980年以后，亚洲也开始了高速铁路建设的新的高潮。2004年韩国首条高速铁路KTX投入运营；2006年中国台湾首条高速铁路高雄至台北线建成通车；2008年中国开通了大陆第一条高速铁路——京津城际高铁线；东亚地区的新加坡等国家也在大力发展高速铁路技术，以连接各大主要城市，谋求经济的快速发展。中国的高铁技术发展地十分迅猛，同时也激励着包括美国、俄罗斯在内的世界各国大力发展本国的高铁技术。2000年号称“美国飞人”的特快车以速度240km/h连接着美国的波士顿、纽约和华盛顿。近年来，法国、日本等高铁技术元老级的国家，都开始纷纷制定加快高铁发展的计划。不难预料，在10到20年之内全球高铁将会出现一个黄金时期。高铁技术的发展不仅改变了人们的生活方式，也拉近了人与人、国与国之间的距离，更有利于各国各地区之间的经济的发展和文化的交流。1 高速铁路桥梁管养技术研究图1-1德国ICE高铁图1-2法国高铁运营图图1-3日本隼鸟号高铁图1-4日本高铁运营图2、中国高铁的发展历程与现状2008年8月1日，中国京津城际列车的正式运营，打开了中国高铁技术的研发和建设使用的新纪元。5年的时间里，中国高铁从无到有地发展到了惊人的1万公里，在运营里程、系统技术、发展速度等各个方面已跻身世界前列，并且正在运营的高铁体系在全球范围内也是绝无仅有的。现在的中国高铁在全国范围内无论是从西到东还是从南到北已经建成了多条线路，构成了一个四通八达的高铁网络，即“四纵四横”，将各大城市及主要经济区连接起来。在全球各国高铁技术迅猛发展的新潮流下，中国也在大力进行自己的高铁建设：以各大主要城市为中心建设便利的交通圈，与既有的高铁网络接驳。还有许多项目也正在加紧建设，如成堰铁路彭州支线、杭长客专、兰新第二双线等。另外，连接昆明与新加坡的泛亚高铁线路将在2020年建成通车。从2004年，中国从国外引进了高铁技术用于制造我们自己的CRH系列后，我们的相关技术通过不断地发展也已达到世界先进水平。现在主要有CRH1、CRH2、CRH5等动车组型号。通过学习国外先进技术以及不断创新，中国高铁的研发团体已经完全熟悉2 广州大学硕士学位论文并应用了牵引变流、车组总成、转向架等相关的关键技术，以及受电弓、暖通系统等主要配套技术。近几年，我国的高铁技术迅猛发展并十分成熟，已经具备“走出去”的条件。从2010年开始，中国先后与保加利亚、斯洛文尼亚等国的跨国企业签署了高铁建设的相关协议。并在2014年积极参与东盟的高速铁路建设，大力推进与东盟之间的经济合作以及物流线路网的发展。中国的高铁技术正由“引进来”向“走出去”发展，令世界瞩目。图1-5中国高铁动车组“和谐号”图1-6中国高铁运营图1.1.2高速铁路桥梁管养技术研究的意义桥梁是铁路线路的不可缺少的重要组成部分，在整条铁路线路的总资产中占比很大，是保证铁路正常运营的关键节点。我国经济和运输行业的迅猛发展，不仅给铁路带来了越来越大的重担，也很大程度上加重了铁路桥梁的交通荷载和运载量，一些桥梁也出现了各种病害和问题。首先，铁路桥梁的各部分构件长期处于动荷载的影响下，再加上化学腐蚀、部分结构材料老化、恶劣环境的影响以及不可避免的灾害等不利因素，致使部分构件的表面或3 高速铁路桥梁管养技术研究内部出现各种各样的病害或问题，最终会使桥梁的整体抗力大幅度衰减，如果不加以维修养护，将会给整个桥梁结构乃至铁路线路带来极大的安全隐患。另外，由于建桥时技术水平、施工水平以及当时所用材料的局限性，在一定程度上会使桥梁存在一些天然缺陷，在桥梁建成使用后，如果在运营管理、管养制度等方面没有及时或深入地掌握、处理这些缺陷，势必会带来很大的安全问题。通过对高速铁路桥梁的管理养护技术的深入研究，对比各类桥梁检查养护的方法及重点，制定出适用于中国高速铁路桥梁的检查养护方法和重点，及时、全面、深入地发现并解决高铁桥梁出现的各类问题，消除隐患，保证桥梁的正常使用和铁路线路的正常运营。1.2高铁桥梁的发展现状及特点研究铁路是国家重要的交通基础设施，铁路运输是一种节约资源性和环境友好型的运输方式，而桥梁则是铁路网中的重要组成部分，是保障安全运营的控制性构筑物，尤其对我国很多跨越长江、黄河的大型铁路桥梁而言，其重要性更是不言而喻。伴随着我国铁路桥梁建设技术的进步和高铁、客运专线大规模建设，一系列新技术、新工艺、新材料、新结构在桥梁建设中的应用，拓宽了铁路桥梁设计、施工的理念。一大批技术复杂、设计和施工难度大的大跨径组合结构、拱桥、斜拉桥、悬索桥相继建成通车，随之而来的是桥梁后期运营维护管理工作变得更加繁重和复杂，给运营期间的桥梁管养工作带来了新的挑战。高速铁路桥梁在高速铁路建设中起到了至关重要的作用，我国高速铁路桥梁的建设发展迅速，与实际工程结合中也凸显其特色。桥梁设计与建造技术已成为现代高速铁路建设中关键技术之一。桥梁建设作为高速铁路土建工程的重要组成部分，主要功能是为高速列车提供平顺、稳定的桥上线路，以确保运营的安全和旅客乘坐的舒适。我国的高速铁路建设通过借鉴德国、日本等国的高速铁路桥梁先进技术和成功建设经验，在我国高速铁路桥梁建设发展中，逐渐完善技术的同时形成自己的特色。1、铁路桥梁发展现状随着我国铁路客运专线建设的全面推进，中国高速铁路桥梁建设取得了实质性进展。目前，中国在建和即将开工建设的客运专线规模达到9700km，其中桥梁比重近50%。其中桥梁比重最高的广珠城际铁路达到90%以上；已经开通运营的京津城际铁路桥梁比重达到88%；全长1318km的京沪高速铁路桥梁总长达1060km，桥梁比重为80%。近年来，中国铁路通过引进、消化、吸收再创新，探索和积累了符合国情的高速铁4 广州大学硕士学位论文路桥梁建设的技术标准、设计技术、建造技术，在高速铁路桥梁设计、施工、科研以及建设管理等方面实现了重大跨越。同时，大吨位桥梁建造技术取得重大突破，国内自主研发客运专线900t架桥机和运梁车，解决了大吨位整孔箱梁架设问题，推动了我国铁路桥梁事业发展。再者，深水大跨桥梁建造技术取得了相当大的进展。例如，武汉天兴洲长江大桥是国内外已建的时速为250km最大跨度公铁两用斜拉桥；南京大胜关长江大桥是目前世界上设计时速为350km最大跨度的高速铁路桥梁。铁路桥梁建造技术发展迅猛，逐步达到世界领先水平，也为推动高速铁路建设的发展起到了至关重要的作用。2、我国高速铁路桥梁的特点由于列车速度大幅提高，其对桥梁结构的动力作用远大于普通铁路桥梁。桥梁又是铁路线路中修建中的薄弱和复杂环节，对整条线路运行的性能影响甚大。桥梁出现较大挠度会直接影响桥上轨道平顺性，造成结构物承受很大冲击力，旅客舒适度大幅度下降，甚至危及列车运行安全。这些都对桥梁结构的刚度和整体性提出了极高的要求，下面从以下七个方面介绍其特点：（1）大量修建高架桥我国正处于高速铁路建设大发展的时期，在建和待建的高速铁路总里程将达到上万公里。为了充分贯彻节约土地的基本国策，加快铁路建设速度以适应国民经济发展的需要，在高速铁路建设中大量采用了以桥代路。所以高架桥梁在高速铁路中修建中所占的比例较大，主要在平原软土以及人口和建筑密集地区，同时降低了对周边环境和居民生活的影响，提高铁路的安全性能，缩短行程距离。（2）大跨度桥梁数量较多因受到我国地形特点和道路实际情况的制约，我国客运专线中，有很多跨度达100m及以上的大跨度桥梁，在建与拟建客运专线中，100m以上跨度的高速桥梁至少在200座以上。其中，预应力混凝土连续梁桥的最大跨度为128m，预应力混凝土刚构桥的最大跨度为180m，钢桥的最大跨度504m。（3）主要采用简支箱梁结构形式根据我国高速铁路建设规模、工期要求和技术特点，其结构形式整体性好，机械化程度高，便于施工。通过深入的技术比较，确定以32m简支箱梁作为标准跨度，整孔预制架设施工，预应力体系有先张法和后张法两种，少部分采用12m、16m跨度的T形梁。（4）桥梁整体性能较好为了保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的竖向和横向强度以及良好的整体性，以防止桥梁同时出现较大挠度和振幅，还必须严格控制由混凝5 高速铁路桥梁管养技术研究土产生的徐变上拱和不均温差引起的结构变形，以保证轨道的高平顺性。（5）加强对纵向位移的限制避免桥上无缝线路出现过大的附加力，由于桥梁结构的温度变化会使桥梁在纵向产生一定的位移，引起桥上无缝线路钢轨产生附加应力，过大的附加应力会导致桥上无缝线路失稳，影响行车安全。因此，要求桥梁墩具有足够的纵向刚度，以尽量减少钢轨附加应力和梁轨的相对位移。（6）提高耐久性，减少维修工作高速铁路是极其重要的交通运输设施，桥梁结构物应尽量做到少维修免维修，因此，设计时需要将改善结构物的耐久性作为计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节，并在施中加以严格控制，保证质量。另一方面，高速铁路运营任务繁重，列车速度高，维修时间都放在夜间“天窗”时间进行一般为4h，因此桥梁结构构造应易于检查和维修。（7）重视抗震设计高速铁路在未来国家发展中所占据的重要位置对其自身的各方面性能提出了较高的要求，经历了汶川震灾后，结构抗震性能的优劣显得更加至关重要。高速铁路桥梁的抗震性能也就成了高速铁路抗震设计的核心环节。新颁布的铁路抗震规范，提出了三水准两阶段设计的原则，在多遇地震下，桥梁结构按弹性理论设计，不允许结构产生大的损伤和破坏。罕遇地震下，桥梁结构按弹塑性理论设计，引入延性设计方法，允许结构产生可修复的损伤和破坏，但结构物不得倒塌。从而使“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则在规范标准体系中得以体现。与旧规范相比，新规范较大幅度地提高了桥梁的抗震设防水准。建设中不断引入减震设计方法，探寻和研究适合高速铁路桥梁减震设计的措施，增强高速铁路桥梁抵御地震灾害的能力。1.3国内高铁桥梁管养现状及问题分析1.3.1运营管理体制国外铁路的运营管理有很多模式，日本铁路由各铁路公司负责运营维护及管理，维修体制从上到下分为3级，实行垂直管理。法国铁路的运营管理实行总部、铁路局、段三级管理，养护维修工作一直实行总局、地区局和基层3级管理体制，采用的是“管、检、修”部分分离的模式。德国铁路实行网运分离，基础设施归路网公司负责，管理与维护分离，铁路基础设施的维修体制实行管、检、修部分分离的模式。我国普速铁路基本上都属于客货混运型线路，经过6次大提速以后，已经朝着高速、6 广州大学硕士学位论文重载方向发展。大型桥梁运营管理属于粗放型管理，管理组织机构纵向分为5级：铁路总公司—铁路局—基层单位（工务段、桥工段等）—车间或领工区—专业工区。桥梁产权一般归属于铁路局，大型桥梁具体管理由铁路局下属的工务段或者桥工段负责，集“管、检、养、修”于一身，集设备检查、维修保养、值班留守于一体，桥梁检查、维修和大修一般也是以人工作业为主和小型机械设备相结合，实施“天窗修”。我国的高铁大都以合资方式建设，其资产主体是合资铁路公司，运营管理模式一般采用委托式管理。高铁维护管理是中国铁路总公司领导下的运营管理属地化、高级修理区域化和设备接管无缝化，客运专线采用检修合一管理模式：基础设施按照属地化管理的原则由所在区域铁路局管理，基础设施维修按就近管辖的原则归属既有或者专门设立的设备管理段，根据工作量等具体情况设置专门车间、工区（班组），其他辅助工作划归既有车间管理。对于大型公铁两用桥而言，一般来说，公路、铁路部门都按照“设备所属”的原则，各自进行管理。铁路桥由铁路部门负责运营维护，公路桥部分由公路部门负责维护，铁路、公路各自成立相关单位履行自身职责，各自按照公路、铁路管理模式进行管理，在日常运营维护中，两个部门之间互相沟通和联系，及时通报有关信息，共同确保大桥安全运营。1.3.2养护维修现状及问题分析1、养护维修现状我国高速铁路桥梁的养护维修工作一般由铁路局或高速普速铁路混合工务（桥工）段具体负责，采用检养修分开生产组织模式，主要通过周期性检查发现和评估桥梁病害，依据《高速铁路桥隧建筑物修理规则（暂行）》（TG/GW114-2011）开展养护工作。既有铁路大型桥梁具体的养护维修工作一般由桥梁车间或专业工区负责，交通情况复杂多样，人员配备根据大桥规模而定，一般情况下既有普通铁路桥梁配备人员较多而高铁桥梁配备人员较少，养修人员主要利用“天窗时间”集中进行大桥的日常检修、保养和维护工作；大桥养护部门按照铁路相关规定配备有部分简单的机械设备，大桥的检查、检测、维修主要以人工为主，辅以简单的仪器设备，日常管理中执行“检养修分开”模式，养护维修主要完成检查、小修等工作，大修或其他复杂工作一般委外或者由专业维修车间负责；近年来新建（或在建）的大型桥梁基本上均建有健康监测系统，主要用于对结构使用状态进行监测、采集数据分析研究，大部分桥梁健康监测系统对大型桥梁的养护维修工作逐渐发挥越来越重要的作用；大桥维修管理推行深化“检养修”分开生产组织模式，加强了设备巡视、检查，建立完善病害分析制度，编制的月度生产计划更7 高速铁路桥梁管养技术研究加合理，完善了良性闭合式桥梁维修管理模式。2、问题分析（1）大桥养修以被动养护为主，大桥的运营管理处于养护工作被动化、检测手段机械化、记录病害平面化、资料管理台账化的被动管理和静态数据存储阶段，缺乏主动养护理念和先进的技术手段，管养标准缺乏，针对大跨度斜拉桥与悬索桥等特殊桥梁结构的养护标准还不够完善。（2）检修人员、设备、时间不足。检查工区人员不足、车辆和检查设备缺少的情况普遍存在，且只能利用夜间天窗时间集中进行检查养护，其他时间不能上桥工作，列车通过时的桥梁设备状态无法检测，存在着一定的检查检测盲区。此外天窗时间短，一般为1.5～4.0h/次，还包含接触网停电、接地线、进出场及安全检查等时间，大型桥梁体量大，全面检查维修时间不足。（3）桥梁主体结构状况总体上较好，但建设期的遗留问题比较多，附属设施大都或多或少存在一定问题，如栏杆、托架锈蚀、步行板串动脱落、梁端缝漏砟等，是日常养护中的难题。（4）大型桥梁在设计施工阶段，对于结构、材料和施工工艺的研究都比较深入，但往往未能全面评估桥梁建成后运营期间的检养修方式和费用，对配套的桥梁检查维护设施考虑得也不够全面，给运营期检养修造成困难。（5）检查监测技术落后，评估标准体系不完善，监测系统智能化分析和自动管理能力不足。除极少数桥梁装设有桥梁健康监测系统外，绝大多数高速铁路桥梁仍基本依赖于人工检查和小型、便携式设备监测，技术相对落后且功效较低。目前所装设的桥梁结构健康监测系统往往也偏于对设计检算的验证，由于缺少同类大型桥梁寿命周期各阶段服役状态的经验数据和评估标准，监测项目不完全等因素，造成收集的海量检测数据对指导维修养护所发挥的作用不足，只能作为基于设计检算的结构破坏安全监测报警或事后分析取证资料。1.4本文的主要研究内容根据国内高铁桥梁的发展及管养技术现状，并基于对公路、城市、铁路桥梁管养技术的研究分析，制定出适合国内高铁桥梁的管养方法，以满足国内高速铁路桥梁的管养要求，从而更好地保证桥梁安全、稳定、舒适地运营。由此，主要开展以下几方面的研究内容：（1）对既有的城市、公路及铁路桥梁的管养技术进行深入研究，包括《公路桥涵养护规范》、《公路桥梁技术状况评定标准》、《城市桥梁养护技术规范》、《城市桥8 广州大学硕士学位论文梁检测与评定技术规范》及《铁路桥隧建筑物修理规则》等。（2）分析对比各类桥梁的管养技术，城市、公路和铁路桥梁的检查均采用经常、定期及特殊检查模式，其中铁路桥梁的检查还包括当出现紧急情况或突发性严重病害时要进行的临时检查。城市、公路桥梁均根据检查结果采用考虑全桥各构件权重的综合评定方法进行技术状态的评定，并采取相应的养护措施。其中城市桥梁技术状态根据BCI指数分为5个等级，公路桥梁技术状态根据评分Dr分为五类，铁路桥梁技术状态根据结构物劣化程度分为三级。（3）在对已有的城市、公路、铁路桥梁管养技术的分析对比的基础上，研究制定出适合国内高铁桥梁的管养技术方法，主要包括：文档和信息资料管理、日常作业管理、检查与检测、技术状态评定、养护维修等。其中高铁桥梁的检查包括经常、定期、特殊检查以及针对影响行车安全性、对结构有重大影响的内容所做的专项检查；（4）基于已制定的高铁桥梁管养技术方法，对某斜拉桥进行相应的检查维护工作，包括日常检查和对桥面系、附属结构、钢结构、混凝土结构等的定期检查。并根据检查结果提出相应的养护与维修建议。9 高速铁路桥梁管养技术研究第二章国内桥梁管养技术的研究与分析截至2017年底，中国高铁运营里程已达2.5万公里，占世界高铁运营总里程的66.3%，位居全球第一，其中桥梁比重将近50%。高铁建设和相关技术迅猛发展，而高速铁路桥梁是高铁线路中的重要组成部分，为了保证高铁安全、稳定、舒适地运营，因此对高速铁路桥梁管养技术的研究就显得尤为重要了，本章着重对现有的公路、城市及铁路桥梁的管养技术进行深入研究与分析。2.1现有桥梁结构管理养护方法从2004年政府通过《中长期铁路网规划》以来，我国高铁建设和相关技术发展迅速。至2017年底，我国建成使用的高铁线路己超过2.5万公里。高速铁路桥梁是高铁线路中的不可缺少的关键性节点。高速铁路桥梁结构的健康与否严重影响到高速铁路的顺利、安全运营。然而，由于高速列车荷载和运营路线的特殊性，高速铁路桥梁长期处于高频、高幅疲劳荷载和不良环境的影响。这导致大部分高速铁路桥梁结构出现了结构损伤和寿命、功能退化问题，对高速铁路造成了安全隐患[1]。因此，有必要对高速铁路桥梁结构进行合理、科学、有效和经济的管理养护。目前，我国桥梁结构养护按桥梁类型分为公路桥梁、城市桥梁和铁路桥梁。三种类型桥梁的养护工作分别执行不同的规范，分别是《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）（以下简称“公路规范”）、《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）（以下简称“城市规范”）和原铁道部2010年颁布的《铁路桥隧建筑物修理规则》（铁运[2010]38号（TG/GW103-2010））。公路规范是主要适用于国家干线、省级干线和主要的县级公路，其它公路可以参照使用。城市规范自2004年3月1日起实施，该规范适用于所有已竣工验收交付使用的城市桥梁养护。虽然公路与城市桥梁的设计载荷等存在着一定的差别，但相应等级的汽车荷载引起的桥梁内力基本在同一量级[2]，其检测和养护方法基本相同。铁路桥梁的养护维修管理工作主要由铁路工务部门负责，长期以来已经形成了一套比较完善的检查制度，并且每年结合秋季大检查都要对每座桥梁进行状态评定，目的是为了切实掌握桥梁设备的技术状态，以确定其运行条件，并针对设备存在的病害，合理安排次年度的综合维修、大修或更新改造计划，以改善设备状态，逐步走向良胜循环。目前铁路桥隧建筑物状态评定标准经过修订后各项指标已趋于量化，但是评定方法还停10 广州大学硕士学位论文留在对组成桥梁的各个部分进行单项评估和定性分析的层面上，不适于对既有铁路桥梁运营状态作出综合评价[3]。2.2公路桥梁管养技术的分析《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）是对原《公路养护技术规范》（JTJ073-96）中的“第四章桥涵养护”进行了修改并单独成册。近些年来，我国公路发展很快，为了适应新形势的要求，根据交通部公路工程标准规范体系的要求，将《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）中的“第三章第五节桥梁评定”内容编写为《公路桥梁技术状况评定标准》（JTGTH21-2011），单独成册。在现行规范体系内，《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）属于行业标准；《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21-2011）属于行业推荐性标准；因此，在现阶段日常桥梁评定工作中，可根据项目实际情况及业主要求，对于两本规范可任选其一使用[4]。图2-1“公路规范”的标准体系演变过程2.2.1《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）公路规范的内容主要分为两部分：桥梁检查与评定、桥梁养护。1、桥梁检查检查分为经常性检查、定期检查和特殊检查三种（简称三查）。经常检查—主要指对桥面设施、上部结构、下部结构及附属构造的技术状况进行日常巡视检查，及时发现缺损并进行小修保养工作。经常检查的周期根据桥梁技术状况而定，一般每月不得少于一次，汛期应加强不定期检查。定期检查—按规定周期，对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行定期跟踪的全面检查。主要检查各部件的功能是否完善有效，构造是否合理耐用，发现需要大、11 高速铁路桥梁管养技术研究中修、改善或限制交通的桥梁缺损状况；同时检查小修保养状况。定期检查的时间应符合下列规定：定期检查周期根据技术状况确定，最长不得超过三年。新建桥梁交付使用一年后，进行第一次全面检查。临时桥梁每年检查不少于一次；在经常检查中发现重要部件的缺损明显达到三、四、五类技术状况时，应立即安排一次定期检查。特殊检查—是查清桥梁病害原因、破损程度、承载能力、抗灾能力，确定桥梁技术状况的工作。分为专门检验和应急检查。专门检验是对需要进一步判明损坏原因、缺损程度或使用能力的桥梁，要求针对病害进行专门的现场试验检测、检算与分析等鉴定工作，以便进行有效的养护；应急检查是对当桥梁遭受洪水、流冰、漂流物、船舶撞击、滑坡、地震、风灾和超重车辆自行通过等自然灾害或事故后，应立即对结构作详细检查。查明破损状况，采取应急措施，尽快恢复交通[5]。2、桥梁评定《公路桥涵养护规范》(JTGH21-2004)中的规定，桥梁评定分为一般评定和适应性评定。一般评定是以桥梁的检测数据为依据，综合评价桥梁部件的状况，从而确定桥梁的等级，根据桥梁的运营现状制定对应的维修方法，然后定期的进行这种检查。适应性评定的主要依据是桥梁的特殊检查数据，将通行、抗震和承载力与结构的受力分析相结合，提出维护改造方案。对桥梁进行一般评定时，将桥梁整体技术状况评定分为四个流程：（1）确定桥梁部件的权重，将桥梁划分为若干个固定权重值的部件，然后现场检测桥梁部件的缺损情况、缺损在结构使用过程中的影响因素大小以及桥梁缺损的变化趋势等三个方面，通过累加每个部件的缺损得出桥梁整体标度。具体操作见表2-1。最后将各部件缺损状况评定标度和固定权值代入公式计算全桥结构技术状况评定[6]。12 广州大学硕士学位论文表2-1桥梁各部件缺损状况评定缺损状况和标度评定标度小——大少——多程度缺损状况和标度轻度——严重标度012无0012缺损对结构使用功能的小+1123影响程度大+2234上述两项评定标度01234趋势稳定-10123缺损变化状况修正发展缓慢01234发展较快+112345评定结果012345完良较较差危好好好差的险桥梁技术状况和分类一二三四五类类类类类（2）桥梁结构可以看作一个“串联”系统，荷载作用通过桥面结构依次向下传递到桥梁的各个部件，在这个过程中桥梁某一重要部件出现严重的破坏都会直接危害桥梁结构。因此，对桥梁部件技术状况评定时遵循重要部件以缺损最严重构件的评分作为部件的评定结果。这种按最不利因素评定的方法提高了安全性指标的影响。（3）如表2-2所示，参考桥梁各部件权重，将各部件评分代入综合评定计算式nDr=100-i=1RiWi/5中，对比桥梁评估方法，以现场的实测数据为基础，对桥梁部件和整体技术状况作定量和定性评价，最后得到桥梁的运营状态[7]。13 高速铁路桥梁管养技术研究表2-2桥梁部件权重和评定方法部件部件名称权重Wi技术状况的评定1翼墙和耳墙12锥坡和护坡13桥台和基础234桥墩和基础24综合计算评定式：5基础冲刷86支座3nDr=100-i=1RiWi/57上部主要承重构件208下部主要承重构件5式中：Ri—根据表2-1的方法确定各部件的评9桥面铺装1定标度（0-5）10桥头与路堤连接部311伸缩缝3Wi—部件权重，Wi=10012人行道113栏杆与护栏1Di—桥梁整体技术状况评分，值域为0-100；评14灯具与标志1分越高表示桥梁技术状况越好。15排水设施116调治构造物317其他1（4）评定等级分类和综合评定界限值：桥梁总体及部件技术状况评定等级均分为一类、二类、三类、四类、五类。技术状况综合评定分类界限值见表2-3。表2-3技术状况综合评定分类界限值桥梁技术状况评分技术状况等级一类二类三类四类、五类Dr[88,100][66,88）[40,60）（0,40）注1：Dr≥60的桥梁，并不排除其中有评定标度Ri≥3的部件，仍有维修得需要对桥梁进行适应性评定时，其承载能力、通行能力、抗洪能力应周期性地进行评定，评定周期一般为3-6年，评定工作可与桥梁的定期检查、特殊检查结合进行。详细评定方法见《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTGTJ21-2011）。3、桥梁养护与加固对于桥梁的养护，在《公路规范》中有具体的条款。而针对出现缺陷及承载力不足的桥梁，其加固的设计方法和施工要求在《公路桥梁加固设计规范》（JTGTJ22-2008）和《公路桥梁加固施工技术规范》（JTGTJ22-2008）已有明确的要求。这两部规范由中交一公院主编，由交通运输部公布，将作为公路工程行业推荐性标准，于2008年10月1日起正式实施。14 广州大学硕士学位论文两部规范以出现缺陷及承载力不足的桥梁为对象，对各种桥梁加固的计算方法及构造设计、施工工艺等作出具体规定，是进行桥梁加固质量检验与评定的重要依据。这是我国在公路桥梁加固领域中首次以规范的形式，对公路桥梁加固的设计和施工技术进行规定。规范反映了近年来国内外在桥梁加固工程中所采用的新技术、新材料、新工艺的发展水平，以及该领域未来的发展状况，吸收了国内在桥梁加固工程方面的先进经验，是具有中国特色的、操作性较强的技术性法规，对我国桥梁加固市场形成行业权威性技术标准具有重要意义[8]。2.2.2《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21-2011）1、《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21-2011）较原有04年版养护规范在评价模型上有很大改进，尤其是由原来各部件缺损状况以经验为主评价方法，改进为现在的分层综合评定与5类桥单控指标相结合的方法。新标准评定模型更加优化、合理，因此桥梁技术状况评定结果的准确性大大提高，但相应的工作量也大大增多[9]。在桥梁评定时先对桥梁各构件进行评定，然后对桥梁各部件进行评定，再对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评定，最后进行桥梁总体技术状况评定。评定指标如下图所示。图2-2《公路桥梁技术状况评定标准》（JTGTH21-2011）技术状况评价体系2、该规范的改进如下所述：15 高速铁路桥梁管养技术研究（1）按不同桥型进行桥梁评定分类，并细化了不同桥型的部件分类。考虑到桥梁上部结构类型的复杂性和多样性，为了准确的对桥梁结构的技术状况作出评定，该标准将桥梁上部结构分成梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥等四部分加以介绍，并根据不同类型桥梁上部结构的特点对部件分类加以细化，使初学者在使用起来更加方便。这样使本规范更加具有可操作性和实施性，这点是较《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）是一个明显的改善和提高的地方。（2）根据不同桥型的部件类型制定评定细则，评定指标量化。《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21-2011）根据不同的桥梁构件对桥梁技术状况的影响程度不同，将桥梁结构分成主要部件和次要部件两大部分。其各项评定指标规定了定性和定量指标，进行评定时需综合考虑定性指标和定量指标，如果实际情况不能同时满足这两项指标，按照最不利原则进行划分，使桥梁检测评定的指标更加准确、明晰，有助于检测结果的准确度的提高。（3）5类桥单控指标。考虑到主要部件和其他部件的关键病害对桥梁结构安全至关重要，为了突出安全因素的影响，《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21-2011）制定了各类桥梁的5类桥单项控制指标，通过桥梁的关键病害确定桥梁的技术状况等级，以引起管理者的重视，及时、认真的进行养护维修，确保安全。在桥梁检查中，只要发现符合本部分规定的任一情况时，就应将整座桥技术状况评定为5类。新标准中本部分内容的增加，明确了5类技术状况单控评定指标，对保证公路桥梁结构的安全运营有着非常重要的意义[10]。2.3城市桥梁管养技术的分析2.3.1《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）在加强城市桥梁养护工作，维护城市桥梁设施，保障城市桥梁完好和安全运行及提高城市桥梁的养护水平等方面具有十分重要的意义。本规范适用于已竣工验收后交付使用的城市桥梁的养护，不适用于轻轨高架桥梁的养护。城市桥梁的养护应包括城市桥梁及其附属设施的检测评估、养护工程及建立档案资料。为了及时掌握桥梁的基本情况，并采取相应的养护措施，对使用中的桥梁必须按照规定进行监测评估。检查评估的内容主要包括记录桥梁当前状况，了解车辆和交通的改变给设施运行带来的影响，跟踪结构与材料的使用性能变化，对桥梁状态评估提供相关16 广州大学硕士学位论文信息，给养护、设计与建设部门提供反馈信息。城市桥梁的检测评估应根据其内容、周期、评估要求分为经常性检查、定期检查和特殊检查。经常检查主要应对桥面系及附属结构物的外观、上下部结构物的异常变化、各类交通标志的完好情况进行检查，其周期应按照桥梁的类别、级别、技术等级分别制定；定期检测分为常规定期检测和结构定期检测，常规定期检测应每年一次，可根据城市桥梁实际运行状态和结构类型、周边环境等适量增加检测次数。结构定期检测应在规定的时间间隔进行，I类养护的城市桥梁宜为1～2年，关键部位可设仪器监控测试；II～V类养护的城市桥梁间隔宜为6～10年；城市桥梁在下列情况下应进行特殊检测：①城市桥梁遭受洪水冲刷、流冰、漂流物、船舶或车辆撞击、滑坡、地震、风灾、火灾、化学剂腐蚀、车辆荷载超过桥梁限载的车辆通过等特殊灾害造成结构损伤。②城市桥梁常规定期检测中难以判明是否安全的桥梁。③为提高或达到设计承载等级而需要进行修复加固、改建、扩建的城市桥梁。④超过设计年限，需延长使用的城市桥梁。⑤常规定期检测中桥梁技术状况I类养护的城市桥梁被评为不合格的桥梁，II～V类养护的城市桥梁被评定为D级或E级的桥梁。⑥常规定期检测发现加速退化的桥梁构件需要补充检测的城市桥梁。特殊检测应由相应资质的专业单位承担，主要检测人员应具有5年以上桥梁专业工程师资质。2.3.2《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJT233-2015）《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJT233-2015）是《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）对于结构检测工作的延伸，主要针对桥梁结构的承载能力和耐久性两项要求展开。该规范作为城市桥梁技术状况评估的重要支撑，围绕着城市桥梁管养中的关键工作之一—桥梁结构承载能力评定，并仅针对桥梁主要承载结构的检测及其检测内容进行评定。对于桥梁的经常性检查以及定期检测中目测检查等其他检测、桥梁整体技术状况一般性评估以及通行能力、排洪能力等桥梁适应性评估需按照其他相关标准执行。2.4城市桥梁与公路桥梁相关规范的比较2.4.1公路规范和城市规范的比较内容虽然适用的对象不同，但两部规范各有特点，在这里对两个规范进行对比研究，明确两个规范的检评体系的异同。（1）检查计划的比较城市规范和公路规范一样，都根据桥梁检测的深度、内容不同将桥梁检测划分为三大类别：经常检查、定期检查和特殊检查。比较两规范，可以发现两规范对检测类别划17 高速铁路桥梁管养技术研究分的出发点、层次基本一致，且规定各类别检测的深度和内容也基本相同。在城市规范中明确提出了结构定期检测的概念，结构定期检测应在规定的时间间隔进行，结构定期检测根据桥龄、交通量、车辆载重、桥梁使用历史、已有技术评定、自然环境以及桥梁临时封闭的社会影响制定详细计划。（2）状态评定等级比较城市规范提出了养护类别概念，将城市桥梁分为5类，根据桥梁在城市中的重要性安排养护，即：I类一特大桥和特殊结构的桥；II类一城市快速路网上的桥梁；III类一城市主干道上的桥梁；IV类一城市次干道上的桥梁；V类一城市支路和街坊上的桥梁。而《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）没有特定的养护类别分类。两种规范均分等级来对全桥技术状况加以评定，采用考虑全桥各构件权重的综合评定方法。在《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）中，I类养护的桥梁技术状态分为2个等级，即合格和不合格。II至V类养护的城市桥梁技术状况的评估方法是根据定期检测的结构进行的评估，桥梁技术状态分为5个等级，以城市桥梁状况指数BCI分类，即：A一完好状态，BCI达到90～100，应进行日常保养。B一良好状态，BCI达到80～89，应进行日常保养和小修。C一合格状态，BCI达到66～79，应进行专项检修后保养、小修。D一不合格状态，BCI达到50～65，应检测后进行中修或大修工程。E一危险状态，BCI小于50，应检测评估后进行大修、加固或改建工程[11]。《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）中桥梁技术状态分为5个等级，以全桥结构技术状况评分Dr分类，即：一类一完好及良好状态，Dr≥88；二类一较好状态，88>Dr≥60；三类一较差状态，60>Dr≥40；四类一差的状态、五类一危险状态，40≥Dr。可见，按级也好，按类也好，两个规范都划分成五类，因而也有大致对等的关系，但是也有区别，如公路规范的三类实际对应的应该是城市规范的D级，因为两个规范提出了三类和D级的养护对策都中修，而两者关于中修的定义又没有差别。那么显然，公路规范的四类和五类就只有城市规范的E级可对应了，根据这一标准，实际上可以提出细化分类的概念，如在城市规范中E级在实际情况需要时，可以再进一步划分。2.4.2比较小结概括起来，可以发现如下特点：（1）《公路桥梁技术状况评定标准》在《公路桥涵养护规范》桥梁评定的一般评定基础上，按照桥梁各部件不同材料、结构形式进行桥型分类，并可根据桥梁结构形式的分布情况划分评定单元。划分桥型的评定方法使桥梁技术评定工作比较规范化；18 广州大学硕士学位论文（2）《公路桥涵养护规范》和《城市桥梁养护技术规范》在不仅在桥型划分上比较欠缺，而且对各个构件的关注程度比较低，对于桥梁的技术状况评定主要是有工程师的经验来决定。《公路桥梁技术状况评定标准》把病害定位到每个构件，不仅有比较精确的数据来源，也可以监督检测工作的精细程度。《公路桥梁技术状况评定标准》根据不同桥型各部（构）件不同特点细化了检查指标，对桥梁病害分别从定性和定量两个方面描述，且针对各检查指标制定了相应的评定标准；（3）《公路桥梁技术状况评定标准》考虑了不同部件对桥梁技术状况影响程度不同，将桥梁结构分成两大部分，分别为主要部件和次要部件。提出了5类桥梁技术状况单向控制指标（共14项），桥梁符合5类桥单项控制指标则可以直接评定为5类。19 高速铁路桥梁管养技术研究表2-4三套规范比较城市桥梁养护技术公路桥梁技术状况公路桥涵养护规范规范评定标准加权算术平均、加权层次分析法、算术平分层综合评定与单评定方法几何平均均法、单项指标控制项指标控制相结合4个层次：构件评定、4个层次：构件评定、2个层次：部件缺损评定层次部件评定、单元评部件评定、单元评评定、全桥综合评定定、全桥评定定、全桥评定A级[90,100]1类[95,100]一类[88,100]B级[80,90）2类[80,95）二类[60,88）评定界限值C级[66,80）3类[60,80）三类[40,60）D级[50,66）4类[40,66）四类、五类（0,40）E级（0,50）5类[0,40）主观性主观性很大主观性较小主观性很小无桥型划分，但列举桥型划分具体，梁式桥型划分无桥型划分典型桥型的构件权桥、挑式桥、悬索桥、重斜拉桥分类别评定分桥型病害描述精精细程度分部件概述病害无病害描述细列举14项可以评为5级桥的单项指标列举14项可以评为单项控制指标无单项控制指标（条款与《城市桥梁D级桥的单项指标养护技术规范》不同）计算方法客观，分桥主要优点操作简单，采用广泛计算方法客观型评定，病害描述具体主观性大，要求工程完全采用算术平均，构件评分要求检查师有丰富经验，缺少淹没较差构件，在桥主要缺点每个构件，工程量过单项控制指标，构件梁出现明显危害前大权重不完善。有安全隐患。2.5铁路桥梁管养技术的分析2.5.1我国铁路桥梁管养状况按铁路列车行驶速度的不同，铁路桥梁可分为普通铁路桥梁和高速铁路桥梁。现有的铁路养护技术规范有：《铁路桥隧建筑物劣化标准》（TB/T2486-1994）、《铁路桥梁检定规范》（铁运涵[2004]120号）、《铁路线路修理规则》（铁运涵[2006]140号）、《铁路桥隧建筑物修理规则》（TG/GW103-2010）和《高速铁路桥隧修理规则（试行）》（TG/GW20 广州大学硕士学位论文114-2011）等，根据上述规范，两种类型的铁路桥梁养护工作都以现场调查（日常检查、专门的桥梁检测）为主，根据调查结果采用分层综合评估法进行打分，继而决定采取哪种维护修理措施[12]。但铁路桥梁各常见桥型的评估指标体系比较分散，缺少一套较统一的适用铁路桥梁各桥型的健康状态评估指标体系。《铁路桥梁检定规范》是按铁道部1998年G39项目的要求，在对1978年版《铁路桥梁检定规范》及其1986年部分条文修改件进行全面修订的基础上增加有关内容编制而成。本规范的适用范围为客货列车共线运行，旅客列车最高行车速度为160km/h、货物列车最高行车速度为80km/h的标准轨距线路既有桥梁的检定，旅客列车最高行车速度在200km/h时，可参照执行。在2000年发布实施的《铁路桥隧建筑物大修维修规则》对做好桥隧建筑物的修理工作，保证铁路运输安全发挥了重要作用。经过发展，铁路运营条件发生了较大变化，生产力布局进行了较大调整，推行了“检养修分开”的管理新体制。《铁路桥隧建筑物大修维修规则》已不再适应铁路运输发展的需求，需要进行修订完善。修订后的《铁路桥隧建筑物修理规则》（TG/GW103-2010）于2010年4月1日起施行。2.5.2铁路桥梁的检定《铁路桥梁检定规范》是对既有铁路桥梁检算其承载能力和抗洪能力、测试评定其运营性能，据以制定养修对策，以便在保障行车安全和结构安全的基础上，充分发挥设备潜能，节约资金。本规范适用于客货列车共线运行，旅客列车最高行车速度为160km/h、货物列车最高行车速度为80km/h的标准轨距线路上的既有桥梁，旅客列车最高行车速度在200km/h时，可参照执行。铁路桥梁检定工作包括：桥梁现状检查、桥梁孔径及冲刷检算、桥跨结构及桥墩承载能力的检算、铁路桥梁运营性能的检验及桥梁结构现场试验。对于既有铁路桥梁，当出现下列情况时应提出检定要求：（1）因列车的提速或超速，要求确定桥梁的承载能力及运营性能；（2）受损伤或经洪水冲刷后桥梁的承载能力及运营性能的确定；（3）老龄桥梁疲劳损伤及耐久性的检验；（4）交付运营的特大桥、新型结构及加固后桥梁的承载能力及运营性能的确定。桥梁的检定承载能力应以桥梁的检定承载系数K表示，K为结构所能承受的荷载相当于中华人民共和国铁路标准活载（中—活载）的倍数[13]。当K≥1时，表示桥梁承载能力满足标准活载的要求。当K<1时，桥上容许通行的运行或载Q，必须满足Q≪K，Q为运行活载的“活载21 高速铁路桥梁管养技术研究系数”，即在桥梁结构承载能力检算中，运行活载相当于标准活载的倍数。经过检定的桥梁，应编制检定技术报告，其内容主要包括：（1）桥梁建筑物的组成，桥址水文及自然环境特征，建造及加固、修复的历史。（2）通过对桥梁各部的检查，指明结构及养护中存在的问题。（3）按结构的检算结果，列出桥梁各部的承载能力。（4）按桥梁孔径及河床冲刷调查和检算的结果，说明桥梁的抗洪能力。（5）根据结构试验的实测数据及试验成果分析，阐明结构实际工作状态和运营性能。（6）提出桥梁技术状态和运营对策的技术结论。2.5.3铁路桥梁的修理规则桥隧建筑物是铁路线路的重要组成部分，结构复杂，修建困难，造价较高。为做好桥隧建筑物的修理工作，保证铁路运输安全畅通，适应铁路运输发展需要，特制定《铁路桥隧建筑物修理规则》，本规则规定铁路桥隧建筑物的修理工作分为检查、维修和大修，维修工作分为保养和综合维修，检查维修工作实行检养修分开体制[14]。桥隧建筑物检查、监控是全面掌握设备状态变化的重要手段，也是保证行车安全的基础性工作。设备管理单位应成立专业检查队伍，执行各项检查制度，采取有效的防治措施，并正确规定桥隧建筑物的运营条件；桥隧建筑物维修工作应按照“预防为主，预防与整治相结”的原则进行，采取综合维修和经常保养相结合的方式，整治既有病害，及时消除危及行车安全处所，经常保持桥隧建筑物状态均衡完好，使列车能以规定的速度安全、平稳和不间断地运行。1、桥隧建筑物的检查（1）检查制度：包括水文检查、经常检查、定期检查、临时检查、专项检查、检定试验等。各项检查必须建立相应的责任制和考核制度，保证各项检查工作的落实。（2）水文检查：包括河床断面测量、洪水通过观测、结冰及流冰观测。（3）经常检查：对桥隧设备状态变化较快和直接影响行车安全的部位应经常检查。（4）定期检查：春融及汛前，应对桥隧设备的排水、泄洪及度汛防护设施惊醒一次检查。秋季应对桥隧设备进行全面检查，据以进行桥隧设备技术状态评定，拟定病害整治措施，安排设备改善计划。（5）临时检查;：是当设备遭受地震、洪水、台风、火灾及车船撞击等紧急情况或发生突发性严重病害时，为及时掌握结构物状态而进行的检查。（6）专项检查：包括界限检查；挠度、拱度和横向振幅测量；墩台变形及基础病22 广州大学硕士学位论文害检查。（7）检查重点：包括钢结构检查、圬工粱拱及墩台检查、支座检查、涵洞检查、隧道检查、桥涵限高防护架及附属建筑物检查、周边环境检查。2、桥隧建筑物的管养（1）经常保养通过对桥隧建筑物的经常保养，及时消灭超限和临时超限处所，保持桥隧设备状态经常均衡完好，确保行车安全平稳。经常保养工作一般按照整座设备进行，也可分区段进行。保养周期应按不同设备类型的状态变化加以控制，钢梁桥（含混合桥钢梁）3-6个月，其他设备6-12个月。在做好适时保养的同时，还应加强预防性的周期保养，使设备质量经常控制在保养合格状态。（2）综合维修按照“预防为主，防治结合，有病治病，治病除根”的原则，以整座设备为单元（混合桥可分类、特大桥可分孔或分段），开展综合维修，以恢复或部分恢复各部件的功能，保持整座设备质量均衡完好。按照不同设备类型确定综合维修周期，钢梁桥（含混合桥钢梁）综合维修周期2-3年，坞工桥（含混合桥圬工梁）4-5年。（3）大修管理桥隧大修按照设备状态劣化等级、工程性质、复杂程度和工程量大小，分为周期大修、重点大修和一般大修。整孔更换桥面、整孔钢梁（或钢塔架）重新涂装或罩涂面漆等大修为周期大修；中桥以上更换梁跨、扩孔、移梁、墩台大修、基础加固、复杂的钢梁加固、增设或更换隧道衬砌及需要便线施工的工程等为重点大修；其他病害整治的大修为一般大修。2.6本章小结1、我国桥梁结构的检查养护工作按桥型类型分为公路桥梁、城市桥梁和铁路桥梁，虽然三种桥梁的管养工作分别按照不同的规范进行，但均采用类似的管养程序。2、城市桥梁相关规范和公路桥梁相似，都根据桥梁检测的深度、内容不同将桥梁检测划分为三大类别：经常检查、定期检查和特殊检查。且出发点、层次基本一致。并根据检测结果采用分层综合评估法进行桥梁技术状态评定进而进行不同程度的养护，其中城市桥梁根据其在城市中的位置及重要性被分为5类进行养护；3、城市桥梁管养技术提出了养护类别概念，并按技术状况按指数BCI分类，公路桥梁按全桥结构技术状况评分Dr分类，铁路桥梁管养技术根据结构物劣化程度将铁路桥梁技术状态分为A、B、C三级。23 高速铁路桥梁管养技术研究4、铁路桥梁相关规范主要根据列车行驶速度的不同分为普通铁路桥梁养护规范和高速铁路桥梁养护规范，而两种类型的铁路桥梁养护工作都以现场调查（专门的桥梁检测、日常检查）为主，根据调查结果按照劣化程度进行技术状态的评定，继而制定相应的养护修理措施。铁路桥梁检定工作包括：桥梁现状检查、桥梁孔径及冲刷检算、桥跨结构及桥墩承载能力的检算、铁路桥梁运营性能的检验及桥梁结构现场试验。24 广州大学硕士学位论文第三章适用于中国高速铁路桥梁的管养技术研究在对现有的公路、城市和铁路桥梁管养技术的分析与比较的基础上，深入研究了三类规范相关内容，并结合我国高速铁路桥梁的管养现状、特点和要求，研究制定了一套适用于中国高速铁路桥梁的管养技术方法，本章主要对桥梁的管理、检查、技术状态评定和桥梁结构的养护与维修等方面进行了深入研究与说明。3.1我国高铁桥梁的管养特点分析（1）我国高速铁路桥梁具体的养护维修工作一般由桥梁车间或专业工区负责，交通情况复杂多样，相关人员的配备根据桥梁的规模而定，一般情况下既有普通铁路桥梁配备人员较多而高铁桥梁配备人员较少，养修人员主要利用“天窗时间”集中进行大桥的日常检修、保养和维护工作。（2）大桥养护部门按照铁路相关规定配备相应的机械设备，大桥的检查、检测、维修主要以人工为主，辅以简单的仪器设备，日常管理中执行“检养修分开”模式，养护维修主要完成检查、小修等工作，大修或其他复杂工作一般委外或者由专业维修车间负责。（3）近年来新建的大型高速铁路桥梁基本上均建有健康监测系统，主要用于对结构使用状态进行监测、采集数据分析研究，大部分桥梁健康监测系统对大型桥梁的养护维修工作逐渐发挥越来越重要的作用。（4）大桥维修管理推行深化“检养修”分开生产组织模式，加强了设备巡视、检查，建立完善病害分析制度，编制的月度生产计划更加合理，完善了良性闭合式桥梁维修管理模式。3.2本章研究所依据的原理本论文对城市、公路、铁路桥梁管养技术进行了深入的研究，包括相关管养规范、养护特点及要求。同时也实地考察了各类桥梁的管养现状，近距离地观察各类桥梁产生的病害、管养过程及细节，并与相关管养人员深入交流，深刻地探讨各类桥梁在实际管养的过程中遇到的问题及解决方法，为高铁桥梁管养技术的理论研究奠定了实践基础。并结合我国高铁桥梁的管养要求和发展趋势，综合考虑了安全性、稳定舒适性以及实际管养工作中容易出现的问题，制定了本方法。25 高速铁路桥梁管养技术研究3.3桥梁管理概述3.3.1桥梁管理的重要性高速铁路桥梁的健康状况是其能够正常运营的关键条件。为了更好地保持桥梁结构的安全以及高铁线路的正常运行，因此对整个高铁线路上的这些数量巨多、结构技术复杂的桥梁进行系统、科学、高效的管理就显得十分重要了。研究及实践表明，成功的桥梁养护管理必须具备四个条件[15]：（1）制度，即组建科学高效的管理体系和组织，落实桥梁管养组织各方的责任，严格执行科学高效的管养和运作流程。（2）人员，即培训有经验的专业人员，能够对桥梁进行全面、及时和专业的检查和维护。（3）技术，即已有的桥梁管养的相关技术，如日常维管、检查检测、相关评定，维修加固等。（4）资金，即能够提供足够和及时的检查与维护的资金支持。我国幅员辽阔，高速铁路发展很快，截止到2017年底，我国高速铁路总营业里程达到2.5万公里，已经建成高速铁路中各种跨越江河等障碍的桥梁数目巨大，桥梁类型众多，管理养护工作十分繁重，科学有效的桥梁养护管理需要从以上四个方面进行完善。3.3.2桥梁管理的内容桥梁管理主要包括信息管理、检测评估管理和养护维修管理等，具体内容如下。1、桥梁信息管理桥梁信息管理是第一步，相关部门要搜集、存储、更新和提取道路路网中所有桥梁管理的必要文档和信息。这些信息记录了桥梁在整个寿命期间的第一手技术资料，对于掌握结构现状是极其重要的。桥梁信息包括如下三点。（1）静态资料要求管理部门在新桥验收接管时就应该获得包括设计计算、施工图纸、全部施工记录、照片文档、材料试验报告、各种检测报告及监理报告。于旧桥资料不全者，应制订计划实地调查和测量获得。获取所有静态资料后，管理部门应根据管理规范的要求，对资料进行再加工，包括分类、编录、信息提取电子化等。（2）检测报告每次检测活动的计划与实施情况，应根据不同目的，采用相应的标准程序和记录表格，以便快速实施检测和有效评估结构基本性能。结构定期检测和特殊检测还应由具备26 广州大学硕士学位论文资质的单位提供完整的报告。报告应给出具体实施程序，描述每个结构单元状态，总结结构整体状况，描述缺陷并按统一尺度评定，采用照片显示缺陷。（3）养护、维修和加固的细节养护应按每年和其他偶然安排的批次加以报告。维修和加固工作完成时应准备一份资料来更新桥梁静态数据内容，以记录采取维修和加固措施的结构。这份报告应包括维修设计计算、维修或加固施工图纸（竣工图）、全部施工记录、照片文档、材料试验报告、各种检测报告及监理报告。通过桥梁信息管理，能够深刻把握所管理桥梁的基本信息。对桥梁的各类数据进行统计、记录、更新是信息管理的主要工作，借助数据库信息化管理技术可以高效处理大规模桥梁信息。桥梁档案管理工作应有计划地逐步实行电子化、数据化、多媒体化，但书面的档案形式也是很重要的备份和补充。2、桥梁使用状态的检测和评估桥梁使用状态的评估和评定是桥梁管理的重要环节，通常是由具有一定经验和资质的桥梁工程技术人员，根据特定的操作程序，针对桥梁进行一次完整的现场收集桥梁结构和物理状态等最新信息的检测过程。桥梁检测所收集的信息可以用于评定桥梁状态，确定桥梁养护、维修、加固或替换的计划[16]。对桥梁检查检测得出的结果进行一系列的计算，处理计算结果并进行分析得出桥梁的技术状况和承载力，这就是桥梁评定，评定结论的准确性依赖于检测操作的规范实施、检测信息的准确及合理的描述、评定理论的合理性及评定人员的可靠性。由于交通荷载的载重和数量急剧增长，以及结构本身的日益退化，为保障桥梁的安全运营，合理分配养护资金，桥梁评定已经变得越来越重要。3、交通控制交通控制指通过对通行列车的限制，达到改善桥梁运营状态的目的。采取：（1）限制速度，这是高速铁路上最常见的交通控制措施；（2）限制重量，对于一般铁路比较适用，高速铁路重量一般比较固定；（3）限制通行，铁路检测维修一般都选择在天窗期进行，如果评估桥梁不能继续运营且不能满足维修条件时，采取限制通行，但铁路限制通行对其影响巨大，一般不采用，所以日常养护就尤为关键。4、桥梁养护桥梁养护是在保证列车运行不受干扰的情况下，以保证列车运行的安全性和舒适性为目的，对桥梁进行的保护性、便捷性和重复性的小规模保护措施，以预防为主是桥梁管理的重要宗旨。27 高速铁路桥梁管养技术研究5、桥梁维修加固维修是对桥梁的一般性损坏进行修理或对较大的损坏进行综合治理，目的是将桥梁的技术状况或承载能力恢复到正常运营水平，以维持桥梁安全运营。维修工作通常要比养护工作复杂、昂贵和费时。维修一般是不定期的、有针对性地进行，主要是修补已退化的构件，减少未来养护成本以及延长桥梁些寿命。用何种维修措施，通常应由检测和评定的结论来确定，所要求的工作深度及主要工程量由结构定期检测或特殊检测评定后加以确定，并要求由具备资质的相应单位实施设计、施工及监理工作。桥梁加固是通过较大规模的加固施工，使得承载能力已出现较大程度降低的桥梁恢复甚至超过原有承载能力。加固工作在性质上类似于修复，但比维修更加深人复杂，规模也较大。加固需求通常根据桥梁检测和评定以及通行需求评价来确定[17]。6、桥梁拆除与重建桥梁退化严重、不能继续使用时，可以实施拆除，所通行的列车须另行绕道，如有需要可建造新桥进行替换。3.3.3桥梁管理系统1、桥梁管理系统概念桥梁管理系统是关于桥梁基本数据、桥梁检测、状态评估、结构退化预测、维护对策和计划、经济分析的计算机信息系统，简称BMS（BridgeMannagementSystem），主要要素如图3-1所示。图3-1桥梁管理系统要素建立一个科学有效的桥梁管养系统，在很大程度上可以提高桥梁管理部门工作的效率和先进性，包括桥梁的日常检查、定期检查、监测评估以及制定相应的维修加固计划28 广州大学硕士学位论文等，既节省人力财力，又可以在最早的时间里发现并解决桥梁各个部位出现的问题。要提高桥梁的管养水平，应该从以下图示方面入手[18]。图3-2桥梁管理系统优化图2、高速铁路管养特点对于高速铁路桥梁，在其检查养护维修方面和其他桥梁有较大差异，差异主要来源于高速铁路的运营环境要求、特殊荷载作用等，具体归纳如下：（1）高速铁路需保持常年不间断运营，且大多是铁路客运专线，无其他替代路线或者复线可用，特别是对路线上的大跨度桥梁，更是有无可替代的作用特点；（2）高速铁路在运营期是严谨任何人员进入轨道区域，高速铁路的检查、养护、维修严格要求在铁路运营天窗期进行，而高速铁路运营天窗期时间短，养护维修难度加大；（3）高速铁路速度快，车桥耦合振动等技术问题研究在设计阶段考虑较多，而对桥梁运营阶段影响及维护研究较少，桥梁在高速列车下常年作用累积效应还没有体现出来；（4）我国近几年高速铁路发展非常迅速，但对于高速铁路上桥梁检查、评定标准、管养方法还没有足够深刻的认识，这对整个线路上的桥梁管理是十分不利的。基于以上特点，应该建立一个适应于高速铁路桥梁的管理系统，主要解决的问题是：以新的检查、维护技术满足高速铁路工作时间的要求；以系统的评价体系满足高速铁路桥梁维修加固决策的要求；以高效的管理模式满足高速铁路路线桥群的综合管理的要求。29 高速铁路桥梁管养技术研究3、高速铁路管养系统（1）桥群划分传统的桥梁桥群的划分大多数是根据地区、桥型、管理单位来确定，而对高速铁路桥梁的划分，应当根据自身特点不同于公路桥梁和城市市政桥梁的划分。主要划分思路如下：将路线作为桥群划分的基本单元，路线的上桥群按照主要维护构件分类进行单项检测和养护，如预应力混凝土、混凝土、钢结构、附属设施等。结构状态评定和状态预测以单个桥为一个单元。对于路线桥群的划分主要是看高速铁路路线运营管理以及可替代情况，高铁调度影响范围大，按路线分类主要是方便制定养护维修计划，特别是影响范围较大的养护维修计划，可替代线路、不可替代线路、要塞桥梁的日常养护维修计划和整体大修加固计划应该有所不同。正常情况下可替代线路的桥梁要满足基本日常维养，并尽量保持路线上桥梁性能状态在同一水平；不可替代线路和要塞桥梁应该加强日常维养，并尽量避免在服役期内进行大修加固。路线桥群的日常管养流程应该是一个检测、评价、养护、检测的循环过程[19]。对单个桥梁的检测及性能评估并制定维修计划，可以采用单一桥梁养护管理模式，如图3-3所示。设计使用年限初期性能结构性能最低要求性能修复服役年数图3-3单一桥梁管养模式而对于铁路桥，之前提到，建议按照路线划分桥群，以桥群为单位制定管养计划，这样有助于对整个路线桥梁状态的把握并能很好的利用铁路天窗期的时间。所以对于高30 广州大学硕士学位论文速铁路上的桥梁，推荐使用多目标状态的养护管养模式，如图3-4所示。多目标状态的管养模式意在使路线桥群的状态在一个相对均匀的水平，日常管理养护和大修加固都应该将其看成一个整体，区别于传统桥梁单元。设计使用寿命（第一次）完工时的结构性能在役结构性能（第一次）重建1234在役结构要求性能（第二次）性能下限（重建判别参考）修复性能性能退化下限允许值修复性能目标值（采取对（采取对策的判别指标）策后的期望效果指标）项目规划设计在役（第一次）时间（第一次）项目规划设计在役（第二次）（第二次）拆除施工（第二施工（第一次）次）或继续使用图3-4多目标状态管养模式（2）管理系统结构流程在USA，适用性最广的管理结构是联邦公路管理局研发的PONTIS系统，其基本结构流程如下图所示。31 高速铁路桥梁管养技术研究图3-5PONTIS系统机构流程对高速铁路桥群，除了考虑结构退化、养护维修费用外，还应该考虑社会影响效应和计划实施的可能性，所以其管养计划应该在更为复杂的条件下制定。结合高速铁路自身特点，确定一个大体的管养系统结构流程，如图3-6所示。图3-6高速铁路桥群管理系统推荐流程3.4桥梁养护的技术3.4.1桥梁养护工作依据32 广州大学硕士学位论文桥梁养护管理工作，除按本手册执行外，应执行国家及行业颁发的有关桥梁养护的标准、规范之规定，并应严格执行国家现行的有关强制性标准的规定。3.4.2桥梁养护单元划分将特定的某座桥作为一个养护单元。桥梁管理部门应对养护单元建立完备的“桥梁基本状况卡片”，对其技术状况进行动态管理。铁路管理部门按照铁路方面相关规定对桥梁进行技术管理。3.4.3桥梁养护的工作流程桥梁养护包括三大内容：文档和信息资料管理、检测评估、养护维修，其养护技术流程如下图3-7所示[20]。文档资料经常检查日常保养、小修定期检查一般评定中修、大修特殊检查适应性评定改建、专项维修专门检查应急检查图3-7养护工作流程图桥梁建成通车后，即处于管理与维护的状态中，但，桥梁的养护管理应涉及桥梁的整个生命周期，包括设计、施工、运营。在设计施工阶段应该着重收集桥梁原始资料，设计时对桥梁养护方面的考虑以及设计对桥梁养护的建议，施工阶段重点管理施工过程中结构构件原始数据，包括受力、位移、温度等初始数据。3.4.4桥梁养护的计划与组织1、养护计划管理单位在桥梁管理信息系统的辅助下，制订年度维护计划，主要内容包括桥梁现状调查、已实施养护项目反馈及评估、拟实施养护项目、预算资金及使用、具体运作方33 高速铁路桥梁管养技术研究式等。养护计划应依据桥梁的检测，尤其是定期检测和相应的桥梁技术状况评定结果，要求充分考虑经济与费用因素，并报相关部门审批。2、养护组织为应对越来越多的桥梁管理和频繁的养护维修任务，应建立科学合理的组织形式，明确参与养护工作各机构的职贵、权利和义务。建议桥梁管理与养护实施的体系分离开来，借助市场化运作，建立专业的和有资质的独立养护公司和检测机构，以便获得足够的养护资金，并使得资金发挥有效的作用。3.4.5桥梁养护的实施养护作业包括日常养护、维修和加固等。在确定了年度养护计划后，养护作业以下几点是具体实施时需要考虑的。1、养护作业项目工作形式就中国铁路发展状况看，铁路部门有专门的养护管理部门，养护工作要进一步确定铁路管理部门的工作和需要招标的工作。2、铁路调度一般检查养护维修都选择在天窗期进行，当天窗期时间不能满足施工要求时，可以适当调度高速铁路运行时间。3.4.6桥梁养护作业的安全对高速铁路桥梁的养护，养护工作必须在天窗期进行，养护工作人员面对各种养护机械的运行，面对高危的检测地点，安全必须得到重视，且应体现在各种操作规程中。3.4.7桥梁健康监测桥梁健康监测是现代桥梁科学管理和养护的重要手段和内容，也是对大型桥梁的运营安全管理实现可控化、可视化和警示化的重要保障技术。鉴于各国对大型生命线工程安全度的深度关注，国内外的许多大型桥梁已经或将配置相应的健康监测系统。特别对一些重要的独立大桥或者健康等级较低且已有一定隐患的桥梁，健康监测系统已是桥梁养护管理不可缺少的装备。通过桥梁健康监测系统，管理部门可以实时地监测结构的受力响应。当桥梁的受力状况超过预警值或者发生意外导致结构的内力和变形出现问题时，系统可及时地将相关信息提供给当地的桥梁管理部门，以便及时有效地决策和处置，对结构实施掌控。为了达到上述目标，一个现代化的桥梁健康监测系统将是一个多学科、多组成、多功能的系统，该系统通过桥梁检测/监测一信号处理一结构分析一损伤识别一可靠性评估34 广州大学硕士学位论文等多种途径，对结构行为进行全面的评估，达到安全预警的目的。因此“健康监测”一词的含义实际上就是泛指对结构的受力行为和内在损伤实施例行检查的程序。而对高速铁路桥梁，检查和维修不便是其管养的一个重大难题，有效的健康监测系统能很大程度解决这一问题，对铁路的列车的不间断运营是非常有意义的。3.5桥梁日常管理3.5.1桥梁日常作业管理1、桥面日常作业（1）应每日定时打扫铁路桥面卫生，保持桥面清洁。桥面不得有污物及丢弃的杂物。每天应安排专人进行清扫并将废弃物运至指定场所。（2）须经常检查排水管有无堵塞，及时清除排水管中堵塞的泥土杂物。应保持排水设施的状态良好，防止因雨水不能及时排除而浸蚀桥梁结构中的钢构件等，甚至导致更大危害。检查排水管有无破损，接缝处有无漏水，对已经出现的破损处及时修复或更换。2、桥梁结构日常维护桥梁养护单位负责桥面设备、钢结构各部件、混凝土各构件、附属及安全检查设施的日常检查、观测及适量的保养工作。桥面日常维护内容包括以下项目[21]：（1）钢结构涂装的检查、修补；（2）混凝土箱梁检查（含止水带、排水管支座、裂纹、封端；（3）桥面铁路线路几何尺寸的维护、保养；（4）主梁的日常检查清扫；（5）斜拉索外观、斜拉索锚端的检查；（6）主塔及内部设施的日常检查；（7）伸缩装置的检查保养；（8）各种连接零件的涂油更换；（9）支座的清扫、涂油、整平支座、排水坡的整修；（10）桥面各类电缆线路、电缆槽道的维护；（11）桥面检查及维护；（12）各类高、低压电缆线路、变压器、配电柜的检查维护；（13）桥上照明系统的定期检查维护；（14）清理和修补排水管；（15）整修危及人身安全的安全检查设备；（16）人行道板、墩梯栏杆的维护涂装；（17）钢梁检查小车的检查维护；（18）桥梁健康检测系统日常观测和维护；（19）及时消除可能危及行车安全的病害。3、桥梁监测点日常管理（1）桥墩测点保护。（2）其他水准、高程等测点的保护。（3）健康监测测点及仪器保护。35 高速铁路桥梁管养技术研究4、桥梁作业安全管理（1）非天窗点内严禁作业人员入内；（2）利用上部检查车进行检查养护作业时必须安装好防电板或在停电的天窗点内进行；（3）铁路作业人员上桥作业时必须按规定佩戴劳保用品，确保人身安全。5、桥梁日常巡查管理（1）桥梁养护单位应按巡查要求进行检查人员的培训，使其掌握巡视和检查技术，并配备必要的设备。（2）桥梁养护单位除认真进行桥梁外业巡查外，还应按周、月统计、汇总桥梁病害，并报送日常巡查周报表及月报表和电子资料。若巡查发现桥梁重大险情或明显影响列车行车安全的桥梁隐患，应在24小时内迅速上报[22]。3.5.2桥梁技术档案管理桥梁管养单位应建立健全桥梁档案管理制度，大力应用桥梁管理系统，及时更新桥梁技术数据，保证桥梁技术档案真实完整，实现电子化管理，设专人对大桥的技术资料按国家科技档案管理办法及铁路局相关规定进行管理。桥梁技术档案资料包括桥梁基础资料、管理资料、检查资料、养护维修资料及特殊情况资料等。1、桥梁基础资料（1）全套桥梁设计施工文件（含各设计变更）、竣工文件和技术总结；（2）施工过程中的有关试验检测、科研资料及验收文件和通车试验报告；（3）工程事故处理资料；（4）施工全过程的结构位移或变形测试资料；（5）历次沉降观测记录或监测点（部件）资料；（6）交（竣）工验收资料（管养单位应参加交（竣）工验收）；（7）通车前后的监控资料（尤其是通车后的前三年资料）、日常管理及检查维修记录等。2、桥梁管理资料管养单位（桥梁养护受托单位）人员基本资料。桥梁养护管理进度计划及执行情况。3、桥梁检查资料（1）经常检查、定期检查结果、养护对策建议，特殊检查建议报告和检查结果，定期观测点监测结果，健康观测系统监测资料，养护建议计划，以及检查的时间、人员等基本资料。（2）特殊检查还包括检测方案、检测报告、检测资料等。（3）资料应包括文字资料、照片、录像或多媒体资料等。36 广州大学硕士学位论文4、桥梁养护维修资料[23]（1）经常保养工程的实施技术资料和养护质量评定结果，以及工程实施的时间、组织实施人员等。（2）桥梁的综合维修、大修工程的设计图纸、竣工图纸、施工资料、监理资料、监控资料、质量事故处理报告、交（竣）工验收等技术资料，以及设计、施工、监理、监控等各方的资质证书、业绩证明及主要检测人员的资格证书（复印件）等。5、桥梁特殊情况资料包括地质灾害、气象灾害、超限运输等特殊事件的具体情况、损害程度、处治方案等[24]。（1）应设专人对技术档案资料进行管理。管理工作除应按国家及行业要求还应按桥梁管理单位关于科技档案管理的有关条文办理。（2）所检查的文档应及时归档，资料（如病害处理等）应及时更新。上述资料及桥梁基本状况卡片、历次检查检测资料等均应作为永久性档案保存。（3）基本资料缺失时，应根据历年检查、养护资料，逐步建立和完善其技术档案。必要时安排有针对性的检测、试验或特殊检查，补充或完善桥梁技术资料。3.6桥梁检查与检测3.6.1一般规定检查是系统掌握设备状态的重要手段，为做好桥梁养护和维修工作提供主要依据，并能及时发现和分析病害，据以采取有效的防治措施，正确规定列车运行条件。桥梁检查分为经常检查、定期检查、特殊检查和专项检查。桥梁设备检查重点、内容、方法可按照大维修规则的规定办理。为保证各项检查结果的准确可靠，必须认真执行各项检查制度，仔细做好记录，建立有关台帐。3.6.2经常检查经常检查主要是对桥面设施、上部结构、下部结构及附属结构的技术状况进行的检查，主要针对外表可见的病害和缺陷，检查设备状态变化较快和直接影响行车的部位，并对已发生的病害定时观测，是桥梁维修养护部门日常的工作内容之一[25]。（1）经常检查采用目测的方法，或配以简单工具进行测量。（2）经常检查一般由基层管理单位对设备按照规定的周期和频次检查一遍，汛期还应加强不定期检查。桥梁有严重病害时，由上级管理部门组织有关人员进行联合检查。（3）经常检查应当场填写“桥梁检查记录表”。登记所检查项目的缺损类型、估计37 高速铁路桥梁管养技术研究缺损范围及养护工作量，提出相应的维修保养措施，并编制有关计划，由该桥的养护部门实施。（4）对缺损情况的记录和描述可结合摄影或录相进行，并作为记录资料保存。3.6.3定期检查定期检查主要是对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行定期跟踪的全面检查，评定桥梁技术状况等级。它是桥梁养护管理系统中采集结构技术状况动态数据的工作，为评定桥梁使用功能、制订养护维修计划提供基本数据。定期检查要求有实践经验丰富的桥梁养护工程师参加。定期检查是以目视观察为主，并使用专门仪器和设备对桥梁的关键部位和主要构（部）件每隔一定时期进行一次的详细检查。定期检查的内容虽然包括了一些经常检查的内容，但定期检查比经常检查的内容全面、深入、详细。定期检查时，必须接近或进入各部件仔细检查其功能及材料的缺损情况。铁路管理部门对上部结构设备的检查必须在停电的天窗点内进行。定期检查周期一般一年一次。3.6.4特殊检查1、特殊检查的定义与检查时机特殊检查是指在特定情况下对桥梁技术状况进行鉴定，以查清桥梁的病害原因、破损程度、承载能力或抗灾能力等[26]。（1）对桥梁结构有损害的意外情况发生时或发生后的观测和检查，以及对建桥或运营阶段有较大缺陷的修复部位的检查均叫做特殊检查。（2）特殊检查应根据桥梁的类型、破损状况和性质，采用适当的仪器设备，以及现场勘探、试验等特殊手段和科学分析方法，查明桥梁的破损情况和承载力，确定桥梁的技术状况，找出破损和病害原因，以便采取相应的加固、改善和修复措施。（3）桥梁在下列几种情况下应做特殊检查：①桥梁遭受自然灾害，如地震、风灾等；②定期检查中难以判明损坏原因及程度的桥梁；③要求提高载重等级的桥梁；④病害严重的桥梁。2、检查方法与要求（1）特殊检查应根据桥梁的破损状况和性质，采用仪器设备进行现场测试、荷载试验及其他辅助试验，针对桥梁现状进行检算分析，形成鉴定结论。38 广州大学硕士学位论文（2）特殊检查的技术要求较高，承担者必须拥有相应的仪器设备，试验分析手段，具有较深厚的专业知识和判断结构工作状态的丰富经验。（3）实施专门检查前，负责检查的工程师应充分收集资料，包括设计资料（设计文件、计算所用的程序、方法及计算结果）、竣工图、材料试验报告、施工记录、历次桥梁定期检查和特殊检查报告，以及历次维修资料等。原始资料如有不全或疑问时，可现场测绘构造尺寸，测试构件材料组成及性能等。3、特殊检查的内容（1）火灾过后的检查若因行使在桥上的列车发生意外等一系列原因引起火灾，火灾过后，一定要做仔细检查。查清火灾原因，确定受火灾影响的范围和部位。检查主要内容包括：①火灾影响范围的桥梁各构件是否受损。②对桥梁线形进行测量，判断桥梁是否仍然达到设计要求。（2）风灾后的检查飓风期间，保持与气象部门的紧密联系，在桥上安装风速风向观测仪，自动记录风速时间变化的历程曲线，收集飓风最大风速、风向和风力攻角资料。飓风过后，仔细检查桥梁伸缩装置是否开裂，是否产生不可恢复的变形，主要结构是否受损。同时检查主桥各支座是否处于正常位置及完好状态，桥上各种设备、设施是否完好有效。（3）地震后的检查[27]①地震过后要认真检查桥梁各部位的完整性。检查结合部位是否完好，主梁梁是否有损伤、各类支座是否偏离原位或遭到损坏，设备、设施是否完好。②检查防震设施是否完好。4、鉴定与报告（1）桥梁特殊检查应根据需要对以下三个方面问题做出鉴定：①桥梁结构材料缺损状况。包括对材料物理、化学性能退化程度及原因的测试鉴定；结构或构件开裂状态的检测及评定。桥梁结构材料缺损状况鉴定，可根据鉴定要求和缺损的类型、位置，选择表面测量、无破损检测和局部取试样等有效可靠的方法。试样应在有代表性构件的次要部位获取。②桥梁结构承载能力。包括对结构强度、稳定性和刚度的检算、试验和鉴定。桥梁结构检算及承载力试验应按国家及行业有关标准和技术规范进行。结构承载能力鉴定可采用结构分析和静力荷载、动力荷载试验对比的方法。静力荷载试验是桥梁承载能力鉴定最基本的方法。它通过布置在控制截面或部位的传感器，应39 高速铁路桥梁管养技术研究用仪器测取结构承受静力荷载的变形、应力、内力、裂缝、温度等资料，对结构的强度、刚度及稳定性进行分析，在与计算值或规范值进行比较分析后，可以给出承载能力的评价。桥梁的动力荷载试验用于测定其动力性能，主要是在动载作用下的受迫振动特性及桥梁结构的自振特性。③桥梁防灾能力。包括桥梁抵抗风、地震及其他地质灾害等能力的检测鉴定。桥梁抗灾能力鉴定一般采用现场测试与检算的方法，特别重要的桥梁可进行模拟试验。原设计条件已经变化的，所有鉴定都应针对当时桥梁的实际状况，不能套用原设计的资料数据。（2）特殊检查的报告可根据试验任务书或委托合同的具体要求来编写。但应包括以下内容：①概述检查的一般情况。包括桥梁的基本情况、检查人员的组织、检查时间、背景和工作过程等。②描述目前的桥梁技术状况。包括现场调查、试验与检测的项目及方法、检测数据与分析结果和桥梁技术状况评价等。③详细阐述检查部位的损坏程度、影响程度及原因，评估桥梁继续使用的安全性。④提出结构部件和总体的维修、加固或改建建议方案，并提出维修管理措施。检查报告必须由检查负责人签字，检查单位盖章方为有效。3.6.5专项检查主要是针对影响行车安全性、对结构有重大影响的内容做单项检查。根据检查内容首先进行现场勘查，必要时采用专门的仪器设备或试验等特殊手段和科学分析方法，查明桥梁影响范围及程度、病害原因、破损程度和承载能力，以便采取相应的加固、改造措施。专项检查主要包括：1、限界检查为了掌握桥梁净空情况,应重点进行桥梁限界检查,限界检查每三到五年检查一遍。在检查前应先检查线路中心线是否与设计相符合，必要时进行拨正。根据检查结果给出桥梁综合最小限界图，并填写《桥隧综合最小建筑限界尺寸表》及《区段桥隧综合最小建造限界尺寸表》。当发现结构有变形或修理加固后，应立即检查该桥梁的限界。如影响原有最小尺寸时，应修正限界图并报上级部门。2、挠度和拱度测量主桥至少每年夏季及冬季分别测量挠度和拱度两次（固定测点位置）。测量挠度时，可先测动荷载所产生的挠度，必要时再复测静荷载所产生的挠度。通过对桥梁的线形测40 广州大学硕士学位论文量，一方面了解结构线形变化与时间、温度的关系和其数值的大小，另一方面通过测量观测及时消除桥上线路的不平顺状态，确保行车安全。3、桥梁动力特性测试由桥梁结构的动力特性变化可评判结构损伤程度及行车安全性，因此应定期对桥梁结构动力特性进行测试确保结构和行车安全。4、墩塔变形测量[28]（1）为求得边墩、辅助墩和主塔位移和下沉的绝对值，墩塔标高应与桥梁附近国家水准点相联系，基准线在观测区以外应有控制系统。观测工作一般每年一次，经多年观测基本稳定时，可每隔几年观测一次。观测资料应妥善保存并积累制出图表，以分析了解其变化趋势。（2）固定测点一般应设在墩塔顶面的两端，使全桥能通视。为保证观测精度，应设置强制归心装置，其“标心”既是仪器固定点，又是垂直位移和平面位移的观测点。（3）为正确掌握墩塔所发生的微小变形，观测应尽可能使用精密仪器及相应的配套设施。墩塔间距离的变化可使用激光或者是雷达测距仪等。（4）检查墩塔及基础是否存在严重病害，可通过测量墩塔顶水平横向振动，与同类型墩相比较，观测其波形、振幅和频率来判定。3.6.6桥梁检定与试验检定试验是为了进一步掌握桥梁技术状态，了解结构特性，查明病害情况，由铁路局组织桥梁检定队，对大跨度、新型结构、出现严重病害和受外界损伤危及行车安全的桥梁进行的试验检定，以确定桥梁的承载、抗震能力，规定列车运行条件，分析病害原因及危害程度，提出加固的措施意见[29]。1、检定周期与注意事项桥梁应每隔3-5年检定一次，桥梁出现严重病害、自然灾害损伤，可能危及行车安全的，应及时检定。2、桥梁检定的主要任务桥梁检定工作按原铁道部颁布的《铁路桥梁检定规范》的有关规定进行，其主要任务如下：（1）确定桥梁的承载能力，规定其运用条件；（2）调查、分析桥梁病害，提出养护措施和整治意见；（3）对提报加固、换梁、改建的桥梁进行技术状态检定，提出意见；（4）对提速条件下的长期运营性能进行试验评估、对加固后桥梁进行竣工检定[30]；41 高速铁路桥梁管养技术研究（5）积累桥梁的技术资料，为加强科学管理和提高桥梁检定技术水平创造条件。3、报告桥梁经检定后，应提出检定报告，主要内容包括：（1）桥梁的历史与特征；（2）桥梁及养护中存在的问题，提出整治意见；（3）桥梁各部分的承载能力；（4）桥梁的抗震能力；（5）结构的实际工作状态；（6）桥梁的运用条件。桥梁竣工移交时，检定试验报告应作为交接验收资料的一部分；检定报告应分送档案室及有关单位，报铁路部门存查。3.7桥梁检查的实施3.7.1桥梁检查项目的编码1、编码目的根据技术手册详细汇总桥梁检查项目，测算桥梁年度检查经费，为桥梁年度检查检测提供参考依据，提高桥梁的管理标准化水平，便于桥梁养护管理资料的数字化管理。2、编码要求根据桥梁技术手册和历年实际检测工作及其方案，尽可能不漏项，以养护单元（每座桥梁）为单位建立桥梁检查项目表格，一个养护单元一张表。3、检查项目编码桥梁管养单位应完善各养护单元“桥梁基本状况卡片”，将有关信息输入数据库，建立永久性档案。桥梁检查项目编号：①线路编号+②桥梁编号＋③检查部位编号＋④构件编号＋⑤检查项目编号+⑥总序号，共16位数字。（1）线路编号（XX）由两位数字组成，如01、02、03…。（2）桥梁编号（XXX）由三位数字组成，第一位数字表示桥型，如拱桥为1、斜拉桥为2、简支梁桥为3、连续梁桥为4等，第二位、第三位数字为相同线路上同类型桥梁编号，如01、02、03…。（3）检查部位编号（XX）42 广州大学硕士学位论文由两位数字组成，如01、02、03…。（4）构件编号（XXX）由三位数字组成，在001～999之间任意选择没有重复的编排，按顺序编排。（5）检查项目编号（XXX）由三位数字组成，在001～999之间任意选择没有重复的编排，按顺序编排。（6）总序号（XXX）由三位数字组成，在001～999之间任意选择没有重复的编排，按顺序编排。4、检查类别编码由两位数字组成，如表3-1所示。3-1检查类别编码序号检查类别编号备注1经常检查12定期检查23特殊检查34专项检查43.7.2桥梁主要检查项目的检查方法一、桥面系和附属设施检查1、线路检查铁路道砟桥面直接关系到铁路行车的安全性及舒适性，分为动态检查和静态检查，其中，静态检查使用道尺、弦线、小钢尺对线路的几何尺寸进行测量，同时检查钢轨防磨垫板、扣件垫板、螺栓是否符合规定要求，轨枕失效、联结松动情况，螺栓有无缺少、折断、松动、锈蚀，检查时应注意轨距、水平变化情况。动态检查可通过轨检车进行检查。2、伸缩缝检查伸缩缝需定期对单个部件进行检查，建议每年夏季、冬季进行两次检查，检查高温及低温伸缩缝的工作情况，以发现可能出现较大损坏的隐患。特殊检查和定期检查应由专业技术人员负责实施。如需更换非金属原件（包括密封条），只需封闭部分交通，用简单的工具即可进行，所有的非金属材料是通过其形状或定位装置进行定位。金属件的更换可通过支承耳环的开口部分得以实现。3、护栏检查（1）对栏杆钢立柱与支承钢板及其他连接部位焊缝、螺栓进行重点检查，焊缝是43 高速铁路桥梁管养技术研究否出现裂纹、螺栓是否缺失、损坏。（2）栏杆各钢构件是否发生掉漆、锈蚀，各连接接头有无松动。（3）栏杆各伸缩段的伸缩是否自由及满足梁体伸缩需求。4、排水设施检查（1）检查桥面排水系统构件是否保持完好，汇水管连接情况，是否破损及缺失。（2）桥面的泄水管、排水及汇水槽是否存在堵塞现象，如有堵塞应及时疏通并经常保持排水的畅通。（3）桥面是否存在积水现象，检查梁体的底面是否存在渗水现象，并判断桥面防水层及接缝是否失效。5、照明、交通安全设施检查（1）照明系统的设施是否完好并处于正常工作状况。（2）电压是否稳定。（3）灯光亮度及照明效果是否正常。（4）航空障碍灯能否正常工作。（5）配电房内的变压器、配电盘、开关及智能控制系统等能否正常工作等。（6）灯具损坏应及时更换。（7）检查交通标志是否完好、醒目、牢固，标志板是否整洁、无裂纹和残缺，交通标线、标牌字体清晰，不得脱落。6、钢梁检查车的检查（1）检查车在使用过程中应经常对其自身及运行状况进行观察，主要内容包括：①行走时轮轨之间的对中情况，各轮组与轨道的接触状况。②上、下游两侧的轮组在走行及制动时的同步状况。③车轮和轨道的磨损情况。④长期闲置后须检查其主要受力构件及制动、传动部件的锈蚀情况，经试运行确认无异常时方能投入正常使用。⑤检查车停止使用时必须用铁链将车轮与轨道之间锁定，避免意外溜滑。（2）检查走道在使用过程中应经常对其自身状况进行观察，防止连接螺栓松动、焊缝开裂等情况出现，以保证能正常工作。（3）此之外应定期对轨道的连接螺栓进行检查，防止连接螺栓松：①检查吊架的锈蚀情况和焊缝情况，检查车结构件的防腐要求与钢梁要求相同。②梁、吊架及轨道间的连接螺栓有无松动，螺母是否有脱落现象。（4）减速机：如机壳机油不足或者有油水混合，需放出混合物，按要求放出混合44 广州大学硕士学位论文物，按要求补足机油。如底部油堵漏油，需紧固油堵。如内部进入泥沙杂物，需清除干净。7、钢箱梁通风除湿系统检查钢箱梁除湿系统由除湿机、混合箱、排风系统、湿度采集系统和控制系统五部分构成。检查方法如下：（1）定期巡查：定期进入设备安装现场，对除湿设备外观、环境、运行状态的巡视或简单的功能测试。（2）定期维护：按照设备运行要求，定期进入设备安装现场，为防止出现突发故障，延长设备寿命，对除湿设备进行采取必要的维护措施。如除尘、更换皮带、更换过滤网、加注润滑油、拆解维护等大、中、小修维护项目，使系统设备处于更好的工作状态，降低系统故障率的技术措施[31]。（3）定期检测：定期进入设备安装现场，测试各项性能指标，对除湿系统进行功能定级，为预防性维护、申请更换设备零部件或整改提供维护维修依据。二、钢结构检查钢结构包括钢箱梁、钢构件、其他附属结构，钢结构检查主要进行经常检查和定期检查结合的形式。1、钢构件外观检查主要是对杆件的平直度、有无碰损、变形等进行检查，同时应注意区别施工时受碰撞的硬弯和因受力变形的弯曲，作好详细记录绘制示意图，并在做好标记。具体为：（1）外观保持清洁，没有锈痕，油漆未脱落；（2）泄水孔应畅通；（3）没有强烈碰撞、变形及锤击痕迹。2、钢结构裂纹检查裂纹检查主要为目测法和敲击法，为定期检查。发现裂纹应立即做好标志，通报原设计单位，并记录其详细部位及长度绘制示意图，分析原因并采取加固措施（可两端钻小孔，具体措施可根据原设计单位意见确定）。目测法：注意漆膜表面的变化，如发现漆膜开裂脱落，油漆表面鼓起且颜色较深处应作为可疑之处，可用刮铲铲去漆皮，观察焊缝及临近漆膜状态，根据情况判断，如刮下的油皮分成两半或留下锈痕则说明此处存在裂缝，可疑处将漆膜除净用10倍放大镜检查。敲击法：用包有橡皮的木槌轻轻敲击钢梁的节段杆件，如发音不清脆、不宏亮及传音不均或突然中断，可肯定此处有缺损[32]。45 高速铁路桥梁管养技术研究3、焊缝检查焊接在钢结构中起着重要的作用，应定期对拼接焊缝进行检查，观察有无裂纹产生。焊缝经常检查只需要常规的放大镜、小锤、数码相机等工具；探伤检查则需要专业设备，可以委托相关有资质单位进行。（1）焊缝裂纹检查与钢梁裂纹检查方法类似，对钢梁焊缝进行目测、敲击方法检查，检查为定期检查。焊缝检查的方法：①目视法：观察焊缝及邻近漆膜状态，发现可疑处，将漆膜除净，用4～10倍放大镜观察。②硝酸酒精浸蚀法：将可疑处漆膜除净、打光、洗净（用丙酮或苯），滴上浓度5～10%的硝酸酒精（该浓度视钢材表面光洁度而定，光洁度高时，浓度宜低）浸蚀，如有裂纹即有褐色显示[33]。③着色探伤法：将可疑处漆膜除净、打光、洗净，吹干后喷涂渗透液。隔5～10min，最长30min（时间根据光洁度和气温而定）后，用洗净液除去多余的渗透液、擦干，再喷涂显示液，在缺陷处即可显示红色形象[34]。若发现裂纹，须进一步由专业检测人员，使用专用仪器测定裂纹深度与性质，会同专家及设计人员共同分析，研究解决。（2）焊缝探伤焊缝探伤常用磁粉探伤及超声波探伤。焊缝磁粉检测和超声检测按照《焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分级》（JB/T6061-1992）和《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》（GB/T11345-89）的规定进行评定，检查为专业检查。①磁粉探伤：首先将被检焊缝局部充磁，焊缝中便有磁力线通过。对于断面尺寸相同、内部材料均匀的焊缝、磁力线的分布均匀的。当焊缝表面或内部有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，磁力线将绕过磁阻较大的缺陷，产生弯曲。此时在焊缝表面撒上磁粉，磁力线将穿过表面缺陷上的磁粉，形成“漏磁”，磁粉就被吸附在缺陷上，根据被吸附磁粉的形状、多少、厚薄程度，便可判断缺陷的大小和位置。②超声探伤：利用焊缝中的缺陷与正常组织具有不同的声阻抗（材料体积质量与声速的乘积）和声波在不同声阻抗的异质界面上反射，通过超声波时会产生反射现象来发现缺陷的。探伤时由探头中的压电换能器发射脉冲超声波。通过声耦合介质（水、油、甘油或浆糊等）传播到焊件中，遇到缺陷后产生反射波，然后再用另一个类似的探头或同一个探头接收反射的声波，经换能器转换成电信号，放大后显示在荧光屏上或打印在纸带上。根据探头位置和声波的传播时间（荧光屏上回波位置）可求得缺陷位置；反射46 广州大学硕士学位论文波的幅度可以近似地评估缺陷的大小。质量标准：超声波探测焊缝的方向愈多，波束垂直于缺陷平面的机率愈大，缺陷的检出率也愈高，其评定结果也愈准确。③超声相控阵技术：超声相控阵换能器的设计基于惠更斯原理。换能器由多个相互独立的压电晶片组成阵列，每个晶片称为一个单元，按一定的规则和时序用电子系统控制激发各个单元，使阵列中各单元发射的超声波叠加形成一个新的波阵面。同样，在反射波的接收过程中，按一定规则和时序控制接收单元的接收并进行信号合成，再将合成结果以适当形式显示。超声相控阵技术一般步骤为：首先选择超声波相控阵形式，一般选择为线性探头；选择耦合剂，一般选择均值流体，如工业浆糊；表面涂装补偿测试；测试焊缝长度测点标记；超声相控阵仪器测试并记录[35]。4、高强螺栓检查高强度螺栓病害检查，主要了解各节点高强度螺栓漏装、断裂、缺失情况，以及高强度螺栓欠拧、漏拧和松动情况等，高强螺栓外观检查为经常检查，采用目测法和敲击法；定期对螺栓残存内力检查，一般对重点部位进行抽查，每年一次，需要专业检查工具。高强度螺栓有以下两种检查方法：（1）目测法：对高强度螺栓进行外观检查，观察螺栓附近的漆膜状态，如发现个别螺栓头或螺母周围漆膜开裂脱落，或流锈水，可认为螺母与节点发生了相对移动，造成表面涂装漆膜破裂，说明该螺栓属可能存在着欠拧、漏拧或松动现象；（2）敲击法：采用小锤敲击螺母，通过声音判断螺栓使用情况。螺栓拉力采用螺栓拉紧器进行测试。螺栓拉紧器由一个带高精度压力表的手动液压千斤顶和一个连接在螺杆上的拉伸头组成。在测试前，液压千斤顶经过标定，得出油压与拉力的相关曲线。拉伸时根据油压即可测出螺栓的拉力。定期检查高强度螺栓，防止个别高强度螺栓出现滑移、松动，甚至延时断裂脱落现象。对发现有松动螺栓的螺栓群，应该扩大该螺栓群的检查数量，以确定此螺栓群螺栓的使用情况，保证其正常工作。5、防腐涂装检查钢结构防腐涂装主要采用《铁路钢桥保护涂装》（TB/1527-2004）中的涂装体系。（1）常规检查方法涂膜粉化、露底、裂纹、剥落、吐锈等都是涂装失效的现象。涂膜失效的判定有以下几种检查鉴定方法。①肉眼观察：通过肉眼观察，可以发现明显的面漆粉化、露底或龟裂、起泡、剥落、锈蚀等。对于细小的裂纹及针尖状的吐锈等，可借助放大镜检查。另外，如漆膜表面有不正常的鼓起（角落部位用光照射有凹凸不平时），下面可能有锈蚀。47 高速铁路桥梁管养技术研究②用手触摸：用手指揩擦漆膜表面，如有粉末沾手，表示漆膜粉化。对角落隐蔽部位如手摸感到粗糙，凹凸不平，可能有锈蚀存在。③刮膜检验：对有怀疑的部位，可铲除表面漆膜检查钢料是否锈蚀。如有漆膜脱皮，可用刮刀检查其失效范围。用刮刀铲起漆膜，若漆膜成刨花卷起，底漆色泽鲜艳，则说明漆膜良好；若漆膜用刮刀一触即碎或呈粉末状，底漆色泽暗淡，或一并带起，说明漆膜已经或接近失效[36]。④滴水检验：在漆膜表面喷水，如水珠很快流淌，无渗透现象，则漆膜完好；如水很快往里渗透或扩散，则表示漆膜粉化，渗水深度即为漆膜失效的厚度。（2）涂膜表面劣化检查油漆涂层的完好程度、锈蚀情况依据《涂层老化的评级方法》（GB/T1766-2008）进行，按照该方法钢结构油漆涂层的老化评级有十一项规定，包括失光、变色、粉化、开裂、起泡、生锈、剥落、长霉、斑点、泛金和玷污等。（3）涂膜厚度检查钢梁构件表面油漆干膜厚度的检测采用覆厚仪，采用15点法的平均值测量误差。测量方法和要求参照GB11374-89进行。该仪器可无损伤地测量磁性金属基体上非磁性覆盖物的厚度（如油漆层）。其基本原理为，当测头与覆层接触时，测头和磁性金属基体构成一闭合磁路，由于非磁性覆盖层的存在，使磁路磁阻变化，通过测量其变化可计算覆盖层的厚度。该仪器测量范围为0～1250μm，低限分辨率为1μm。（4）涂膜附着力涂膜的附着力是指漆膜与被涂物表面之间通过物理的和化学的反应作用在一起的牢固程度。附着力是一个多种因素影响后的综合特性，常用的方法有十字划格法、交叉切痕法、划圈法、剥落试验法。①十字划格法：用刀片在试板上按要求划切成十字方格，观看其漆膜的脱落情况来评定其附着力的好坏。按国家标准《色漆和清漆漆膜的划格试验》（GB9286－88）方法进行具体操作[37]。②交叉切痕法：与十字划格法原理基本相同，只是划痕图形不同而已，但有的国家也列入了标准。③划圈法：按国家标准规定的采用附着力测定仪具体测定其涂膜的附着力。目前划圈法附着力测定仪采用硬度很高的可长期使用的耐磨针头。有自动报信针尖划破刺透涂膜的装置，提高了检测准确性。④剥落试验检测法：主要测定把涂膜从被涂物表面剥落下来所需的功或拉开一定面积的涂膜所需的力。48 广州大学硕士学位论文（5）涂膜硬度漆膜的硬度是漆膜力学性能中最重要的性能之一。其实质是漆膜抗击外力而不致使本身遭到破坏的能力。在测定漆膜的硬度时，最常用的方法有四类，即摆杆阻尼硬度法、铅笔硬度法、划痕硬度法和压痕硬度法[38]。摆杆硬度测定法的工作原理是接触涂膜表面的摆杆以一定周期摆动时，如表面软则摆杆摆幅的衰减快，表面硬则摆幅的衰减慢。国家标准GB/T1730-93规定，在色漆、清漆及有关产品的单层或多层涂层上进行摆杆阻尼实验，测定其阻尼时间的标准方法来表示漆膜的硬度。A法采用国际标准ISO1522-1973利用科尼格（Kenig）和珀萨兹（Persoz）两种摆杆或阻尼试验仪；B法采用双摆杆或阻尼试验仪。采用已知硬度标号的铅笔刮划涂膜，以铅笔的硬度标号表示涂膜硬度的测定方法，可采用试验机法，也可采用手动法。其中手动法因测试材料便宜易得，测试方法简便直观而更以推广和自测。测试材料是一组中华牌高级绘图铅笔，从9H到6B具有不同的硬度，9H最硬，6B最软。将铅笔削去木杆部分，使铅芯露出约3mm，用砂纸磨至端面平整、边缘锐利，待用。铅笔与底板成45°角，以此铅笔刮划涂膜表面，以笔芯不折断为度，再涂抹面上推压，速度约为1cm/s，每刮划一道，要对笔芯进行重新研磨，对同一硬度标号的铅笔重复刮划五道。如果有两道或两道以上的涂膜未被擦伤，则换用前一位铅笔硬度更高标号的铅笔进行同样的实验。划破两道或两道以上的铅笔，记下这个铅笔硬度的标号，将此标号后一位硬度标号作为该涂膜的铅笔硬度。划痕试验是在划针上加一定的负荷进行试验，按特定的要求评价涂层性能（通过或不通过），或者逐渐增加划针上的负荷，测定划透涂层所需要的最小负荷[39]。涂层的压痕试验是指抵抗压头压入涂层的能力。在一定的荷载下，涂层硬度越高，其抵抗压头压入涂层的能力就越强，涂层的压痕就越小。（6）检查记录若检查中发现钢梁涂装失效，应详细记录钢梁涂装失效的类型、涂装失效钢构件的位置、失效范围和面积，并拍摄照片及填写检测表格；以供管养部门对桥梁涂装体系现状的掌握，及时进行相应养护维修。三、混凝土结构检查混凝土结构构件包括混凝土主梁、桥塔、墩柱和基础，混凝土梁主要病害表现为混凝土梁体裂纹和钢筋锈蚀，混凝土的主要缺陷是裂纹，同时还有蜂窝、漏筋、孔洞、层析、剥落、保护层厚度不够等缺陷[40]。影响混凝土结构耐久性的主要病害是混凝土开裂，从裂缝中侵入的水汽或有腐蚀的介质，将导致钢筋锈蚀、混凝土开裂剥落，故检查的重点是混凝土的开裂情况，应重点49 高速铁路桥梁管养技术研究检查混凝土构件受力部位，如混凝土桥面板行车道部分、墩顶两支座之间墩身顶部部位是否出现裂纹、桥面板与钢梁连接局部渗水现象，检查应全面、细致。对于混凝土板及桥墩的检查，一方面可以在无车时检查板、桥墩的裂纹、空洞、露筋、渗水等病害；另一方面在列车通过时观测梁板、桥墩位移的变化，裂缝是否有开合现象，对有病害的部位除作好观测标志外，应量出裂纹长、宽及位置、其他病害情况绘制平面展示图，以便在下次检查中作比较，对病害比较严重或尚在发展的应视情况增加检查次数并进行监测。1、混凝土缺陷检查混凝土外观缺陷检查主要采用目测法,主要为经常检查和定期检查相结合，检查的项目包括：（1）蜂窝、麻面、空洞、剥落检查：检查由于原施工过程中混凝土振捣不足等原因造成混凝土本身形成蜂窝状孔洞、小凹坑、内部空穴等。（2）混凝土碳化检查：检查由于大气环境作用所引起的构件表面混凝土松散、碳化。（3）钢筋外露、锈蚀检查：检查由于混凝土剥落、掉块、开裂，保护层较小等原因造成梁体内的钢筋外露并锈蚀的情况。（4）裂缝检查：检查混凝土是否出现或将要出现开裂及开裂情况，记录开裂部位、走向、长度与宽度范围，是否存在渗水现象，判断该部位裂缝是否为结构性受力裂缝。（5）混凝土表面平整度：检查是否有明显的施工接缝。（6）观察在行车作用下，结构是否存在明显变形、振动或摆动过大。（7）在桥墩部位，其桥面铺装是否存在对应的桥面贯通横向裂缝，初步判断桥墩是否存在不均匀沉降现象。2、裂缝检查裂缝检查为定期检查，主要包括裂缝分布、裂缝数量、裂缝宽度、裂缝长度的检查。对发现的裂缝用带刻度的5倍放大镜检查其宽度，并用酚酞液或其它方法检查裂纹深度和长度，做好标记和建档，定期观察有无发展变化，同时利用无损检测法检查混凝土缺陷损伤的程度。（1）裂缝宽度检查检测人员根据肉眼判断裂缝的种类和宽度，对于因作用效应产生的裂缝，要进一步的对裂缝宽度进行测量和记录。裂缝宽度测量采用电子裂缝宽度测量仪，该裂缝宽度测量仪器采用电子视频技术，在观测裂缝时不受裂缝位置及周围光线的限制，估读精度为0.01mm，也可以采用刻度显微镜进行测量。50 广州大学硕士学位论文（2）裂缝深度如果裂缝宽度超过规范要求，需进一步对相应裂缝进行裂缝深度的测量，裂缝深度测量采用超声波检测中的同面法。裂缝深度测量原理如下：当声波从一种介质传播到另一种介质的时候，在两种介质的分界面上，一部分能量反射至原介质内，另一部分能量则透过分界面进入第二介质继续传播。而超声波探测裂缝的原理，是利用混凝土与裂缝中的空气是两种声阻差别很大的物质，根据两介质折射、反射率的计算可以知道，尽管裂缝中的空气层很薄，但声波还是几乎100%反射回混凝土中，透过的能量很小[41]。而低频超声波具有绕射的特征，当发射探头和接收探头平置于裂缝两侧的混凝土表面时，低频超声波可以从裂缝的尾端绕过而进行传播，从所测得的超声波传播时间，可以确定裂缝的存在并计算裂缝的深度。3、混凝土碳化检测混凝土中的氢氧化钙遇水后，会解离为钙离子及氢氧离子，所以混凝土的pH值一般为12～14，在此酸碱度下钢筋表面会形成一层具有保护性的钝化膜。然而空气中的酸性物质会降低混凝土的碱度，其原先的pH值会降低到7～9左右，这就是混凝土的中性化。中性化不仅使混凝土失去保护钢筋的作用，且破坏钢筋表面的钝化膜，使钢筋在低碱的环境下产生锈蚀。中性化的另一作用会加速混凝土的收缩，产生龟裂与结构破坏，对桥梁结构的影响值得注意与防护。混凝土碳化深度检查为定期检查。测定混凝土中性化深度及中性化区域（碳化深度及区域）的方法为酚酞试剂测试，混凝土碳化测试是在指定位置凿或敲除一小块混凝土（2cm×2cm×2cm），除尘干燥后，在新凿的混凝土表面喷撒酚酞指示剂，观察指示剂颜色的变化，以判断其碳化（中性化）深度。酚酞试剂在pH值8.5以上的碱性环境中会变为红色，而在pH值小于8.5的环境中则为无色，实际测定则以剖面的分界点来判定中性化深度。4、混凝土强度检测混凝土强度检查主要有回弹法、超声回弹综合法、钻取芯样法、后拔出法四种检测方法。混凝土强度检查为定期检查，每3年至少检查一次。（1）回弹法检测混凝土强度回弹法测试混凝土强度就是用回弹仪测出各测区的回弹值，利用回弹值与混凝土抗压强度之间的相关性，推算评估混凝土的强度[42]。回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并以重锤被反弹回来的距离（回弹值指反弹距离与弹簧初始长度之比）作为强度相关指标来推算混凝土强度的一种方法。回弹法测定结构混凝土的基本依据，就是回弹值与混凝土抗压强度之间的相关性。这种相关性以基准曲线或经验公式的形式予以确定。51 高速铁路桥梁管养技术研究计算测区平均回弹值时，应从该测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，然后将剩下的10个回弹值平均，求得测区平均回弹值，回弹仪非水平方向检测混凝土浇筑侧面或回弹仪水平方向检测混凝土浇筑表面时，应对混凝土回弹值进行修正。根据测区混凝土平均回弹值及平均碳化深度，用相关表格即可查得测区混凝土强度换算值。由各测区的混凝土强度换算值可计算得出结构混凝土的强度平均值。（2）超声回弹综合法检测混凝土强度超声回弹综合法检测混凝土强度，是目前我国使用较广的一种结构中混凝土强度非破损检测方法，它较之单一的超声或回弹非破损检测方法具有精度高、适用范围广等优点。超声回弹综合法就是在各个测区先进行回弹测试，再进行超声测试，然后对混凝土强度进行推定的方法。（3）钻取芯样测定混凝土的抗压强度，由于结构或构件部位的条件，所处位置的影响，钻取芯样的数量通常比较少，作为抽检混凝土强度均匀性及内部缺陷的指标，此检测方法对混凝土有一定破坏，一般不采用。（4）后拔出法后装拔出法检测混凝土强度系指在已硬化的混凝土表面钻孔磨槽嵌入锚固件，并安装拔出仪进行拔出试验测定极限拔出力，根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的相关关系检测混凝土强度，被应用拔出法前应通过专门试验建立测强曲线，此检测方法对混凝土有一定破坏[43]。5、钢筋检查钢筋检查主要包括保护层厚度、钢筋锈蚀、钢筋数量的检查，该检查为专业性检查，可以自己购置设备检查，也可以委托相关有资质单位进行检查。（1）钢筋保护层厚度及钢筋数量的检查钢筋保护层厚度检测是采用钢筋探测仪检验第一层钢筋排列位置及钢筋保护层厚度是否符合规定，同时测出钢筋分布，有时还能较准确的测出钢筋的直径。（2）钢筋锈蚀检查钢筋锈蚀严重影响着桥梁的承载能力，加速桥梁的损坏。对于钢筋锈蚀采用的方法是半电池电位法。钢筋锈蚀仪测试原理主要是根据混凝土中钢筋锈蚀的电化学反应所引起的电位变化来定钢筋的锈蚀状态[44]。52 广州大学硕士学位论文表3-2钢筋锈蚀电位评定参考电位水平（mV）钢筋状态0～-200无锈蚀活动性或锈蚀活动不确定性-200～-300有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定，可能锈蚀-300～-400有锈蚀活动性，发生锈蚀概率大于90%<-500检测过程中同时通过凿出测区内钢筋，查看锈蚀情况进行对比检查，以验证测试数据的准确性，并且在检测完毕后对混凝土凿出部分进行修补处理。6、预应力筋检查预应力筋破坏通常是由于氢至断裂，断裂主要原因包括：材料的特性及所处状态、长期高拉应力、有腐蚀介质。预应力检查时注意锚头周围混凝土开裂情况，检查方法同钢筋。四、支座检查支座采用经常检查与定期检查结合形式，经常检查主要检查外观缺陷，定期检查主要检查伸缩情况。为了确保支座能够保持预期的受力和变形性能，因此应严格地进行定期检查，维护防腐保护层，监视支座滑移面材料的磨耗情况，根据检查结果决定是否更换支座材料。通常在支座的每次检查之前，应将支座仔细清理干净，并对每次检查的结果做认真的记录。在支座检查过程中，首先应检查支座是否有损伤发生（包括支座防腐油漆）。如果没有发现可见的损伤，支座的位置也处于正常范围内，此时应测量支座的实际位置。如果发现有可见的损伤或位置的偏差、变形或裂缝等现象，就应做记录，并对支座的位移、变形和转动情况进行详细的测量。1、支座外观检查检查支座构件的完整情况，有无断裂、错位和脱空现象。平面滑板是否清洁、有无锈蚀、伸缩部位是否有堵塞现象；固定螺栓是否松动，有无弯曲及剪断现象，并对支座限位功能进行检查；支座与梁身、支撑垫石是否密贴；四氟滑板有无窜动、是否变形；检查钢板损害变形等情况。2、伸缩检查检查梁体在支座部位是否能按结构设计要求自由伸缩，位移量是否符合设计。检查方法就是在伸缩部位作环形油漆标注，观测一天内最高温度与最低温度的变化量，同时观察在车辆行使时其伸缩状态，特别在制动时刻观测大桥纵向位移变化的极限值。在每53 高速铁路桥梁管养技术研究个季节的不同气温下查看支座纵向位移状况，每个季度至少检查一次。3、支承垫石检查注意支承垫石与桥墩连接部位是否出现裂缝，混凝土表面是否出现裂缝，支承垫石混凝土剥落、塌陷、破碎、松散等病害；支座钢板与垫石连接是否牢靠紧密。五、桥梁检定试验运营中的特殊结构、技术复杂的桥梁，应根据《铁路技术管理规程》和《铁路桥隧建筑物修理规则》的规定确定桥梁检定试验的周期，桥梁出现严重病害，可能危及行车安全的，应及时进行检定。铁路桥梁检定严格按照铁路桥梁检定规范执行。1、桥梁静载试验桥梁静载试验主要是通过测量桥梁结构在静力荷载作用下各控制断面的应力及结构变形，从而确定桥梁实际工作状态与设计期望值是否相符，它是检验桥梁性能及工作状态（如结构的强度、刚度）最直接、最有效的办法。桥梁静、动载试验为专业检查，应该委托有资质的检测单位进行检测。根据主要试验目的，拟定相应静载试验测试项目如下：（1）主梁控制截面在试验荷载下的应变（应力）：应力是衡量桥梁结构强度的一个重要指标；（2）主梁控制载面在试验荷载下的最大挠度：挠度是衡量整体桥梁结构实际刚度的重要指标之一；（3）试验荷载作用下，主梁端及墩顶沿纵桥向的水平位移；（4）试验荷载作用下，杆件的内力分布；（5）试验荷载作用下，既有裂缝状态的变化。2、桥梁脉动试验试验模态分析（EMA，ExperimentalModalAnalysis）又称为模态分析的试验过程。即首先试验测得激励和响应的时间历程，运用数字信号处理技术求得频响函数（传递函数）或脉冲响应函数，得到系统的非参数模型；其次运用参数识别方法，求得系统模态参数；最后如果有必要，进一步确定系统的物理参数。脉动法目前逐渐成为桥梁模态测试的主要方法,测试原理简述如下[45]：在桥梁上布置高灵敏度的拾振器（如加速度、速度或位移传感器），长时间记录结构在环境激励（如风、水流、地脉动、人的活动等）下引起的振动，同步采集信号然后进行谱分析，求出结构自振特性的一种方法。将环境中的各种扰动视为输入信号；大桥被视为放大器，它对输入信号中等于其固有频率的分量作出响应，并阻尼其它分量；传感器采集到的信号被视为大桥输出信号，将其变换到频域。峰值将对应于桥梁的固有频率。由于采用环境54 广州大学硕士学位论文随机激励测试，无法控制和测量输入信号。为防止输入信号中某些过大的频率分量造成伪峰，选取一个参考点，将各采集点的信号频率上各点分别除以参考点频域上对应各点，得到相对幅值和相位差。这样就消除了伪峰的干扰，可以根据尺度化后的频谱上的峰值确定固有频率。各采集点信号在固有频率上的幅值构成了该频率的振型。幅值的方向由相位差确定，小于180的振型方向与参考点相同，大于180的振型方向与参考点相反。脉动试验假设环境激励为平稳的各态历经，在中低频段环境振动的激励谱比较均匀，在环境激励的频率与桥梁的自振频率一致或接近时，桥梁容易吸收环境激励的能量，使振幅增大；而在环境激励的频率与桥梁自振频率相差较大时，由于相位差较大，有相当一部分能量相互抵消，振幅较小。对环境激励下桥梁的响应信号进行多次功率谱的平均分析，可得到桥梁的各阶自振频率及阻尼比，再利用各个测点的振幅和相位关系，可求得各阶频率相应的振型。梁体脉动试验采用传感器进行测定，各传感器试验前均进行标定；传感器信号采用四合一放大器进行数据采集，并用工程分析软件进行分析与处理。随着振动测试技术的快速发展，传统的测试仪器已进行了改进。如多功能的抗混、滤波、放大器（电压、电荷放大）等硬件设备已被研制出来，并应用于现场测试的实践中。3、桥梁强迫振动试验强迫振动是由于外界周期性的干扰力作用所引起的受迫振动。桥梁的强迫振动具有以下特点：（1）强迫振动是在外界周期性干扰力的作用下产生的，强迫振动的频率总与外界干扰力的频率相同或成倍数关系。（2）强迫振动振幅的大小在很大程度上取决于干扰力的频率ω与桥梁结构固有频率ω0的比值ω/ω0，当ω/ω0=1时，振幅达到最大值，此现象称“共振”。（3）强迫振动振幅的大小除了与ω/ω0有关外，还与干扰力、结构刚度及阻尼系数有关：干扰力越大、系统刚度和阻尼系数越小，则振幅越大[46]。（4）强迫振动的位移变化总是比干扰力在相位上滞后一个相位角，其值与结构的动力特性及干扰力频率有关。此处的桥梁强迫振动试验，是指桥跨在载重车辆作用按某种行驶方式下，连续获取车辆行驶过程中桥跨关键截面（最大响应位置）的动应变、动挠度或振幅等的时程响应。3.7.3桥梁检查工作大纲1、上部结构检查工作大纲55 高速铁路桥梁管养技术研究表3-3线路情况检查检查编号检查类别定期检查对线路的几何尺寸进行测量，同时检查钢轨防磨垫板、扣件垫板、检查内容螺栓是否符合规定要求，轨枕失效、联结松动情况，螺栓有无缺少、折断、松动、锈蚀检查方法目测、使用专用仪器和专用设备使用工具道尺、弦线、小钢尺、轨检车、数码相机检查周期1年表3-4伸缩缝装置组件完好情况检查检查编号检查类别经常检查检查伸缩缝缝隙是否均匀，是否堵塞、失效，雨天排水情况；观检查内容察其构件或螺栓有无变形、损伤、断裂、松动等情况；止水橡胶带有无老化、干裂、破损等情况检查方法现场检查以目测为主，检查伸缩缝是否严重破使用工具数码相机、直尺、记号笔检查周期1周表3-5伸缩缝装置伸缩性能检查检查编号检查类别经常检查对每条伸缩缝进行极限伸缩梁的测量记录，对照该类伸缩缝检查内容的设计限值进行检查对每条伸缩缝设定编号和测量的及准点，准确测量其在一年内相检查方法对最高和最低气温下的伸缩梁，经过一段时期的检查，记录其最大、最小值使用工具数码相机、直尺、记号笔检查周期1月56 广州大学硕士学位论文表3-6检修人行道情况检查编号检查类别经常检查检查人行道是否平整，表面装饰是否损坏，及时检查并清除人行检查内容道普通污染和杂物检测人员步行观测，以目测为主，辅以简单测量工具，记录下损检查方法坏基本情况，必要时可附照片使用工具清扫工具、钢卷尺、数码相机检查周期1周表3-7检修人行道护栏情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容栏杆污损、缺陷、锈蚀、功能、病害等检查人员身着反光背心，沿桥梁两侧步行目测巡视检，查检查方检查方法式以目测为主，辅以简单工具使用工具清扫工具、皮尺、钢卷尺、数码相机检查周期1周表3-8挡砟墙情况检查检查编号检查类别经常检查表层缺陷有裂缝、破损、蜂窝、剥落，钢筋锈胀等，内部缺陷有检查内容混凝土强度不足、钢筋保护层不足等。首先目测表面缺陷，并对病害性质、形状、发展趋势作好记录；若发现裂纹，采用裂纹观测仪测量裂缝宽度，对宽度大于0.2mm检查方法的裂缝，利用便携式超声波数显检测仪，检测其深度。混凝土保护层测量采用钢筋探测仪进行测量，对探测发现保护层较薄或异常部位进行记录裂纹观测仪、便携式超声波数显检测仪、数码相机、钢筋探测仪、使用工具记号笔、钢卷尺等检查周期1周57 高速铁路桥梁管养技术研究表3-9钢箱梁关键受力部位、外表面和内表面病害检查检查编号检查类别定期检查关键受力部位在梁跨中、塔梁连续处、墩顶支点处、钢混结合处。检查内容检查这些关键部位钢构件表层缺陷、焊缝开裂及钢梁变形、损伤等检查方法目测，并对病害性质、形状、发展趋势作好记录使用工具记号笔、钢卷尺、数码相机检查周期1年表3-10钢结构裂纹检查检查编号检查类别定期检查检查内容钢箱梁、钢构件、附属设施钢构件等裂纹检查目测法、10倍放大镜法，敲击法。该项检查为抽检，每次在不同检查方法部位抽查，当发现有梁裂纹出现时，应增大检测范围裂缝观测仪、钢卷尺、记号笔、小锤、放大镜、记号笔、数码相使用工具机检查周期1年表3-11钢结构焊缝检查检查编号检查类别特殊检查检查内容焊缝外观缺陷、焊缝内部缺陷用裂缝观测仪对焊缝逐条进行观测，对有损伤裂缝的构件和焊缝应经常观测其发展情况，用记号笔标上颜色，并对裂缝起止位置和缝检查方法宽等情况进行详细记录，同时拍摄图片资料，并委托相关单位对重要部位进行焊缝质量进行检查裂缝观测仪、数码相机、钢卷尺、记号笔、焊缝质量专业检测仪使用工具器检查周期1年58 广州大学硕士学位论文表3-12高强螺栓检查检查编号检查类别定期检查检查结构连接处高强度螺栓油漆是否脱落、螺栓是否出现锈蚀、检查内容螺母、垫圈是否出现破裂、螺栓是否由于欠拧和漏拧导致松动、是否出现延迟断裂等病害现象检查方法目测法、敲击法使用工具数码相机、钢卷尺、0.2kg小锤、记号笔检查周期1年表3-13钢结构涂装层检查检查编号检查类别定期检查钢结构涂装表层劣化检查（失光、变色、粉化、开裂、起泡、剥检查内容落、长霉、斑点、玷污），以及涂层厚度、附着力、硬度检查，该项检查为抽检，当发现有缺陷时，应增大检测范围检查人员目测或者用望远镜观测，若发现锈蚀情况应拍照并文字描述锈蚀位置和严重程度，并估计锈蚀面积；对检查过程中出现有较检查方法大面积污损应及时进行清洁；用专用仪器检查涂层厚度、附着力和硬度望远镜、数码相机、记号笔、钢卷尺、放大镜、记号笔、直尺、使用工具清洁工具、漆膜厚度仪、刀具、直尺、铅笔检查周期1年59 高速铁路桥梁管养技术研究表3-14混凝土箱梁关键受力部位、外表面和内表面病害检查检查编号检查类别定期检查关键受力部位在梁跨中、支点和变截面处，检查这些关键部位表检查内容层缺陷及内部缺陷，表层缺陷有裂缝、破损、蜂窝、剥落，钢筋锈胀等，内部缺陷有混凝土强度不足、钢筋保护层不足等首先目测表面缺陷，并对病害性质、形状、发展趋势作好记录；若混凝土结构开裂，采用专用仪器对裂缝宽度、深度进行检测，混凝检查方法土保护层测量采用钢筋探测仪进行测量，对探测发现保护层较薄或异常部位进行记录裂纹观测仪、便携式超声波数显检测仪、数码相机、钢筋探测仪、使用工具记号笔、钢卷尺等检查周期1年表3-15索导管污损情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容索导管污损、缺陷、锈蚀、病害等检查检查人员身着反光背心，沿桥梁两侧步行目测巡视检，查检查方检查方法式以目测为主，辅以简单工具使用工具清扫工具、皮尺、钢卷尺、数码相机检查周期3月表3-16斜拉索梁端保护罩积水情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容抽查梁端保护罩积水情况检查方法打开梁端保护罩，检查内部积水情况使用工具扳手、螺丝刀、锤子检查周期3月60 广州大学硕士学位论文表3-17斜拉索锚头附近砼裂纹情况检查检查编号检查类别定期检查检查下锚头附近是否有裂缝、剥落等现象，若有此类病害情况，检查内容要观测病害的发展趋势目测待检部位是否有裂缝、剥落等现象；若有裂缝，用记号笔标检查方法出裂缝前端，以便观测裂缝的发展，采用专用仪器检测裂纹宽度和深度使用工具裂缝观测仪、数码相机、记号笔、钢卷尺等检查周期1年表3-18斜拉索PE护套破损情况检查检查编号检查类别定期检查检查索体的保护层有无硬化、开裂、撕破等现象，若有撕破现象，检查内容则察看钢丝的锈蚀情况检查方法目测使用工具望远镜、数码相机检查周期3年表3-19斜拉索风振、雨振况检查检查编号检查类别特殊检查观察斜拉索在风雨天气下振动是否明显减振措施是否损坏失效，防护套是否破坏；当桥上发生6级以上大风后，应检查斜拉索有无异检查内容常。为了分析斜拉索的振动，应记录桥上风力、风速、风向和温度、湿度资料，并进行分析检查方法目测使用工具望远镜、数码录像机检查周期临时61 高速铁路桥梁管养技术研究表3-20斜拉索锚杯、锚头防腐况检查检查编号检查类别定期检查检查内容上锚头、下锚头是否锈蚀、其程度如何检查方法打开每个锚头防护装置检查使用工具扳手、螺丝刀、锤子等检查周期1年表3-21斜拉索两端减振装置检查检查编号检查类别经常检查观察减振器结构部分的状况，连接螺栓有无松动，结构构件有无检查内容机械性损伤，以及减振器的防水情况和橡胶老化变质情况检查方法目测使用工具数码相机检查周期3月表3-22斜拉索索力检查检查编号检查类别定期检查检查内容全桥或局部斜拉索索力测试检查方法现场测试，委托有资质的单位检测使用工具动态测试设备（如索力动测仪、拾振器等）检查周期2年表3-23塔顶偏移检查检查编号检查类别定期检查检查内容塔顶偏位和倾斜度，倾斜度是否在允许范围内在主塔的塔柱顶部和上横梁以上1～1.5m处的塔柱侧壁上埋设永检查方法久性塔柱变位观测点，利用离主塔较近的基准点定期测定高塔柱的变位幅度大小和变位规律使用工具全站仪检查周期1年62 广州大学硕士学位论文表3-24塔柱混凝土病害检查检查编号检查类别定期检查塔柱表层缺陷及内部缺陷，表层缺陷有裂缝、破损、蜂窝、剥落，检查内容钢筋锈胀等，内部缺陷有混凝土强度不足、钢筋保护层不足等首先目测表面缺陷，并对病害性质、形状、发展趋势作好记录；若混凝土结构开裂，采用专用仪器对裂缝宽度、深度进行检测，混凝检查方法土保护层测量采用钢筋探测仪进行测量，对探测发现保护层较薄或异常部位进行记录裂纹观测仪、便携式超声波数显检测仪、数码相机、钢筋探测仪、使用工具记号笔、钢卷尺等检查周期1年2、下部结构检查工作大纲表3-25桥墩墩身倾斜度检查检查编号检查类别定期检查检查内容桥墩是否有倾斜，倾斜度是否在允许范围内在墩身两侧与桥中心线成90度正交的直线断面上埋设观测点进检查方法行观测使用工具全站仪、棱镜杆、棱镜、铅垂线检查周期1年表3-26桥墩沉降量检查检查编号检查类别定期检查检查内容桥墩沉降量观测点对称设在桥墩的四角，预埋在墩身上，利用离桥墩较近的检查方法基准点定期观测沉降量使用工具水准仪检查周期1年63 高速铁路桥梁管养技术研究表3-27桥墩墩身混凝土病害检查检查编号检查类别定期检查塔柱表层缺陷及内部缺陷，表层缺陷有裂缝、破损、蜂窝、剥落，检查内容钢筋锈胀等，内部缺陷有混凝土强度不足、钢筋保护层不足等首先目测表面缺陷，并对病害性质、形状、发展趋势作好记录；若混凝土结构开裂，采用专用仪器对裂缝宽度、深度进行检测，混凝检查方法土保护层测量采用钢筋探测仪进行测量，对探测发现保护层较薄或异常部位进行记录裂纹观测仪、便携式超声波数显检测仪、数码相机、钢筋探测仪、使用工具记号笔、钢卷尺等检查周期1年3、支座检查工作大纲表3-28一般支座组件完好情况检查检查编号检查类别经常检查检查其支座组件是否完好、清洁，有无错位、脱空；支承垫石是检查内容否有裂缝；支座橡胶是否老化、开裂，有无过大的压缩变形，活动支座四氧滑板面是否脏污、老化，橡胶块是否滑出钢板对全桥支座进行编号，通过检修平台或检修车对支座的组件的完检查方法好情况（对照相应支座类型的构造图）进行检查，如有缺损、老化等现象做好记录和保存照片资料使用工具清扫工具、小锤、数码相机检查周期6月64 广州大学硕士学位论文表3-29一般支座活动支座位移量检查检查编号检查类别经常检查对活动支座进行极限位移量的测量记录，对照该类支座的设计限检查内容量值进行检查对活动支座设定编号和测量的基准点，准确测量其在一年内相对检查方法最高和最低气温下的位移量，经过一段时期的检查、记录最大、最小数值使用工具直尺、记号笔、数码相机检查周期6月表3-30钢阻尼支座组件完好情况检查检查编号检查类别经常检查检查连接系统中锚碇螺栓的连接状况，阻尼器与耳板连接处销轴检查内容状况对全桥钢阻尼支座进行编号，通过检修平台或检修车对支座的组检查方法件的完好情况（对照相应支座类型的构造图）进行检查，如有缺损、老化等现象做好记录和保存照片资料使用工具清扫工具、小锤、数码相机检查周期6月表3-31钢阻尼支座工作性能检查检查编号检查类别定期检查检查内容阻尼器中心距尺寸测量阻尼器中心距尺寸并记录，检查该尺寸是否在有效尺寸范围检查方法内，若超出上述范围，应及时采集信息，记录数据并拍照留底使用工具清扫工具、小锤、数码相机、钢卷尺、记号笔检查周期2年65 高速铁路桥梁管养技术研究表3-32支座垫石检查检查编号检查类别经常检查检查内容混凝土病害主要目测在连接部位是否出现裂缝，支座钢板与垫石是否固定牢检查方法靠，混凝土局部是否存在缺陷裂纹观测仪、便携式超声波数显检测仪、数码相机、钢筋探测仪、使用工具记号笔、钢卷尺等检查周期6月4、附属设施检查工作大纲表3-33排水设施检查检查编号检查类别经常检查检查附属排水设施有无堵塞，是否影响排水畅通，冬季排水管道及地面排水口是否结冰；检查附属排水设施是否完好，有无设施缺失、检查内容破损等影响到桥梁排水的情况，泄水管是否破坏、损伤、缺失，盖板是否损坏、丢失，泄水管下端是否伸出，雨水是否直接排到混凝土上目测。对于排水设施有堵塞的，应及时予以疏通，冬季应及时除冰，确保排水畅通；检查行车道或其他危险部位的排水设施时，应做检查方法好安全防护措施。检查人员步行上桥，沿排水线路仔细检查，如有缺失、损坏，按墩号做好记录。使用工具钢卷尺、数码相机、疏堵工具、安全防护用品检查周期1周66 广州大学硕士学位论文表3-34照明设施检查检查编号检查类别经常检查对桥梁照明工作情况进行检查，检查其光源是否有间断失明，变检查内容色现象检查人员晚上对照明设施进行巡查，灯具开启时须密切关注灯具运行时的电压，电流等相关电气参数。遇到不亮灯具必须及时做好记检查方法录，同时对不亮灯具进行检查，检查空开及保险是否正常闭合；照明失效，确定是进线电源故障还是灯具故障使用工具万用表、试电笔、绝望胶布、保险丝等检查周期1周表3-35电缆槽完好情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容检查电缆槽设施是否完整，及时检查并清除普通污染和杂物检测人员步行观测，以目测为主，辅以简单测量工具，记录下损检查方法坏基本情况，必要时可附照片使用工具清扫工具、钢卷尺、数码相机检查周期1周表3-36配电箱完好情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容表计、开关、电缆接头检查方法目测以及电工专用仪器使用工具万用表、数码相机检查周期1周67 高速铁路桥梁管养技术研究表3-37接触网立柱、基础情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容接触网立柱和基础完好情况，以及病害情况检查方法参见前述钢结构和混凝土结构检查方法裂缝观测仪、钢卷尺、记号笔、小锤、放大镜、记号笔、数码相使用工具机检查周期1月表3-38电缆情况检查检查编号检查类别经常检查检查电缆本体可视部分是否有损伤，龟裂现象；对其已知接头检检查内容查时应注意是否有发热、烧蚀、变色等现象；电缆终端头是否发热、烧蚀、变色，是否与开关桩头接触良好，电缆电流是否超负荷定期对可视电缆的本体表面、接头和端头进行目测检查，用钳型检查方法表来测量电缆电流是否超负荷，同时做好安全防护措施，发现异常情况及时上报处理。使用工具万用表、数码相机检查周期1周表3-39防雷设施组件完好情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容检查防雷设施的金属部件是否有大面积的锈蚀等以检查人员目测为主，对于某些人不易到达的部位，应使用检修检查方法车辆，检查对接地、避雷引线暴露段是否锈蚀及其锈蚀程度，及时组织维护使用工具数码相机检查周期3月68 广州大学硕士学位论文表3-40防雷设施电阻值检查检查编号检查类别定期检查检查内容防雷设施的电阻值进行测量检测人员携带必备的安全器具，检查全桥接地、避雷装置的接地检查方法电阻值，电阻值应≤4Ω，对电焊接头检查是否有脱焊现象，脱焊时应双面补焊并测量电阻值是否小于≤4Ω使用工具万用表检查周期1年表3-41梁体检查车工作性能检查检查编号检查类别经常检查检查内容启动、制动情况，锈蚀、磨损情况，螺栓连接情况检查方法开机运行使用工具数码相机检查周期3月表3-42梁体检查车轨道锈蚀、变形情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容轨道锈蚀磨损、焊缝开裂、螺母松动情况检查方法目视和利用专业仪器检测使用工具数码相机、记号笔、钢卷尺、裂缝观测仪检查周期3月表3-43墩身检查围栏、步行板完好情况检查检查编号检查类别经常检查围栏缺陷、锈蚀、病害等，步行板是否牢靠，及时检查并清除污检查内容物检查方法目视使用工具数码相机、记号笔检查周期3月69 高速铁路桥梁管养技术研究表3-44救援疏散通道完好情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容疏散通道是否畅通，相关设施是否完好检查方法目视使用工具数码相机、卷尺、记号笔检查周期3月表3-45消防设施完好情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容消防设施是否齐备完好检查方法目视使用工具数码相机检查周期3月表3-46标志、标线损坏情况检查检查编号检查类别经常检查检查全桥所有标志、标牌是否齐全完好，所有标线是否清晰，对检查内容各种标志、标牌、标线等的反光情况还要在夜间进行检查检查人员身着反光背心，沿员工道步行巡视检查，检查中发现标检查方法志、标牌、标线遭到污染或损坏，应记录下来，及时组织清污或申报维护使用工具数码照相机检查周期1周表3-47健康监测系统组件完好情况检查检查编号检查类别经常检查检查内容健康监测系统设备外观及运行状态检查方法目测使用工具数码相机检查周期3月70 广州大学硕士学位论文表3-48健康监测系统工作性能检查检查编号检查类别定期检查检查内容对监控系统运行情况及监控设备的工作状态进行检查检查人员核对查看各项工作参数是否正常，成相终端图像质量的检查方法清晰，程度，系统控制是否达标。使用工具无检查周期1年5、综合检查工作大纲表3-49几何测量检查检查编号检查类别专项检查检查内容桥梁线形、限界检查桥梁线形：在桥面处布置测点，利用测量仪器进行测量，该项测检查方法量可以委托有资质的单位进行检测；限界检查：用便携式铁路建筑限界测量仪测量，该项测量也可以委托有资质的单位进行检测。使用工具全站仪、水准仪、棱镜杆、棱镜、数码相机检查周期2年表3-50静载试验检定检查编号检查类别特殊检查检查内容桥梁在试验荷载作用下结构应力、变形检查方法选择有资质的相关单位进行试验使用工具加载试验车、静态试验设备检查周期3年71 高速铁路桥梁管养技术研究表3-51动载试验检定检查编号检查类别特殊检查跑车试验、刹车试验、脉动试验；动挠度测试，墩顶及跨中横向检查内容振幅测试检查方法选择有资质的相关单位进行试验加载试验车、动态试验设备、光电挠度仪及标靶、速度传感器、使用工具信号调理仪、数据采集仪检查周期3年3.8桥梁技术状况评定按经常检查、定期检查、特殊检查和专项检查等所获得的数据和结果，对桥梁技术状态进行评定，通过对桥梁部件和总体的耐久性状况、承载力状况和行车状况进行评定，以确定桥梁维修的工作项目和内容。3.8.1桥梁技术状况评定的一般规定桥梁设备通过各项检查，掌握其实际工作状态后，还需进一步进行科学的分析判断，以能采取有针对性的整修加固。目前，对运营桥梁状态的评估方法，主要有以下方式：1、状态劣化评定桥梁在运营过程中，承受荷载的作用和环境的侵害，必然会引起结构功能变化，构成对行车安全的影响，也即桥梁状态的劣化。由于荷载作用和环境侵害的程度不同，影响结构功能和行车安全的程度也不相同，因此，桥梁的劣化程度也是不同的。为了便于对桥梁劣化状态进行评定，应按相应的劣化评定标准对桥梁劣化等级进行评定。2、病害诊断及剩余寿命评估桥梁在运营检修的寿命周期内，根据状态变化和健全度衰退的程度，进行适时的修理，使其最大限度地恢复原有功能。但随着时间的推移，其健全度必将逐步丧失，以至失去应有功能而报废。因此，桥梁在运营过程中，应该科学地诊断病害，有效地整治病害，在确保行车安全和适应运输发展前提下，充分发挥桥梁功能的潜力，最大限度地延长使用寿命，以取得最佳的经济效益。近几年来有关专家开展了对钢梁疲劳剩余寿命及墩台基础状态等评估技术的研究，尤其是老龄铆接钢梁疲劳剩余寿命评估方法，具有一定的针对性和实用性。72 广州大学硕士学位论文3、状态评估专家系统随着计算机技术的普及应用，人们运用专家知识和模拟专家行为，进行计算机编程，解决较为复杂的疑难问题，就是所谓的专家系统。就是在搜集总结专家经验的基础上，研究开发的桥梁损伤评估专家系统，通过对整座桥梁各部位影响功能的损伤项目及其损伤表现的调查，运用计算机技术进行系统推理，确定桥梁损伤等级及其对策。3.8.2桥梁技术状况评定的原则（1）全面：桥梁的综合评定要全面地考虑全桥各构件的评分及权重，不能有遗漏；（2）细致：对各部件进行状况评定时，一定要细致地检查桥梁部件的缺损情况、缺损在结构使用过程中的影响因素大小以及桥梁缺损的变化趋势等三个方面；（3）最不利因素：桥梁结构可以看作一个“串联”系统，荷载作用通过桥面结构依次向下传递到桥梁的各个部件，在这个过程中桥梁某一重要部件出现严重的破坏都会直接危害桥梁结构。因此，对桥梁部件技术状况评定时遵循重要部件以缺损最严重构件的评分作为部件的评定结果。这种按最不利因素评定的方法提高了安全性指标的影响。3.8.3桥梁技术状况的评定桥梁技术状态的评定，是桥梁维护、维修工作的重要部分。按经常检查、定期检查和特殊检查所获得的数据和结果，对桥梁部件和总体的耐久性状况、承载力状况和行车状况进行相应的评定，以便采取养护维修对策。根据《铁路桥梁检定评估工作规则》（铁运[2005]59号修订）桥梁检定评估工作是直接关系到行车安全的技术性工作，对于不同铁路桥梁应根据具体情况确定其检定周期。一般将桥梁评定分为一般评定和适应性评定。桥梁一般评定是依据桥梁检查资料，通过对桥梁各部件技术状况的综合评定，确定桥梁的技术状况等级，提出各类桥梁的养护维修措施。桥梁适应性评定包括以下内容：依据桥梁定期及特殊检查资料，结合试验与结构受力分析，评定桥梁的实际承载能力、通行能力，提出桥梁养护、维修方案。一般评定在定期检查完以后进行，适应性评定应委托有相应资质及能力的单位进行。1、一般评定为了切实掌握并改善设备状态，桥梁总体技术状况每年应结合秋检情况进行一次状态评定，评定方法参考公路桥梁养护综合评分法。根据桥梁各部件劣化程度，对照桥梁技术状况评定标准进行评定。（1）桥梁各部件技术状况评定73 高速铁路桥梁管养技术研究①根据缺损程度（大小、多少或轻重）、缺损时结构使用功能的影响程度（无、小、大）和缺损发展变化状况（趋向稳定、发展缓慢、发展较快）等三个方面，以累加评分方法对各部件缺损状况作出等级评定。评定方法见表3-52。②重要部件（如墩身与基础、上部承重构件及支座）以其中缺损最严重的构件评分；其他部件，根据多数构件缺损状况评分。③推荐的各部件权重及综合评定方法见表3-53。也可采用专家评估法确定各部件的权重。表3-52桥梁部件缺损状况评定方法缺损状况及标准组合评定标准小→大少→多缺损程度及标准轻度→严重标度012无、不重要0012缺损对结构使用小、次要1123功能的影响程度大、重要2234以上两项评定组合标准01234趋向发展-10123缺损发展变化状发展缓慢01234况的修正发展较快112345最终评定结果012345完良较较差危好好好差的险桥梁技术状况及分类一二三四五类类类类类注2：“0”表示完好状态。当缺损程度标度为“0”时，不再进行叠加；“5”表示危险状态，或表示原未设置，而调查表明需要补设的部件。74 广州大学硕士学位论文表3-53桥梁各部件权重及综合评定方法部件编号部件名称权重Wi桥梁技术状况评定方法1桥面系42箱梁结构201、综合评定采用下列计算式：3斜拉索15nDr＝100-i=1RiWi/54塔柱14式中：Ri—各部件确定的评定标度（0～5）；5桥墩和基础28Wi—各部件权重，Wi=1006支座体系8Dr—全桥结构技术状况评分（0～100）；评分高7排水设施2表示结构状况好，缺损少。8照明设施供配电设施22、评定分类采用下列界限9防雷设施1Dr≥88一类；88＞Dr≥60二类；60＞Dr≥40三类；40＞Dr四类、五类10检查救援设施2Dr≥60的桥梁，并不排除其中有评定标度Ri≥311交通安全设施2的部件，仍有维修的需要。12健康监测系统113其他1（2）桥梁技术状况评定对于铁路桥梁来说，良好的经常性维修保养使其处于安全、正常的运营状态是必须要达到的基本要求。为便于养护管理单位的检查和评定，采用对桥梁技术状况标准进行定性描述的方式。《铁路桥隧建筑物修理规则》将桥梁状态评定按劣化程度分为A、B、C三级，A级又分为AA、A1两等。状态评定等级的分级标准如下：①凡结构物或主要构件功能严重劣化，危及行车安全，评定为A级AA等。②凡结构物或主要构件功能严重劣化，进一步发展会危及行车安全，评定为A级A1等。③凡结构物或构件功能劣化，进一步发展将会升为A级的，评定为B级。④凡结构物或构件功能劣化，对其使用功能和行车安全影响较小时，评定为C级。铁路养护单位应根据相应评定标准、规范对各自管辖范围内的桥梁结构或构件进行技术状态评定。2、适应性评定桥梁的适应性评定是指对桥梁的承载能力、通行能力进行检算评定。评定工作可与桥梁的定期检查、特殊检查结合进行。75 高速铁路桥梁管养技术研究承载能力、通行能力的评定一般采用现行荷载标准。承载能力评定是将桥梁的实际承载能力与现行设计荷载标准的荷载效应进行比较，反映结构能否达到承载要求。通行能力评定是将设计通行能力与现在通行能力进行比较，反映桥梁能否满足现行（或使用期）通行能力的要求。承载能力、通行能力的检算评定依据《铁路桥梁检定规范》及相关设计规范执行。3.9桥梁结构的养护与维修3.9.1桥面系和附属设施的养护与维修一、桥面的养护维修（1）桥面应经常清扫，排除积水，清除泥土、杂物，冬季雨雪后应及时清除桥面上的冰棱、冻块和积雪，保持桥面平整、清洁，保证行车的舒适性。（2）桥面防水层如有损坏，应及时修复，保持桥面防水层具有良好的防护性能。在进行一切工作及修复前，需检查并做好损坏情况的记录。二、桥面伸缩缝的养护维修（1）按照养护周期及时清理橡胶密封带上的垃圾，检查橡胶密封带是否存在破损和漏水情况，及时排除问题，避免漏水影响伸缩装置的其它部件的正常工作。（2）通过伸缩装置下部的维修通道对各个联接部位进行检查，查看联接螺栓是否存在松脱现象，用力矩扳手拧紧松脱的联接螺栓[47]。（3）对伸缩装置的所有弹性元件进行检查，查看弹性支承和剪切弹簧的工作状况是否正常，对出现的异常情况进行分析，从根本上解决故障原因。（4）对伸缩装置的中梁和支承托架进行检查，各传力部件是否存在疲劳破损的情况，若出现问题，应及时更换，保证伸缩装置正常安全的使用。三、人行检修道的养护维修检查走道在使用过程中应经常对其自身状况进行观察，防止连接螺栓松动、焊缝开裂等情况出现，以保证能正常工作。检查走道结构件的防腐要求与钢梁要求相同。四、护栏的养护维修（1）护栏应经常保持完好状态，牢固可靠。其立柱应正直，护栏水平杆件应无变形、损伤或断裂，护栏伸缩缝处的水平杆件应能自由伸缩，金属构件应无锈蚀、断裂，连接螺栓应牢固可靠，涂装完好。（2）护栏如出现上述损伤或病害情况，应及时进行修复或更换。（3）护栏应经常清刷保持清洁，其防腐涂层不应老化脱落，应每年进行一次涂漆76 广州大学硕士学位论文防锈。（4）因护栏损坏而采用临时防护措施时，使用时间不得超过一个月。五、挡砟墙的养护维修（1）挡砟墙混凝土局部破坏掉角应及时处理，用等强度砂浆或混凝土修护缺损部位；（2）挡砟墙混凝土出现裂纹或钢筋外露，首先应查明裂纹产生原因。对细微裂缝（裂缝宽度小于0.2mm），可采用表面涂补法修护；裂缝宽度大于0.2mm，可采用低压注浆法修补裂缝。六、桥面排水设施的养护维修（1）保持桥面泄水孔通畅，如桥面的泄水管、排水槽如有堵塞，应及时疏通管内的淤泥和杂物，保持畅通并能够迅速排除雨水。（2）及时修补或更换损坏的排水设施，管盖及落水管缺损时应补装。（3）及时维修排水设施的支撑构件，防止由于镀锌扁钢固定卡箍损坏而造成落水管脱落。（4）排水设施之间应连接可靠，确保排水系统整体的工作性能，防止污水侵蚀主体结构。（5）定期检查排水管道是否开裂或损坏，如有破损严重应及时更换。七、照明设施的养护维修（1）灯具损坏时，应及时更换；（2）全线灯柱应保持完好状态，如有缺损和歪斜，应及时修理扶正。灯柱表面的镀锌层及喷塑层如有损坏，应及时补镀或补喷；灯柱基座的连接螺栓应定期刷漆防护。（3）照明线路老化而断路或短路时应及时更换。对照明控制系统及供电系统宜请专业人员进行定期检查和维护。八、防雷设施的养护维修（1）防雷系统宜由业内专业人员进行检查和维修养护。（2）养护人员应有防雷保护系统的组成特征，材料尺寸和位置分布图等。（3）应定期，如每年雷雨季节到来之前检查每处组成导体，连接接头及接地是否完好；裸露的导体是否被腐蚀，防腐蚀保护、涂装是否失效。（4）接地电阻是否超过设计的不大于1Ω，否则应查清电阻增大的原因。必要时，进行重新涂装、紧固或更换接头和导体，甚至增加接地或使用降阻剂，直至满足要求。（5）结构物构造及用途变更时，应重新完善防雷保护系统，并应进行记录、当事人签字，存档保存。77 高速铁路桥梁管养技术研究九、钢梁检查车的养护维修1、检查车养护维修（1）使用单位应指定专人定期对钢梁外部检修车进行维护保养，并作好保养计划和记录。须定期保养的项目为：①所有的紧固螺栓应由专人每月检查一次，将松动和缺失的螺栓及时紧固和补充。②由专人每月检查一次防电板的锁定状态及完好状态，发现异常及时处理，防电板的使用寿命为6年。③发电机每月运行一次。④电动机及电路每月进行保养。⑤检查车及走道要保持涂装完好，发现锈蚀应及时涂装。（2）安全注意事项：①在工作或行走时，禁止检查、加油或修理各部机构。②电器设备带电时，禁止打开任何电器设备进行检修。③开动前必须检查所有机械、电气设备及发电机是否良好，同时进行必要的润滑。④工作时有任何损坏或异常状态时，应立即停车，并报告有关方面修理。注意非专业人员不得随意修理。如电器设备等发生损坏或电压突然下降很剧烈，必须很快停止工作，将电源切断，同时要挂上“设备故障，暂停使用”的牌子，以防止有人再来使用。待专业人员检修完好后，再恢复使用。⑤工作完毕后，应停在指定地点，并关掉各部分电源开关，作好设备防风工作。⑥每天作业完毕应进行检查，并将其记录在专用簿上。以利于今后的保养维修。2、检查走道养护维修钢梁上弦内侧采用检查走道以对上弦杆件进行检查养护工作。检查走道在使用过程中应经常对其自身状况进行观察，防止连接螺栓松动、焊缝开裂等情况出现，以保证能正常工作。检查走道结构件的防腐要求与钢梁要求相同。十、交通安全设施的养护维修（1）桥下交通标志和标线：车道行驶方向标志、限高标志、限制重量标志、限制轴重标志、道路交通标线、路面文字标记等交通标志应齐全、醒目、牢固，标志板应保持整洁、无裂纹和残缺。若有损坏应及时整修。（2）桥面交通标志由铁路部门负责管理及维修，要经常保持明显、完好、清晰，确保行车安全。标志牌架保持清洁，做好油漆防腐工作，保证设施完好、结构安全。（3）桥上的防护隔离设施应完整、牢固，若有损坏应及时修理。十一、健康监测系统的养护维修78 广州大学硕士学位论文健康监测系统由专业单位进行设计和养护维修。（1）健康监测系统自身养护分为即时性养护与定期养护。当系统出现故障后，立即安排检查与维修，即为即时性养护；此外，每年对健康监测系统的传感器、数据采集设备、通信线路、保护装置及计算机软硬件系统进行检查、保养与维修，称为定期维护。（2）对于因长期使用而导致性能下降（如零点漂移、数据噪音大、工作不稳定）的传感元件，应进行更换。对于因老化而导致性能不稳定的数据采集、传输、数据处理设备，如外站、通信线路、服务器等，则应及时进行更换或维修。3.9.2钢结构的养护与维修一、裂纹的处理对于检查发现的漏检裂纹和新生裂纹，除作标记、探明其杆类、位置、方向、长度、深度、形状（穿透、椭圆）性质做好记录、拍照外，应先立即采取止裂措施。对焊缝及附近钢材上的裂纹，可根据裂纹性质、大小、数量及具体位置，采取以下相应措施：（1）在裂缝的尖端钻圆孔，孔的直径大致与钢板厚度相等，但最大不超过32mm，裂缝的尖端必须落入孔中；（2）用高强度螺栓连接拼接的方法进行加固。加固前裂缝尖端处凡能钻孔者均应钻孔；（3）抽换杆件或换梁。在正常情况下不允许随意采取烧切、补焊、焊补加强板等措施，可采用M20、M22等高强度螺栓双剪拼接加强，接触面应采取喷砂或喷涂铝、锌处理。施工应在无活载下进行，活载内力由病害处传递给拼接板。连接系杆件或次要杆件，可考虑无活载下更换新构件。无上述办法可行，只能采用补焊时应搞清母材可焊性，受力状态，并需经专家咨询和研究批准，由合格焊工在温度适宜时施工，清除裂缝尖端和根部，沿裂缝开成坡口，按规定清洁焊区上下左右50mm范围达金属光泽，坡口长度两端成1:5坡度[48]。施焊可采用陶瓷衬垫二氧化碳气体保护单面焊双面成型。焊时桥上无活载，方便时部分恒载卸载。焊后超声检查合格，以后运营密切关注修补处。二、高强螺栓的维护更换所有松动和损坏的螺栓。更换过的螺栓在检验之后，均应涂上与桥梁结构显著不同的颜色，并记入桥梁记录簿，注明其数量和位置。在更换螺栓前，应仔细察看钉孔位置是否正确。在联接杆件时，如钉孔不合适，严禁采用强力钻进的联接方法。更换螺栓后，应对其所有相邻而未更换的螺栓加以敲击，检查是否受到损伤。79 高速铁路桥梁管养技术研究高强度螺栓连接的构件，若发现松动应及时加以更换，并施加设计的预拉应力。为了便于螺栓的更换，应防止丝口锈蚀，如接合杆件表面有角度时，则应在螺帽之下垫以楔形垫圈。高强度螺栓更换的施工方法有以下两种：更换高强度螺栓的关键是控制好扭矩，扭矩的大小是由螺栓材质决定的。高强度螺栓的施工预拉力应符合设计要求，欠持值或超拧值均不应超过规定值的10％。高强度螺栓的初拧值应根据试验确定，一般取终拧值的40％～70％，终拧可采用扭矩法或转角法。（1）扭矩法——采用扭矩法施拧时，根据选用的施拧工具，应先进行螺栓扭矩系数的试验，从试验数据中求算平均值作为施拧依据，如离散性过大，应认真研究采取措施。供货时如扭矩系数值有保证，可不再作扭矩系数试验。施拧时，使用示功扳手将螺母拧紧到规定的扭矩。扭矩值按下式计算[49]：M＝k·P·d式中：d——螺栓计算直径（mm）；M——扭矩值(N·m)；k——扭矩系数；P——螺栓施工预拉力（kN）。（2）转角法——采用转角法施拧时，确定初拧预拉力值后，按板束厚度及层数，试验测定螺栓轴向力与相应转角的关系，作为施持依据，即在初持后的螺杆和螺母的端面相对位置划一细线，再用长扳手或风动扳手将螺母拧至规定的角度。高强度螺栓更换，对于大型节点，同时更换的数量不得超过该节点螺栓总数的10％，对于螺栓数少的节点则要逐个更换[50]。在一个连接处（或节点）少量更换的螺栓、螺母及垫圈的材质、规格、强度等级应与原桥上使用者相同，不准混用。高强度螺栓拧紧后，为防止雨水及潮湿空气同侵入板缝，节点板束四周的裂缝均应腻缝封闭。高强度螺栓、螺母和垫圈的外露部分均应进行涂装防锈。三、局部塑性变形、扭曲、孔洞等及其他缺陷处理对于受拉部位板件塑性变形矢度小于等于板厚者，经检查无裂纹可不做处理；对于受压塑性变形及受拉变形矢度大于板厚，需矫形处理。当范围较小时，如250mm×l50mm范围内，可采用冷矫（气温高于5℃，无雨露天气）。冷矫采用一定工具如油顶、专用调直器等，不容许采用大锤敲击。热矫加热范围为1.5～2.0倍塑变损伤范围，加热方式火焰或喷灯，加热温度应在800～900℃，加力方式可用夹板、油顶或拉杆等。矫形完毕，应探伤，无裂纹产生。技术资料做好记录、拍照片存入档案（磁盘）。对于小于30mm80 广州大学硕士学位论文边缘光滑无缺口的孔洞，梁腹板、横隔板等小于50mm的孔洞，可不作处理。对于超限值的孔洞，切忌采用塞焊填补，应采用M20或M22高强度螺栓双面拼接，拼接接触面应除锈、喷涂铝或锌涂层，当不具备喷涂金属条件时，可用机械方法清除涂层和油污，摩擦系数取0.2～0.25。四、钢构件的局部修补、加固和更换（1）钢结构的刚度、强度和稳定性应符合设计要求。运营中根据钢结构形式，应加强对各部分连接节点及杆件、螺栓、焊缝的检查、养护。对承载能力或刚度低于限值、结构不良的钢结构，应进行维修或加固。（2）检测时发现钢梁螺栓松动或损坏脱落、焊缝开裂，应采用油漆标记并作记录。在同一个节点，缺少、损坏、松动和歪斜的螺栓超过1/10时，应进行调换。当焊接节点有脱缝，焊缝处有裂纹，应及时修补。如有裂纹及表面脱落的构件，应仔细观察其发展，做出明显的标记，注明日期，以备观察；必要时应补焊或更换[51]。（3）钢梁焊缝开裂长度超过20mm时，应及时维修。（4）对大型节点，同时更换的数量不得超过该节点螺栓总数的10％，对螺栓少的节点应逐个更换。在一个连接处少量更换的螺栓、螺母及垫圈的材质、规格、强度等级应与原桥上使用的相同，不得混用。螺栓拧紧后，节点板四周的缝隙应采用腻缝封闭。螺栓、螺母及垫圈的外露部分均应进行涂装防锈。（5）电焊连接主梁时，应停止运营，并应检查其安全性。五、钢梁涂膜的养护维修维护涂装和重新涂装按照《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》TB1527-2011规定执行。并根据涂膜劣化等级，安排维护涂装。参照TB/T2486标准，涂膜劣化涂装包括维护涂装和重新涂装两类，两类涂装应根据涂膜劣化等级确定，二级、三级为维护涂装，四级为重新涂装。1、钢梁涂膜的维护性涂装对大桥结构应视油漆失效情况，定期进行涂装防锈，部分油漆失效应及时除锈补漆。（1）在涂漆之前，对铁锈、旧漆、污垢、尘土和油水等，均应仔细清除。对所有易锈蚀的部位，如凹处、缝隙、尤应仔细清理。（2）除锈应做到点锈不留、除锈彻底、打磨匀亮、揩擦干净。可采用在浓度10％的无机酸中加入0.2％～0.4％的面粉、树胶或煤焦油等缓蚀剂来清洗锈蚀[52]，也可采用喷砂除锈法或其他更有效的除锈方法。（3）对于易遭受损坏或工作条件困难的部位应多涂一层面漆。在第一层底漆干燥后，应对缝隙、不平整处和局部凹痕的部位用油性腻子腻塞，并对腻缝质量进行检查，81 高速铁路桥梁管养技术研究发现缺陷应予消除。（4）铁路钢桥涂膜劣化类型按《铁路钢梁涂膜劣化评定》TB/T2486-1994判定。（5）劣化类型为3级粉化时，应清除涂层表面污渍，用细砂纸除去粉化物，然后覆盖2道相应面漆；（6）当旧涂层未锈蚀，劣化类型为2～3级起泡、裂纹或脱落时，用手动.工具或动力工具清理损坏的区域周围疏松的涂层，并延伸至未损坏的涂层区域，形成50mm～80mm坡口，局部涂相应的底漆和面漆。如要保持涂层表面一致，可在局部涂面漆后，再全部覆盖面漆。（7）当旧涂层锈蚀，劣化类型为2～3级生锈时，应清除松散的涂层，直到良好结合的涂层区域为止[53]，旧涂层表面清理应达到GB/T8923.2一2008中规定的St3级，未损坏的涂层区域边缘按第⑵款要求处理，然后局部涂装相应防锈底漆和相应中间漆、面漆，如要保持涂层表面一致可以局部涂面漆后，再全部覆盖面漆。（8）当旧喷锌或铝涂层发生锈蚀劣化类型为2～3级生锈时，应除去松动的锌或铝涂层和涂料涂层直到良好结合的锌或铝涂层区域为至，钢表面锈蚀清理应达到GB/T8923.3-2008中规定的Sa2级。对于未损坏的涂料和锌或铝涂层区域边缘按2要求处理。对于喷锌或铝涂层清理部位，也可改涂特制环氧富锌防锈底漆2道，然后涂装相应中间漆和面漆。2、钢梁涂膜重涂（1）表面处理钢结构除锈及表面清理的目的在于去除尘埃、油垢、水、氧化皮、铁锈或旧的不坚固的漆膜，以增强新涂漆膜对钢结构表面或旧漆膜间的附着力，提高油漆质量，延长钢结构的使用寿命。涂装前基体表面预处理质量越高，越能获得保护性能好的涂膜。各类涂料对底材处理的要求不同，高性能的涂料比一般性能的涂料对底材处理的要求高，如果底材处理不当，涂层附着力不佳，易产生起泡、脱落等弊病。按照《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）的清理等级要求，对涂膜失效的钢构件表面进行清理，具体标准见表3-54所示。根据大桥的现有涂装体系，钢表面清理应达到Sa3级。82 广州大学硕士学位论文表3-54除锈（清理）等级区分表钢表面清理钢表面附着物等级说明氧化旧涂方法程度铁锈油垢焊渣皮层Sa1喷砂轻度△△×△△Sa2喷砂彻底○○×○○残留物未牢固附着非常残留物的痕迹仅是点Sa2.5喷砂×××××彻底状或条纹的轻微色斑表面钢表面显示均匀的金Sa3喷砂×××××洁净属色泽锈层、碎屑、浮粒应清St2手工轻度△△×△△除比Sa2更彻底，显露的St3手工彻底○○×○○钢表面具有金属光泽注3：表中×表示“应无可见”，○表示“基本清除”，△表示“没有附着不牢”。（2）钢梁除锈钢梁除锈方法可采用手工除锈、小型机械工具除锈、喷砂除锈、火焰除锈和化学脱漆除锈等，但严禁用腐蚀性物质清理钢表面。①手工除锈用刮刀、敲锈锤、钢刮铲、钢凿子等去除失效旧漆膜及锈蚀，最后用钢丝刷清除钢板上残留的氧化皮、锈蚀等。②小型机械工具处理通过机械的冲击与摩擦对钢梁表面进行处理。常用的工具有风动或电动刷，多击头的风动敲锈工具、风动除锈铲、风动或电动砂轮等。③喷砂除锈对大面积的钢梁除锈，喷砂是常用的除锈方法。喷砂主要设备有空压机、风管路、储风缸、喷砂机。喷砂材料要求干燥、清洁。工作技术要求：喷射机在喷砂时风压要保持在0.4～0.6MPa为宜；喷射顺序为：先送风，再给砂；停机顺序为：先停砂，再停风。钢梁喷砂顺序一般自上而下，由一端向另一端推进，以减少干扰。对杆件喷砂时应先喷角落及窄缝处，后喷宽敞部位；先喷边缘后喷中间；先喷螺栓头后喷平面。喷嘴与钢料表面距离以150～250mm、喷射角40°～80°为宜，移动速度要均匀，使之恰好除去锈蚀和氧化皮而不伤钢板[54]。喷砂完毕应用压缩空气清除钢料表面尘埃和积砂，必要时用手工工具进行一次找细，同时检查钢梁有无裂纹。（3）钢结构的涂装施工83 高速铁路桥梁管养技术研究①腻子的配方腻子要和底漆配合使用，红丹漆对应红丹漆的腻子，富锌底漆采用锌黄环氰的腻子。对0.5mm以上的板间缝隙均应在底漆清理干净后腻缝。②涂装工艺油漆一般分为三层：底层的主要作用是防锈，中层和面层的主要作用是保护和隔离空气、水等。油漆在使用时如果过度黏稠，可加入不超过2%的同类稀料。一般酚醛类油漆用松香水，醇酸类油漆用醇酸稀料，环氧类油漆用环氧稀料，不许用汽油做稀料。涂装工艺主要有：手工涂装、用喷漆枪喷漆、高压无空气喷涂和静电喷涂。3.9.3混凝土结构的养护与维修一、常见病害处理方法1、对梁体混凝土的空洞、蜂窝、麻面、表面风化、剥落、梁角破碎、局部破损等应先将松散部分清除，再用高强度等级混凝土、水泥砂浆或其他材料进行修补。新补的混凝土要密实，与原结构应结合牢固、表面平整。新补的混凝土必须实行养生。2、若发现梁体露筋或保护层剥落，应先将松动的保护层凿去，并清除钢筋锈迹，然后修复保护层。如损坏面积不大可用环氧砂浆修补，如损坏面积过大可用喷射高强度等级水泥砂浆的方法修补。3、注意观察梁体受拉、受剪、反弯点、受力最大处和施工质量存在问题(一般竣工资料中有记载)处的裂缝，当裂缝的宽度大于限值及裂缝分布超出正常范围时，分别采用不同方法处理[55]：（1）裂缝宽度值在允许范围内应进行封闭处理，一般涂环氧树脂，或凿开后涂环氧树脂及环氧树脂浆膏；（2）当裂缝宽度大于大于限值规定时，应采用压力灌浆法灌注环氧树脂或树脂浆胶；（3）如裂缝发展严重时，应进行专门检查，查明原因，咨询专家、委托设计或科研单位，采取处理措施。4、预应力混凝土构件受压区，一旦发现裂缝，应立即封闭交通，严禁车辆在桥上通行，并委托相应资质的检测部门进行结构可靠性评估，判别裂缝的危害程度，并提出相应的处理措施。5、预应力混凝土构件受拉区，出现结构性裂缝，应进行裂缝危害性评估，确定处理措施。6、若有沿预应力钢束的纵向裂缝，锚固区局部承压的劈裂裂缝，锚固区的破损，84 广州大学硕士学位论文应进行修补。7、当预应力混凝土构件锚固端的封端混凝土出现裂缝、剥落、渗漏、穿孔、预应力锚具暴露时，应及时对预应力锚具刷防锈漆，重做封端混凝土。二、钢筋混凝土和预应力混凝土构件加固根据《公路桥梁技术状评定标准》（JTG/TH21-2011）第5.1.1条“钢筋混凝土或预应力混凝土梁式桥上部承重构件或上部一般构件评定指标及分级评定标准”对预应力混凝土连续箱梁作技术状况评定。根据评定结果，需要做加固的参考《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）按下列方法进行：1、粘贴CFRP加固CFRP是碳纤维增强塑料的英文缩写。目前用于修复混凝土结构的碳纤维增强塑料片材有碳纤维布和碳纤维板两种。当梁体结构发生了影响刚度和应力（主拉应力、剪应力、弯曲应力）的裂缝时，为提高梁的抗力和防止钢筋进一步锈蚀，可在开裂区相应部位粘贴碳纤维布数层[56]。2、粘贴钢板加固采用环氧树脂系列粘结剂将钢板粘贴在钢筋混凝土梁的受拉缘或薄弱部位，使之与原结构物形成整体共同受力，以提高其刚度，改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态，限制裂缝的进一步恶化，从而达到加固补强、提高桥梁承载能力。一般将钢板粘贴在被加固梁的受力部位的外边缘，以便充分发挥粘贴钢板的强度与作用，同时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷，约束混凝土变形，从而有效地发挥粘贴钢板梁的抗弯、抗剪等性能。另外还有锚喷混凝土加固法和用体外预应力加固法。3.9.4主塔、主墩的养护与维修1、日常养护维修（1）桥墩围栏、检查梯以及主塔检查梯出现折断、脱焊等病害时，应及时修复，确保作业人员的人身安全。同时，每年应对围栏、检查梯进行除锈油漆，确保其状态良好。（2）墩、台表面发生侵蚀剥落、蜂窝麻面、裂缝、露筋等病害时，应采用水泥砂浆修补。因受行车震动影响，不易用水泥砂浆补牢的，应考虑采用环氧树脂或其他聚合物混凝土进行修补。（3）墩、台混凝土裂缝宽度超过限值时，裂缝的修补方法参见裂缝检查及修补技术。85 高速铁路桥梁管养技术研究2、病害养护维修参照3.9.3节混凝土结构的养护维修。3.9.5桥梁支座的养护与维修一、日常养护支座应每年定期进行检查及养护，其主要养护工作应符合下列要求：（1）支座各部件应保证完整、清洁、有效，每半年清扫保养一次，清除支座周围的油污、垃圾、杂物及灰尘，支座垫层上如有积水，应立即清除，冬季应及时清除积雪及冰块，保证梁跨自由伸缩和支座的正常工作。（2）在支座的滑动面上，应定期涂抹一层耐温+55℃以上的润滑油，每年一次，在涂油之前，应用棉布仔细把不锈钢滑动表面的灰尘揩擦干净；铰轴支座的钢铰轴应定期加注黄油。（3）对钢支座要进行除锈防腐。为了防锈，支座各部分除滚滑动面外，均应涂刷油漆保护。（4）支座每年检查锚栓的紧固程度，支承垫板应平整密实，螺栓不得有剪断损坏，及时拧紧螺栓，并每隔两年应对支座锚栓进行清洗涂油，以免螺母锈蚀。（5）支座不得产生超过设计要求的压缩变形；支承垫石顶面不应开裂。（6）支座的橡胶密封圈有无龟裂和老化，防尘罩应维护完好，防止尘埃落入或雨、雪渗入支座内。（7）定期校核并定点检查支座高度变化，以便校核支座内聚四氟乙烯板的磨耗情况，当支座高度变化超过3mm时，应考虑更换聚四氟乙烯板。（8）检查支座相对位移是否均匀，并逐个检查支座位移量。二、支座的维修更换支座如有缺陷或产生故障不能正常工作时，应及时予以修整或更换。（1）支座钢构件翘曲、扭曲、断裂、变形等应及时修复或更换，焊缝开裂应予整修。（2）当支座高度变化超过3mm时，应考虑更换聚四氟乙烯板。（3）支座的固定锚栓剪断，滑动面不平整，销轴有裂纹等必须更换。（4）墩身沉陷过大时，经检查、鉴定，如需要抬高支座时，应委外制定方案，编制施工工艺，进行施工。（5）定期对支座钢件的表面（除不锈钢板和聚四氟乙烯板表面等滑动面外）涂装体系进行检查，超过有效保护期应重涂，以满足防腐蚀要求。86 广州大学硕士学位论文三、E型钢阻尼支座养护与维修1、日常维护与保养期（1）阻尼器在正常使用前，必须检查一次；（2）阻尼器在大桥通车后六个月后检查一次；（3）使用一年后再次检查，以后每三年检查一次；（4）阻尼器检修后，六个月内检查一次，以后每两年检查一次。2、维修与保养的内容（1）检查阻尼器表面是否有油漆剥离及腐蚀情况，是否有未涂漆部分（不锈钢护套），表面是否清洁等。（2）检查销轴连接处，并给销轴与关节轴承之间加注润滑油脂，加注前检查连接处是否清洁，若有污垢请先清理干净。（3）检查关节轴承是否变形凸出、与销轴之间是否存在间隙，若发现问题请现场采集信息（拍照留底）并向上级申报情况。（4）目测和手触漏油观察点是否有硅油泄露，若发现存在问题请现场采集信息（拍照留底）并向上级申报情况，并及时通知上海材料研究所解决问题。（5）测量阻尼器中心距尺寸并记录。检查该尺寸是否在有效尺寸范围内，若超出上述范围，应及时采集信息（记录数据并拍照留底），向上级申报情况。（6）观察耳环座四周焊缝，若发现有疑似裂纹处，请用磁粉探伤仪器检查焊缝处是否有裂缝，若有，采集信息并及时向上级申报，重新处理焊缝。（7）检查锁紧螺母是否松动，如松动用专用扳手拧紧。3、严重自然灾害后阻尼器维护与保养（1）阻尼器本体外观是否变形、裂纹、漏油、散架等，若发现问题请现场采集信息（拍照留底）并向上级申报情况。（2）检查销轴等连接件是否变形、裂缝，做好记录，若发现问题请现场采集信息（拍照留底）并向上级申报情况。（3）检查关节轴承是否变形凸出、与销轴之间是否存在间隙，若发现问题请现场采集信息（拍照留底）并向上级申报情况。（4）目测和手触漏油观察点是否有硅油泄露，若发现存在问题请现场采集信息（拍照留底）并向上级申报情况。（5）测量阻尼器中心距尺寸并记录。检查该尺寸是否在有效尺寸范围内，若超出上述范围，应及时采集信息（记录数据并拍照留底），向上级申报情况。（6）用磁粉探伤仪器检查双耳环座四周焊缝是否有裂缝，若发现问题，采集信息87 高速铁路桥梁管养技术研究并及时向上级申报，重新处理焊缝。（7）检查锁紧螺母是否松动，如松动用专用扳手拧紧。3.10本章小结本章基于对公路、城市和铁路桥梁的运营现状和管养技术的分析与比较，结合国内高铁桥梁的管养现状和运营要求，对三类规范的具体内容进行了科学的调整与改进，研究制定了一套适用于中国高速铁路桥梁的管养技术方法。本章主要对桥梁的管理、检查、技术状态评定和桥梁结构的养护与维修等方面进行了深入的研究与说明。1、从桥梁管理的重要性、内容，日常管理，档案管理等方面对桥梁的管理进行了详细说明；2、与城市、公路桥梁相关规范不同的是，本方法将高铁桥梁检查分为经常检查、定期检查、特殊检查和专项检查。定期检查主要对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行定期的跟踪检查，评定桥梁技术状况等级，为桥梁养护管理系统采集结构技术状况的动态数据，进而为评定桥梁使用功能、制订养护维修计划提供基本数据。特殊检查主要在特定情况下对桥梁技术状况进行鉴定，以查清桥梁的病害原因、破损程度、承载能力或抗灾能力等。专项检查主要包括限界检查和挠度、拱度及横向振幅测量；3、按经常检查、定期检查、特殊检查和专项检查等所获得的数据和结果，对桥梁技术状态进行评定。通过对桥梁部件和总体的耐久性状况、承载力状况和行车状况进行评定，以确定桥梁维修的工作项目和内容。4、根据检查与技术状态评定的结果，并结合实际管养易出现的问题，对桥面系和附属设施、上部结构及下部结构等进行相应养护与维修。88 广州大学硕士学位论文第四章适用于中国高速铁路桥梁的管养技术在实际中的应用基于对国内高铁桥梁的管养现状及相关桥梁管养技术规范的研究，本章通过将研究制定的适合中国高速铁路桥梁的管养技术应用到实际的案例中以验证其可行性及科学性，因此我们对某高速铁路斜拉桥进行了一系列的检查，并根据检查结果提出相应的养护与维修建议。4.1工程概述该桥是一座四线铁路桥，并且处于R=1150m的曲线区段。该桥在某路地段上跨城区道路交叉十字路口和某市西环高速公路高架桥，铁路与公路桥斜交角度为76°，并在越过高速公路后比邻某高铁高架桥，是所在铁路线路的重点控制工程之一。4.2桥梁概述4.2.1桥型布置该桥为四线铁路独塔钢箱弯斜拉桥，是国内首座铁路四线曲线斜拉桥，桥梁中心线曲线半径1147.8m，为（32.6+2×175+32.6）m对称独塔双索面弯斜拉桥。主跨为175m钢箱结构，边辅跨为32.6m预应力混凝土结构，采用塔梁固结体系，主跨钢箱梁与边辅跨、桥塔塔梁固结区均设钢混结合段，边墩和辅助墩上设纵向滑动、横向限位支座，并在边墩设E型钢阻尼支座。主梁由钢箱梁、钢混结合段、混凝土梁、合拢段组成，标准节段长度12m，最重梁段250t；桥塔为设有横梁的双柱式鼎形框架结构，塔高142m。桥梁成桥运营照片如图4-1所示。89 高速铁路桥梁管养技术研究图4-1桥梁运营照片4.2.2设计荷载和技术参数1、设计荷载（1）二期恒载：363kN/m。（2）活载：贵广、南广双线客运专线均采用ZK荷载，并按规范进行折减；桥面横向计算采用ZK特种活载；列车活载动力系数主跨为1.13，边跨为1.23，钢结构疲劳计算动力系数为1.08；四线桥列车离心力和横向摇摆力根据《高速铁路设计规范》（试行）TB10621-2009规定设计。（3）附加力：制动力根据《高速铁路设计规范》在轨顶以上2m处施加；风力根据《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1～5-2005）按静风压进行全桥整体计算与荷载组合；温度荷载考虑体系温差和局部温差。（4）特殊荷载：地震基本烈度7度，峰动加速度0.1g，特征周期0.35s，场地类别为II类。（5）荷载组合：根据《铁路桥涵设计基本规范》荷载组合为：主力组合、主力+附加力组合、特殊荷载组合。2、技术参数（1）梁体刚度指标：在ZK活载静力作用下，梁体竖向挠跨比为1/1004≤1/900；在ZK活载静力作用下，梁端竖向转角为0.81‰<2‰；在列车横向摇摆力、离心力、风力和温度作用下，梁体水平挠度为1/5756<1/4000，水平转角0.29/1000<0.5/1000弧度；ZK90 广州大学硕士学位论文活载作用下，一线两根钢轨的竖向相对变形量为0.15mm<1.5mm。（2）主要应力指标：斜拉索最大应力536.5MPa<556MPa（=1670MPa/K，K=3.0）；斜拉索最大应力幅153.9MPa<200MPa；钢箱梁最大压应力181.6MPa<210MPa，最大拉应力100.9MPa<210MPa；钢箱梁最大应力幅70.4MPa<71.9MPa；预应力混凝土梁最大压应力16.1MPa<16.8MPa，最小压应力0.3MPa>0MPa；桥塔预应力混凝土横梁最大压应力12.4MPa<18.5MPa，最小压应力0.3MPa>0MPa。4.2.3主要结构构造1、结构参数桥面以上塔高116.5m，塔高与跨度比0.67；桥面宽24.0m，宽跨比1/7.3；梁高3.684m，高跨比1/47.5；梁上斜拉索锚固点基本间距12.0m，辅助跨局部加密为8.0m；桥塔下横梁高5.0m。2、梁部构造边跨采用预应力混凝土梁形式，中跨采用单箱多室扁平钢箱梁形式，钢箱梁与混凝土梁连接处设钢混结合段。标准梁高3.684m，辅助墩顶梁高4.038m。混凝土梁跨中顶板厚度30cm，底板厚度40cm，中腹板厚36cm，边腹板厚45cm；近支点处顶板厚60cm，底板厚70cm，腹板厚72cm。钢箱梁顶板厚16mm～24mm，底板厚12-24mm；边腹板及次腹板厚24mm，间距2.4m；纵隔板厚10～12mm，间距3.2m；横隔板纵向间距3m，吊点横隔板厚24mm，其余横隔板厚12mm；顶底板采用8mm厚U形纵向加劲肋，在加T肋部分顶板采用12mm厚U肋，底板采用10mm厚U肋。3、钢混结合段、塔梁固结区构造在辅助墩往跨中方向4～10m范围内及在桥塔中心往跨中方向4～9m设钢混结合段，预应力混凝土梁的纵向预应力筋分批锚固在结合段的前后两块承压板上。其钢结构部分由承压板、锚固箱和剪力键组成。4、斜拉索及锚固体系斜拉索采用强度等级为1670MPa的Φ7平行钢丝斜拉索，双索面，全桥共32对共72根斜拉索，梁上横桥向吊点间距23.12m，主跨钢箱梁上顺桥向吊点间距12m，预应力混泥土边跨吊点间距8m。斜拉索平行钢丝数量为253～379丝，拉索长度221.9m～91.7m。在塔顶，拉索锚固于塔上钢锚箱；在主梁上，拉索锚固于边箱。钢箱梁部分采用钢锚箱锚固，混凝土边跨设混凝土锚固块。5、桥塔构造桥塔为设有横梁的双柱式鼎形框架结构，桥面以上塔高118.9m，桥面以下塔高20m。91 高速铁路桥梁管养技术研究采用C50混泥土，塔柱为矩形空心截面形式，两塔柱中心间距在塔底为46.3m，塔顶为24m。塔柱顺桥向尺寸从塔顶7.0m渐变到塔底9.0m，横桥向尺寸从塔顶5.0m渐变到塔底7.2m；顺桥向壁厚1.2～2.0m，横梁以上的上塔柱横桥向壁厚均为1.0m，下塔柱为1.5～2.2m。塔顶两道横梁宽5m，梁高由中间的4.5m曲线变化到根部的22.0m。与主梁固结的下横梁采用高5.0m宽8.0m的变高矩形空心截面，根部高7.4m，净跨37.0m。6、边墩及辅助墩构造边墩及辅助墩墩高18.5m，最小截面为8.8×4m的矩形空心截面，承台顶增大至12.6×6m。7、支承体系边墩设两个纵向活动E型钢抗震阻尼支座，一个横向限位销钉；辅助墩设三个双向活动支座，两个横向约束销钉。本桥包括的支座种类为：E型钢横向阻尼支座、CKPZ-Q球型钢支座、MSK型支座和GTQZ（HG）球型支座。E型钢弹塑性阻尼支座是结构被动控制中耗能减震装置的一种，是一种弹塑性阻尼器，具有稳定的滞回特性、良好的低周疲劳特性、不受环境温度的影响等特点，在地震和风振时，通过钢发生塑性屈服滞回变形而耗散输入结构的能量，从而达到减振的目的。MSK型剪力卡榫与橡胶隔振支座配套使用。8、基础构造桥塔采用分离式基础，每个承台布置8根直径3m的钻孔灌注桩。4.2.4主要材料1、混凝土边跨预应力混凝土梁及钢混过渡段混凝土采用C50，主塔混凝土采用C55，墩身混凝土采用C40，承台混凝土采用C35。2、钢筋HPB235钢筋符合《钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2008）的规定，HRB335钢筋符合《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2008）的规定。3、预应力各部预应力钢束均采用抗拉强度标准值为fpk=1860MPa、弹性模量为Ep=195Gpa、公称直径为15.2m的高强度低松驰钢绞线（GB/T15224-2003），采用金属波纹管，管道摩阻系数0.23，管道偏差系数0.0025。4、钢结构92 广州大学硕士学位论文用于钢箱主梁、钢混结合段、钢锚箱的钢材均采用Q370qD级钢，对于厚度≥40mm的钢板采用Q370qE级钢，用于钢栏杆、风嘴、检修通道爬梯等的钢材均采用HPB235q级钢。高强螺栓材料采用35VB，材料标准符合现行《合金结构钢技术条件》及GB/T1228-1231。5、斜拉索斜拉索采用1670MPa平行钢丝束，冷铸墩头锚，梁上为锚固端，塔上为张拉端。6、钢梁涂装采用水性无机富锌底漆（道砟槽范围内的桥面板上表面除外）、氟碳面漆相结合的防护体系，设计防腐周期20年以上，要求如下：（1）内表面喷砂除锈不低于Sa2.5级，表面粗糙度40～80μm；水性无机硅酸富锌底漆，两道，每道干膜厚度30μm；环氧磷酸锌封闭底漆，一道，干膜厚度25μm。（2）外表面喷砂除锈不低于Sa2.5级，表面粗糙度40～80μm；水性无机硅酸富锌底漆，两道，每道干膜厚度30μm；环氧磷酸锌封闭底漆，一道，干膜厚度25μm；环氧云铁中间漆，两道，每道干膜厚度40μm；氟碳面漆，两道，每道干膜厚度35μm。（3）道砟下方的桥面钢板上表面表面清理Sa2.5级，表面粗糙度40～80μm；MMA防水涂层。（4）高强螺栓连接部位摩擦面表面清理Sa3.0级后热喷铝200μm，高强螺栓施拧完毕后，环氧磷酸锌封闭底漆，1道，干膜厚度25μm，环氧云铁中间漆（工地），两道，每道干膜厚度80μm，氟碳面漆，两道，每道干膜厚度30μm。钢结构出厂时摩擦面表面抗滑移系数小于0.55。人行道、检查走道等附属结构的钢材与主结构钢材采用相同的涂装标准。7、桥面铺装层钢箱梁上表面行车道范围内桥面铺装采用综合厚度30mm的MMA防水防滑保护层。8、桥面泄水管预应力混凝土边辅跨的桥面排水，其泄水管及管盖为PVC管材，钢箱梁上的排水管道均采用无缝钢管。4.3桥梁结构的经常检查1、经常检查的内容93 高速铁路桥梁管养技术研究桥梁养护单位负责桥面设备、钢结构各部件、混凝土各构件、附属及安全检查设施的经常检查、观测及适量的保养工作。桥面经常检查维护内容包括以下项目（1）钢结构涂装的检查、修补；（2）混凝土箱梁检查（含止水带、排水管支座、裂纹、封端）；（3）桥面铁路线路几何尺寸的维护、保养；（4）主梁的检查清扫；（5）斜拉索外观、斜拉索锚端的检查；（6）主塔及内部设施的检查；（7）伸缩装置的检查保养；（8）各种连接零件的涂油更换；（9）支座的清扫、涂油、整平支座、排水坡的整修；（10）桥面各类电缆线路、电缆槽道的维护；（11）桥面检查及维护；（12）各类高、低压电缆线路、变压器、配电柜的检查维护；（13）桥上照明系统的定期检查维护；（14）清理和修补排水管；（15）整修危及人身安全的安全检查设备；（16）人行道板、墩梯栏杆的维护涂装；（17）钢梁检查小车的检查维护；（18）桥梁健康检测系统的观测和维护；（19）及时消除可能危及行车安全的病害。2、经常检查的结果（1）桥面系及附属结构①挡砟墙锈蚀，如图4-3所示；②栏杆钢管锈蚀，如图4-6所示；③钢混连接处破损，如图4-10所示；④栏杆破损，如图4-11所示；⑤围栏锈蚀，如图4-12所示；⑥栏杆锈蚀，如图4-14所示；94 广州大学硕士学位论文图4-2人行道栏杆概况图4-3挡砟墙锈蚀图4-4楼梯图4-5桥面整体概况图4-6栏杆钢管锈蚀图4-7铁轨概况95 高速铁路桥梁管养技术研究图4-8桥面铁路石子路基图4-9铁路指示牌图4-10钢混连接处破损图4-11围栏破损图4-12栏杆锈蚀图4-13隔音墙96 广州大学硕士学位论文图4-14栏杆锈蚀图4-15支座检测预留通道（2）斜拉索的检查斜拉索锚固端锈蚀，如图4-19所示。图4-16斜拉索整体概貌图4-17斜拉索锚固端图4-18斜拉索拉杆图4-19斜拉索锚固端锈蚀97 高速铁路桥梁管养技术研究（3）上部结构图4-20钢箱梁整体概貌图4-21钢箱梁底部图图4-22钢混结合段图4-23钢箱梁与塔身钢混结合部图4-24主梁连接螺栓图4-25斜拉索锚固端（4）主塔及下部结构98 广州大学硕士学位论文图4-26塔身图4-27主塔表面图4-28钢混结合部图4-29主塔基础4.4桥梁结构的定期检查4.4.1桥梁检查目的本次桥梁检查的目的在于：1、通过对全桥结构检查，查明结构目前实际的损坏及病害现状、潜伏的结构缺陷，对结构的总体质量和使用状态做出初步评价。2、对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行全面检查，用以评定桥梁使用功能，为制定管理养护计划提供基本资料及动态数据。4.4.2定期检查的结果（1）桥梁整体概貌图99 高速铁路桥梁管养技术研究图4-30桥梁整体概貌图4-31桥梁夜晚概貌（2）桥面系及附属结构①挡砟墙锈蚀，如图4-33所示；②栏杆钢管锈蚀，如图4-36所示；③钢混连接处破损，如图4-40所示；④围栏锈蚀，如图4-41所示；⑤栏杆破损，如图4-42所示；⑥栏杆锈蚀，如图4-44所示；图4-32栏杆概况图4-33挡砟墙锈蚀100 广州大学硕士学位论文图4-34楼梯图4-35桥面整体概况图4-36栏杆钢管锈蚀图4-37铁轨概况图4-38桥面铁路石子路基图4-39铁路指示牌101 高速铁路桥梁管养技术研究图4-40钢混连接处破损图4-41围栏锈蚀图4-42栏杆破损图4-43隔音墙图4-44栏杆锈蚀图4-45支座检测预留通道（3）斜拉索斜拉索锚固端锈蚀，如图4-49所示。102 广州大学硕士学位论文图4-46斜拉索整体概貌图4-47斜拉索锚固端图4-48斜拉索拉杆图4-49斜拉索锚固端锈蚀（4）上部结构图4-50钢箱梁整体概貌图4-51钢箱梁底部图103 高速铁路桥梁管养技术研究图4-52钢混结合段图4-53钢箱梁与塔身钢混结合部图4-54主梁连接螺栓图4-55斜拉索锚固端（5）主塔及下部结构图4-56塔身及楼梯图4-57航空警示灯104 广州大学硕士学位论文图4-58塔身泄水孔图4-59钢混结合部图4-60塔身表面图4-61主塔基础4.4.3混凝土结构检查为检验混凝土质量，根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T23-2001）》，采用了回弹法测试梁体混凝土强度，现简介如下。本次按批量检测桥梁构件，每种构件挑选10个回弹测区，每个测区尺寸约为200mm×200mm，测区的大小是以能容纳1至6个回弹测点为宜。测区表面采用砂轮清除表面杂物和不平整处，让其保持清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、粉刷层、浮浆、油垢、蜂窝麻面等。按上述方法选取布置测区后，先测量回弹值。测试时回弹仪应始终与底面垂直，并不得打在气孔和外露石子上。每一测区用回弹仪各弹击16点。同一测点只允许弹击一次，测点宜在底面范围内均匀分布，每一测点的回弹值读数准确至一度，相邻两测点的净距一般不小于20mm，测点距构件边缘或外露钢筋、钢板的间距不得小于30mm。混凝土强度的推定步骤：首先得出各回弹测区的混凝土强度换算值（混凝土强度换105 高速铁路桥梁管养技术研究算值是指将测得的回弹值和碳化深度值换算成被测构件的测区的混凝土抗压强度值），然后采用统计方法计算混凝土强度推定值。混凝土强度测试结果见表4-1～4-2所示。表4-1该桥混凝土梁砼强度测试结果测区12345678910混凝土强度换53.152.151.450.652.152.751.051.451.950.2算值(MPa)平均强度换算51.7标准差0.91强度推定值(MPa)50.2值(MPa)表4-2该桥塔身砼强度测试结果测区12345678910混凝土强度换41.640.842.240.742.041.042.540.842.341.6算值(MPa)平均强度换算41.6标准差0.69强度推定值(MPa)40.4值(MPa)混凝土强度检测结果表明，该桥混凝土梁、塔身的混凝土强度推定值分别为50.2MPa、40.4MPa，均能满足相应砼强度设计要求。4.4.4钢筋保护层厚度检查本次钢筋保护层厚度检测采用的仪器是瑞士生产的Profometer5/Scanlog（加强型）钢筋扫描仪，该仪器是一种轻便、精巧的仪器，能无损地检测钢筋的位置、保护层厚度和钢筋直径。检测方法基于涡流和脉冲原理。其主要组成部件有显示器、多功能探头和路径感应轮等。主要具备定位钢筋、测定保护层厚度、测定钢筋直径、显示钢筋的分布图等功能。检测步骤如下：（1）将探头对空，按下“START/RESET”键，当信号条显示达到最小值时或检测范围显示到大范围，并且当前的保护层厚度示值为零时，复位过程完成。每次使用前应重复这个过程。（2）沿平行钢筋轴向方向移动探头，如果信号条向右边增长，且保护层数字变小，则说明探头正邻近钢筋；如果信号条向左边减小，且保护层数字变大，则说明探头正远离钢筋；当信号由小变大再变小，即产生一个突变时，仪器会发出短促的声音，并且最小的数字即混凝土保护层会自动存在“Memo”中。若信号条变化慢，则说明探头沿着钢筋轴向方向移动，应改变方向，沿垂直钢筋轴向方向移动探头。106 广州大学硕士学位论文（3）当声音辅助定位“Variotone”被打开（“MENU”-“BasicSetups”-“Audiblelocatingaid”），探头接近钢筋时，声音的频率会发生变化。在这种操作模式下，保护层厚度同样临时存在“Memo”中。（4）在环境非常嘈杂的情况下，应该戴上耳机。不管怎样设置，信号值的强弱都是探头与被测金属之间距离的尺度。（5）钢筋方向可以根据探头沿着其轴向方向移动时被确定。尽量保持其信号值和当前保护层厚度不变。该桥各部位的钢筋保护层厚度测试结果如表4-3所示。表4-3该斜拉桥各部位的钢筋保护层厚度测试结果构件名称钢筋的混凝土保护层厚度（mm）平均值(mm)2934354240混凝土梁3536342337384249534546主塔4547484029481927303743钢混结合区354827254746钢筋保护层厚度检测结果表明，该桥混凝土梁、主塔、钢混结合区钢筋保护层厚度分别为35mm、45mm、35mm，均能满足规范要求。4.4.5主要检查结论及建议1、根据以上所做的检查与检测，该桥的主要病害及无损检测结果如下：（1）上部结构、下部结构及主塔状况正常；（2）桥面系及附属结构：挡砟墙锈蚀、钢混连接处破损；（3）斜拉索锚固端锈蚀；（4）混凝土强度测试结果表明：该桥混凝土梁和墩身的混凝土强度均能满足设计及规范要求；（5）钢筋保护层厚度检测数据表明：该桥各构件的钢筋保护层厚度均能满足设计及规范要求。2、建议：及时对桥面系、斜拉索及附属结构锈蚀、破损处进行维修。4.5本章小结为了将研究制定的适合中国高速铁路桥梁的管养技术应用到实际的案例中以验证107 高速铁路桥梁管养技术研究其可行性及科学性，本章我们对某斜拉桥进行了一系列的检查工作。（1）根据已制定的管养技术确定了该桥梁结构的检查内容，并对桥梁结构进行了相应的经常检查和定期检查：上部结构、下部结构及主塔状况正常，桥面系挡砟墙锈蚀、钢混连接处破损，斜拉索锚固端锈蚀。（2）对混凝土强度和钢筋保护层厚度进行了相应的检测，该桥混凝土梁和墩身的混凝土强度、各构件的钢筋保护层厚度均能满足设计及规范要求。（3）根据检查结果提出了及时对桥面系、斜拉索及附属结构锈蚀、破损处进行维修的建议。108 广州大学硕士学位论文第五章结论与展望5.1结论本文对城市桥梁、公路桥梁、铁路桥梁三类规范的相关内容进行了深入的研究，分析对比了各自的特点及区别，并根据国内高铁桥梁的管养现状和运营要求，对其进行了科学的调整与改进，研究制定了一套适用于中国高速铁路桥梁的管养技术方法，主要结论如下：（1）城市、公路桥梁管养技术都是根据桥梁检测的深度、内容不同将桥梁检测划分为经常、定期及特殊检查三大类，出发点和层次基本一致；三种桥梁的管养虽按照不同的规范进行，但均采用类似的管养程序。（2）城市桥梁管养技术提出了养护类别概念，根据桥梁在城市中的重要性将城市桥梁分为5类进行养护，I类养护的桥梁技术状态分为2个等级，即合格和不合格；II至V类养护的城市桥梁技术状况根据BCI指数分为5个等级；公路桥梁相关规范根据桥梁技术状态评分Dr将公路桥梁技术状况分为完好及良好、较好、较差、差、危险五类；铁路桥梁管养技术根据结构物劣化程度将铁路桥梁技术状态分为A、B、C三级。（3）基于对既有城市、公路、铁路桥梁管养技术的分析与对比，结合我国高速铁路桥梁的管养特点和要求，制定了适合国内高铁桥梁的管养技术方法，包括检查、评定、养护的方法和流程。主要内容有：文档和信息资料管理、日常作业管理、检查与检测、技术状态评定、养护维修等。其中高铁桥梁的检查包括经常、定期、特殊检查以及针对影响行车安全性、对结构有重大影响的内容所做的专项检查。（4）通过运用已制定的高铁桥梁管养技术方法，对某斜拉桥进行了一系列的检查工作，包括日常检查和对桥面系、附属结构、钢结构、混凝土结构等的定期检查。根据检查结果提出了及时对桥面系、斜拉索及附属结构锈蚀、破损处进行维修的建议。5.2展望（1）本文仅在研究国内现有的桥梁管养技术的基础上，并结合国内高铁桥梁的管养现状及运营要求，制定了适合国内高铁桥梁的管养技术方法。可以参考国外高铁技术比较先进的国家所使用的高铁桥梁管养技术，分析对比国内外相关管养技术的区别及各109 高速铁路桥梁管养技术研究自的优缺点，以进一步完善我国的高铁桥梁管养技术。（2）随着科技与经济的快速发展，日后对高铁桥梁的安全性和稳定性的要求也会逐渐提高，而相应的桥梁管养技术也需要能够满足桥梁安全使用的要求，无论是从管理养护的体系上还是检查养护的方法或工具上都需要跟上高铁技术日新月异的发展，以进一步为桥梁和高铁的安全运营服务。110 广州大学硕士学位论文参考文献[1]余秋兰.桥梁养护与加固规范的分析研究[D].南京：南京林业大学，2010.[2]王瑞琦，马小刚，王继忠.城市桥梁与公路桥梁汽车荷载的比较和分析[J].城市道桥与防洪，2006，（05）：154-157+6+5.[3]徐威.既有铁路混凝土桥状态评定方法研究[D].成都：西南交通大学，2005.[4]胡健勇.铁路桥梁健康状态评估技术研究[D].石家庄：石家庄铁道大学，2015.[5]张红建.桥梁的基本养护[J].科技信息，2012，（01）：582+550.[6]陈栋梁.桥梁技术状况评定方法比较研究.重庆：重庆交通大学，2013.[7]耿超.浅析新老规范桥梁技术状况评定方法[J].公路交通科技（应用技术版），2012，（07）：293-294+310.[8]黄芯.我国首次发布公路桥梁加固设计和施工技术规范[J].工程建设，2008，（05）：9.[9]申强.公路桥梁养护检查与评定办法[C].全国桥梁、隧道养护与管理技术研讨会论文集，2013：74.[10]郑建交.《公路桥梁技术状况评定标准》(JTGTH21-2011)与04版桥涵养护规范的差异与不同[J].中国水运(下半月)，2012，12(11)：210-211.[11]张彬彬，陈凡，王海城.《城市桥梁检测与评定技术规范》CJJ/T233-2015编制要点解读[J].工程质量，2016，34(05)：1-3.[12]黄均.海外铁路建设项目物资招标采购中的评标方法研究[D].北京：北京交通大学，2015.[13]邱珂.城市轨道交通高架线预应力混凝土梁桥检定指标的初步研究[D].长沙：中南大学，2010.[14]资林勇.铁路线路改造及维修施工技术与安全风险管理研究[D].成都：西南交通大学，2013.[15]AyahoMiyamoto,KeiKawamura,HideakiNakamuta.BridgeManagementSystemandMaintenanceOptimizationforExistingBridges[J].Computer-AidedCivilandInfrastructureEngibeering,2000(15):45-55.[16]张文慧.桥梁加固技术策略决策方法研究[D].石家庄：石家庄铁道大学，2013.[17]李丽平.面向领域工程的公路桥梁养护管理研究[D].武汉：中国地质大学，2014.[18]刘德.基于GIS的桥梁结构健康监测与管理系统[D].大连：大连理工大学，2010.[19]季云峰，张启伟.新一代桥梁管理系统的研究与发展[J].世界桥梁，2004，（01）：61-65.[20]戴照彪.如何做好公路桥梁的日常养护与管理工作[J].安徽建筑，2013，20（03）：234-235.[21]刘梦晓.武汉天兴洲公铁两用长江大桥养护维修体系探索[D].成都：西南交通大学，2013.[22]方亮.城市混凝土拱桥BCI评价方法研究[D].重庆：重庆交通大学，2012.[23]宋东方.基于公路养护管理的GIS应用与开发[D].大连：大连理工大学，2000.[24]许秋香.浅析高速公路的养护与管理[J].科技创新导报，2009，（13）：87.111 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