第十篇 铁路工程桥涵、 隧道养护与维修

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第十篇铁路工程桥涵、隧道

养护与维修

第一章桥涵、隧道养护概述

第一节桥隧养护工作的基本理论要求

一、桥隧养护工作的基本要求

桥隧是铁路工务设备中永久性的大型结构物，也是铁路行车设施的重要组成部分和确保铁路运输安全畅通的关键设备，具有结构复杂、技术性强、修建困难、造价较高的特点。一旦损坏，轻则限速减载，重则中断行车。我国铁路桥梁自!"世纪初修建铁路以来，由于建造年代不同、技术标准不一和设计施工中的局限性，存在着许多问题。随着我国国民经济建设的持续发展，铁路运输强度的不断增长，为适应列车提速、重载运输的需要，桥梁必须具有更好的承载、抗灾能力和安全可靠度，这对桥隧养护部门提出了更高的要求。因此，做好桥隧养护工作，对于确保铁路运输安全，促进我国经济建设的发展，具有十分重要的意义。

二、桥隧养护工作的任务

桥隧养护工作按业务范围和工作性质可分为检查、保养、维修和大修等内容。桥隧养护工作，必须确立以“保证行车安全”为主要目标，遵循“设备质量保安全”的指导思想，做到每座设备“基础牢固，结构良好，状态均衡，设备改善，保证安全”。桥隧养护的基本任务是：

（#）根据桥隧运营中的状态变化，合理投入人力、物力，适时进行维修养护，预防或延

?$"%#?第一章桥涵、隧道养护概述

缓设备状态的劣化，经常保持状态均衡完好，以保证列车按规定的速度，安全不间断地运行。

（!）随着铁路运输强度的提高，有计划地加固和改善桥隧设备状态，提高承载能力，满足建筑限界和孔径要求，增强抗洪、抗震能力，充分发挥使用效能。

三、桥隧养护工作的原则

桥隧养护工作要满足铁路运输发展和行车安全的需要，而大部分施工作业又是在行车条件下进行既有设备的拆除、恢复或修理更换。因此，桥隧养护必须讲求科学合理、安全可靠，并遵循以下主要原则，力求在设备结构、作业手段、管理水平等方面有所成效。

（"）

全面贯彻铁道部提出的《铁路主要技术政策》和《铁路工务主要技术装备政策》的方针，结合实际需要和具体条件，制订桥隧养护维修工作计划和规划目标。

（!）严格执行《铁路桥隧建筑物大修维修规则》（简称《维规》以下同）规定的技术条件、技术标准、设备检查和管理制度等要求，同时还应遵照铁道部颁布的《铁路技术管理规程》、《铁路工务安全规则》等其他有关规章、规范、标准的规定，并将它们作为桥隧养护维修的基本法则。

（#）桥隧养护工作应根据铁路运输需要和设备技术状态，按照“预防为主，预防与整治相结合”的原则进行，有计划地整治重大病害，加固改造设备，防止病害发生和发展，及时消除危及行车安全的处所，保持桥隧设备经常处于均衡完好状态，提高整体结构强度。

（$）桥隧养护工作作业，应特别注意行车和人身安全，正确处理施工与运输的关系，在保证安全和质量的前提下，尽量减少中断行车和限制行车速度的时间。

（%）积极依靠科技进步，全面实行现代化管理，大力发展养桥机械化，不断提高工作效率和经济效益，逐步实现结构现代化、管理科学化。

四、桥隧养护工作的管理

桥隧养护工作管理主要包括两个方面，即对管辖桥隧设备的管理和养护工作生产全过程的管理。若按照业务分工，还有技术、计划、劳力、料具、成本、质量、安全、教育等管理。各项管理工作是由特定的管理体制的运作来实施的，并通过相应的工作制度加以保证。为使桥隧养护工作管理逐步走上标准化、规范化的轨道，为实现管理科学化创造条件，还应建立起行之有效的管理工作体系。

目前，我国桥隧养护工作管理的技术业务领导是铁道部，而在铁路局，实行路局———分局———工务段和工务段———领工区———工区两个三级管理。有关桥隧养护工作总的方针、原则和标准，由铁道部制订发布，铁路局按照“路局决策、分局组织、工务段执行”三?&’#"?第十篇铁路工程桥涵、隧道养护与维修

级管理的职能，有机结合加以实施。具体的维修工作由工务段下设的桥隧领工区、工区和专职巡守工担任。领工区、工区和巡守工的设立标准是根据管内桥隧建筑物的类型和数量多少来确定的。由于钢桥、圬工桥、涵渠等，每年需要花费的维修工作量不一样，而且相差很大，为了便于统计计算和合理配备维修人员，须把各类建筑物按其维修长度换算成统一的桥隧换算米。桥隧换算米是以跨度!"#以下的钢板梁桥的维修长度为标准，把其他桥涵都换算成钢板梁桥的维修长度，然后根据桥隧建筑物的总换算米的多少来设置领工区、工区和配备生产工人。《维规》规定各类桥隧建筑物的换算系数，见表$"%$%$。

表$"%$%$

桥隧建筑物换算长度计算系数建

筑物名称系数说明钢板梁

结合梁

箱形梁跨度&!"#$’"跨度!!"#

$’(钢桁梁跨度&)!#$’(跨度)!*+"#

,’"跨度-+"#

.’"圬工桥

框架桥

"’.涵渠"’,

调节河流建筑物及桥涵上下游防护设备每一立方米体积折合"’",(

隧道全长&$(""#"’!

全长!$(""#"’(

设有整体道床的隧道每米增加"’$

明洞和棚洞

"’!（$）混合桥按类分别计算：公路、铁路两用桥的公路部分及站内灰坑、渡槽比照圬工桥；天桥比照桥梁，地道比照隧道；倒虹吸管比照涵渠（,）维修长度指需要维修的桥隧建筑物长度。单线桥梁等于全长，双线或多线桥梁等于各线相加；单孔涵渠等于轴长，双孔及以上涵渠等于各孔轴长相加；单线隧道等于全长，双线及以上等于单线乘以$’,系数工务段根据管辖桥隧设备数量的多少，下设若干个桥隧领工区、工区。每个领工区管理$(""*."""桥隧换算米，里程以$""/#左右为宜。每个工区管辖+""*$,""桥隧换算米，里程以不超过("/#为宜。为了加强对重要及长大桥隧设备的管理和维修，可视具体情况设立桥（隧）工段（处）专业机构。根据桥隧设备情况，工务段或领工区设立一个或几个桥隧机械化工队，在段或领工区的统一安排下，与工区密切配合，负责设备的综合维修、单项病害整治和段办桥隧大修工程。有大隧道和隧道较多的工务段，还应设置隧道通风和照明工区。

桥梁的大修改造，另由专业大修部门承担，桥梁动态特性和病害诊断由路局组织桥梁检定队通过试验进行评估，从而实行对桥梁养护工作的全面管理。

?0".$?第一章

桥涵、隧道养护概述

随着铁路运输载重增加，列车密度加大，行车速度提高，势必造成设备状态损耗加剧，养修作业时间减少。由于运输组织的调整，小站慢车的关停，给桥隧养护工作带来了更大的难度。因此，桥隧施工养护的管理，在组织体制、修程修制、养修方式、作业手段等方面进行相应的改革，也是势在必行的。根据国外对桥隧养护工作的管理经验，结合我国的具体实际，将管理基层的工务段作为设备管理部门，注重对桥隧设备的检查、管理和日常养护，实行养修成本控制。桥隧的大修和维修由专业维修部门负责进行，从而将粗放性的管理机制转变为经营性的管理机制，以保证桥隧养护工作管理水平的提高。

第二节桥隧养护工作的基本方法

一、我国桥隧养护方式的沿革

回顾建国以来我国铁路桥隧养护维修的方式，曾经历了以下几个阶段：

解放初期，桥隧养护是附属于线路养护范围而进行的，以养路段的形式，在养护线路的同时兼修桥隧。后来才改变为线路与桥隧分别养护的工作方式。

!"世纪#"年代，

从当时的设备状况和养桥工作的实际情况考虑，参照了前苏联当时推行的“养桥法”，建立了“桥隧计划预防性维修工作制度”，对维修方针、技术标准、检查验收、工区管理、经济核算等的问题，制定了一些规章制度。

在$"年代末到%"年代中，一些行之有效的规章制度和工作方法被遭到破坏，出现了桥隧养护工作中“以养代修”、“养修不分”的不正常现象。

%"年代末期开始，

随着工作重点的转移，对桥隧养护方面也做了许多整顿工作，开展了全面质量管理，使桥隧养护工作有所加强。&"年代初铁道部提出了线桥维修改革的意见，突破了一年一遍计划预防维修的模式，实行钢桥’(!年，圬工桥、隧道、涵渠!()年维修一遍的维修方法，从宏观上对“过剩修”的状况进行了初步的改善。

综观我国桥隧养护制度的沿革过程，使我们感到，长期以来所采用的养护维修方法，虽然对保证行车安全起到了一定的作用，但依然存在着许多不合理的弊端。前期采用的“事后维修”方式，其弊端是“头痛医头，脚痛治脚，治病不治根，治表不治本”，其结果是造成设备失修，不能充分保证列车安全平稳地运行。然而，后期采用的：“一刀切”的周期性维修制度，则是不管设备类型和实际状态，不分运量大小和速度高低，统一规定一年或二年做一遍维修的方法，没有考虑各种不同因素，忽视了设备本身的状态变化，没有实行科?&")’?第十篇铁路工程桥涵、隧道养护与维修

学的预防，往往由于费用和劳力的限制，富裕多做，紧张少做，不可避免地会造成“养修不分”或“以养代修”。不该修的设备“提前修”，急需修的设备没有“适时修”或“简化修”，从而带来的后果是：故障经常存在，不能做到设备均衡完好。

为了改变“事后修”或“一刀切”的维修方法，必须根据桥隧养护工作的特点，按照设备“状态修”的原理，进行维修方式的改革（见图!"#!#!

）。第一章桥涵、隧道养护概述

各个构件相互传递着来自列车的荷载，并保持整体平衡完好。由于各个构件的材质不同、构造不同、功能不同，其自身的状态变化规律也不同。还应根据不同规律和构件特点，区分出保养、维修、大修的不同修程范围，确定不同修程的作业项目和要求。

（二）制订标准

在划分保养、维修和大修三个修程的界限后，还要解决每个修程在什么状态下进行养护？养护到什么状态？制订出相应的状态临界标准、作业质量标准和工作标准，使设备状态、作业质量、养修投入得到有效地控制。

（三）确定周期

为使桥隧养护工作有效运作，必须合理确定“临界修”和间隔时间，也就是要确定合理的周期。由于桥隧设备的结构类型不同，使用条件不同，新旧程度不同，其“临界修”和间隔时间有很大的区别，因此合理确定周期是桥隧养护工作中的一个重要决策问题。

周期的合理确定，应以设备状态变化规律、设备安全可靠程度和总费用最节省为依据，一般取决于设备的变化速率和出现故障的平均间隔。所确定的周期，决不允许设备出现失修状态，以设备的储备能力略有过剩为好。对具体的每座桥梁来说，还要“因地制宜”，不能“一刀切”，要以状态控制来调整保养或维修或大修的间隔时间。综合维修周期，宏观上应按照不同设备类型控制，即钢梁桥（含混合桥钢梁）两至三年，圬工桥（含混合桥圬工梁）四至五年，隧道、涵渠、框构桥等设备的维修周期，视技术状态而定。

（四）建立体系

为了使“状态修”的原则在维修养护中切实应用，还必须作出实施的具体规定，建立起保养、维修和大修工作管理体系。

!"保养体系

（!）通过观测分析找出不同部件的变化规律后，要重点找出与行车关系较大的部件的状态变化速率。

（#）

根据变化规律，统筹考虑，使每次保养后都要留有一定的储备能力。克服劳力多，多保养，劳力少，少保养，或追求“格上格”等盲目保养的状况。

（$）要对状态质量和作业质量实行全面控制。对设备的检查，要根据“状态修”的需要，除做好常规检查外，还需开展全员、全设备、全项目的检查，建立检查负责制和状态分级控制的办法，对作业质量的控制，除强调作业标准化，严格作业纪律外，对关键项目运用质量管理图，实行作业质量控制。

#"维修体系

（!）根据设备状态变化规律和整体功能的需要，确定维修的控制项目和控制条件，建立状态标准。

?%!$!?第十篇铁路工程桥涵、隧道养护与维修

（!）以改善设备状态、均衡质量、延长大维修周期和设备使用寿命为目的，明确维修的项目范围和要求，建立工作标准。

（"）明确维修在技术上和作业上的要求，也就是养护到什么状态，建立作业标准。

"，

大修体系（#）

按照桥隧设备整体功能和安全可靠度的需要，根据状态变化规律和故障性，确定大修的修程范围和控制条件。

（!）

以提高质量，均衡状态为目的，通过对更换桥面、钢桥涂装寿命周期、最佳经济效益的分析研究，合理匹配三大修程周期，逐步走上设备良性循环的轨道。

（"）

明确大修工作的技术管理要求，建立作业标准和工作标准。第三节桥隧养护的基本内容

从桥隧养护的基本任务出发，为确保铁路运输安全畅通，适应列车提速、重载运输需要，桥隧养护工作应重点做好设备检查、状态分析评估和预防整治病害等工作。

一、桥隧设备检查

桥隧设备检查是做好桥隧大修、维修工作的重要依据。对桥隧建筑物进行周密检查的目的是详细了解桥隧建筑物在运营中所发生的变化，及时发现病害和分析病害原因，并据以采取有效防治措施，合理安排大维修工作；积累技术资料，系统地掌握桥隧设备状态，准确规定建筑物的使用条件：使设备经常保持完好状态，保证列车安全和不间断地运行。对桥隧建筑物的检查是桥隧维修工作中极其重要的组成部分。

检查制度包括：水文观测、经常检查、定期检查、临时检查、专项检查、检定试验等。#$水文观测

凡跨越江河水库的特大、大桥及其他需要了解墩台基础冲刷、河床变化、河道变化、水流量、冰凌等情况的桥梁，均应进行河床断面、水位、洪水通过时的流速、流向、结冰及流冰情况的观测。其他有洪水通过的桥梁和涵洞，只需观测最高洪水位。

!$经常检查

经常检查由工长、领工员、工务段负责人分别进行。主要目的是系统了解建筑物的一般技术状态，发现病害应及时消灭，并调查需要修理的工作量，同时检查和指导维修和大修工作的进行情况。每次检查结果应填入《桥隧检查记录簿》（!桥%#）。发现重要病

?##"#?第一章桥涵、隧道养护概述

害或病害发展较快时，应及时逐级上报，必要时绘制病害示意图，并记入桥隧登记簿或桥隧专卷内。

工长每月应对钢梁桥、混合桥（钢梁部分）和其他重要桥隧设备（由工务段规定）检查一遍，每季至少对工区管内设备检查一遍，在每座桥隧维修时，应组织工人进行一次全面检查。

领工员每季应有计划地对管内桥隧设备进行检查，做到每半年全面检查一遍，工务段长应有计划地检查长大、技术复杂及严重病害的桥隧设备。

!"定期检查

春融及汛前对桥隧涵排水、泄洪及渡汛防护的设施进行一次检查。秋季。（三季度），应对桥隧涵设备进行全面检查。据以拟定病害整治措施，安排设备维修计划，确保行车安全。

检查工作由工务段根据铁路局的布置组织进行。长大桥隧及重要设备，工务段长必须亲自检查，分局（总公司）和铁路局（集团公司）派员重点参加。检查后工务段应将主要的病害资料加以整理并存入桥隧设备档案，写出分析说明或总结，填好有关报表按规定日期上报。对每座设备填写《铁路桥隧建筑物秋季评定记录表》、并汇总填写《桥隧建筑物状态报告表》，提出病害发生原因、增减情况等状态分析报告，铁路局审查汇总后，于#$月底报铁道部。

%"临时检查

当设备遭受地震、洪水、台风、火灾及车船撞击等紧急情况时，为及时得到结构物状态的信息而进行的检查。

&"专项检查、

检定试验对于特别长大的、构造复杂、高墩、有严重病害或新型结构的桥梁应进行专项检查或检定试验。通常的检查内容包括：河床断面、限界、挠度、墩台变形和基础病害检查等。

二、状态分析评估

桥隧设备通过各项检查，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，对运营桥隧状态的评估方法，主要有以下几种。

（一）状态劣化评定

桥隧在运营过程中，承受荷载的作用和环境的侵害，必然会引起结构功能的变化，构成对行车安全的影响，也即桥隧状态的劣化。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，桥隧的劣化程度也是不同的。为了便于对桥隧劣化状态进行评定，铁道部制定了明桥面、钢梁、混凝土梁、支座、墩台基础、桥渡?’#!#?第十篇铁路工程桥涵、隧道养护与维修

和涵渠、隧道等《铁路桥隧建筑物劣化评定标准》，将劣化程度进行分级，即!!（极严重）、!!（严重）、"（较重）、#（中等）、$

（轻微）等级，如表!"#!#$所列。表!"#!#$

状态劣化等级劣化等级对结构功能和行车安全的影响措

施!!!（极严重）结构功能严重劣化，危及行车安全立即采取措施，如停运、限速或限制荷载

!!（严重）结构功能严重劣化，进一步发展会危及行车安全尽快采取措施

"（较重）如劣化继续发展，将升至!级加强监视，必要时采取措施

#（中等）影响较少加强检查，正常维修

$

（轻微）无影响正常保养、巡检评定时以每座设备为单位，按表!"#!#%所列的部位项目，对照《铁路桥隧建筑物劣化评定标准》的规定，分别评定其等级，以其劣化程度最严重的一项的等级，判定为该座设备的劣化等级，并采取相应措施，合理安排整修计划。

（二）病害诊断及剩余寿命评估

桥隧在运用检修的寿命周期内，根据状态变化和健全衰退的程度，进行适时的修理，使其最大限度地恢复原有的功能。但随着时间的推移，其健全度（注：指结构物完成其特定功能的健康安全度或损伤度）必将逐步丧失，以至失去应有功能而报废。因此，对桥隧在运用过程中，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，充分发挥桥隧功能的潜力，最大限度地延长使用寿命，取得最佳的技术经济效益，具有十分重要的意义。

表!"#!#%

铁路桥隧建筑物劣化评定项目设备名称

部位项目桥

梁明桥面

桥枕、伸缩调节器钢

梁裂纹、变位、铆钉或高强度螺栓、腐蚀、检定承载系数圬工梁裂纹、变形、防水层及排水系统、保护层中性化支座铸钢、橡胶

墩台基础裂损、倾斜、腐蚀、冻融、下沉

桥渡

冲刷、淤积、孔径及净空、河调建筑物

隧道衬砌、防排水设施、洞门及防护设施、冻害、腐蚀

涵渠涵身、防护设施、孔径（三）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，解决了较为复杂的疑难问题，这就是所谓的专家系统。如桥梁损伤评估专家系统、隧道

?%!%!?第一章桥涵、隧道养护概述

病害（变异）诊断专家系统（简称!""专家系统）和隧道整治专家系统等。这项技术已在部分路局使用，效果良好。若进一步完善后推广应用，将使桥隧状态评估更为简捷、准确。

三、预防与整治病害

目前，我国铁路运输桥梁中的病害桥梁将近占桥梁总数的五分之一，虽不断进行整治，但新生病害的增长趋势仍未很好地抑制。因此，桥隧的养护工作，是在做好设备检查和状态评估的基础上，根据不同的劣化程度，有针对性地进行经常保养、综合维修和大修整治，做好各项作业验收评定工作，有效地预防或控制病害的发生或发展。

#$经常保养

这是桥隧养护维修的主要环节。保养工作一般以整座设备进行，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，原则上钢梁桥（含混合桥钢梁）%个月，其他设备&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。其重点内容是：明桥面桥枕、护轨、联结零件的整修，钢梁清洗和涂装修补，支座清扫加油，圬工体勾缝修补，排水盲沟疏通等。桥隧建筑物保养质量评定工作通过工区自评，领工区定期评定和工务段抽查评定的方式进行。每座设备的保养质量评定是根据该设备各部分存在的问题，按照《桥隧建筑物保养质量评定标准》的规定，根据扣分的情况来评定保养质量的优劣。每座设备扣分的总和，除以该设备的维修长度（取整数）即为该设备的保养质量平均分（取小数点后一位）。保养质量每米平均分在’分及以下且无单项质量扣#(分者为合格，否则为失格。每次评定的情况，均应填写《桥隧建筑物保养质量评定记录表》（工桥—#)），以备抽查。

)$综合维修

这是桥隧养护的重要修程，其重点内容是：全面整平桥面，更换失效桥枕，联结零件整修或更换，钢梁维护性涂装，伤损构件整修或更换，圬工裂损修补，支座整平加油，检查设备整修等。桥隧综合维修作业质量的验收，要严格执行工务段、领工区、工区三级验收制，分级把关，控制质量。综合维修作业质量评定分为优良、合格、不合格三个等级。全部项目一次验收达到合格及以上，主要项目均达优良即评为“优良”；全部项目达到合格及以上，可评为“合格”，否则为“不合格”。若出现不合格处所，经返修复验合格，只能评为“合格”。

%$大修整治

这是桥隧养护工作全盘的重点，其作用是：根据桥隧技术状态和运输发展的需要，有计划地进行周期大修，重点病害整治和加固改造，恢复或改善设备功能，延长使用寿?*#%#?第十篇铁路工程桥涵、隧道养护与维修

命。桥隧大修工程的质量，以每项工程综合评定，分为“优良”、“合格”、“不合格”三个等级。

优良———全部工作项目的质量，一次验收达到合格及以上，其中主要工作项目的质量全部达到优良。

合格———全部工作项目的质量达到合格及以上。

不合格———任何一项工作项目的质量未达到合格。

若不合格项目返工整修，经复验达到合格及以上，只能评为“合格”。

第四节桥梁养护的基本技术要求

各类桥隧建筑物必须符合基本技术要求。其基本技术要求有：荷载、限界、孔径和净空、墩台基础埋置深度、刚度、抗震等。

本章只介绍基础埋置深度、刚度（限界在隧道中已讲述）。

一、基础埋置深度

由地面到墩台基础底面的距离叫做墩台基础的埋置深度，它主要决定于河流类型和河床的承载能力、抗冲刷能力、冻结深度、冲刷深度等。一般说来，基础埋置愈深，’就愈能保证墩台基础的稳定性，墩台基础不易被冲毁并避免受地基土冻胀的影响。但是，随着基础埋置深度增加，也增加了基础工程的数量和施工的难度，造价也随之增加。所以，决定桥梁墩台基础埋置深度时既要考虑安全，又要考虑经济。

（一）明挖基础和沉井基础

明挖基础和沉井基础的基底埋置深度应符合下列规定：

（!）对于冻胀、强冻胀土，在冻结线（即当地最大冻结深度）以下不少于"#$%&；对于弱冻胀土，不小于冻结深度的’"(。

（$）在无冲刷处或设有铺砌防护时，一般在地面下不小于$#"&。

（)）有冲刷处，在墩台附近最大冲刷线下不少于表!"*!*+所列安全值。

（+）对于不易冲刷磨损的岩层，应嵌入基本岩层不小于"#$,"#%&（视岩层抗冲击性能而定）。如嵌入风化、破碎、易冲刷磨损岩层时，按未嵌入岩层计。

对于有冲刷现象的浅基桥（如泥质胶的砂岩和页岩等），应根据冲刷的发展情况，采取防护加固措施。

?%!)!?第一章桥涵、隧道养护概述

表!"#!#$

最大冲刷安全值

冲刷总深度（%）

"&!"!&’"安全值（%）

一般桥梁

’("

’(&)(")(&$("特大桥（或大桥），属于技术复杂、修复困难、重要者

设计流量)(")(&$("$(&&("检算流量

!(&

!(*

’("

’()

’(&

注：冲刷总深度为自河床面算起的一般冲刷深度与局部冲刷深度之和。

（二）桩基础

桩基承台座板底面标高应符合下列规定：

（!）承台座板底面在土中时，应在冻结线以下不小于"(’&%，或在最大冲刷线下不小于’%（桩入土中深度不明时）。桩在最大冲刷线下的入土深度必须保证墩台稳定。

（’）

高桩承台座板底面在水中时，应位于最低冰层底面以下不小于"(’&%，或桩在最大冲刷线下的埋置深度必须保证墩台稳定。

（)）木桩顶面位于最低地下水位或最低水位以下不小于"(&%。（$）钻（挖）孔浇筑桩为柱桩时，嵌入基本岩层以下不小于"(&%。不符合上述一、二项规定中任一单项的墩台，列为浅基基础。

对于运营中的桥梁，如河道稳定，并在长期运用中已安全经过检定洪水（或设计洪水），或大于检定洪水（或设计洪水）的一般大中桥的基础埋置深度，虽不符合表!"#!#$的规定，仍可不列为浅基。

浅基墩台已作永久性的防护后，可不列为浅基。

浅基桥梁对于铁路运输安全是一个很大的威胁。如墩台基础深度不明，应认真进行挖验或钻探，摸清情况，对于浅基墩台进行永久性的防护、加固，从根本上予以改善安全情况。

二、刚度

刚度系指桥跨结构受荷载后抵抗弯曲变形的能力。它是标志桥跨结构的整体性能和综合技术状态的一个重要指标。为了保证桥跨结构在荷载作用下不致发生巨大变形和剧烈的震动，使列车安全平稳运行，桥跨结构必须具有足够的刚度。

桥跨结构是一个空间结构，它在荷载作用下的工作状态和形变是复杂的。如何准确地测定出它的刚度也是一件很复杂的事情，这需要从理论上和实践上作深入的研究。我国目前是将桥跨结构的刚度分为竖向刚度和横向刚度来进行检验的。衡量竖向刚度的指标是挠度，衡量横向刚度的指标是水平自由振动周期和宽跨比。

（一）竖向刚度（挠度）

挠度就是桥跨结构在竖向荷载作用下产生弯曲后的下垂度。一般所说的挠度系指?

+!)!?第十篇铁路工程桥涵、隧道养护与维修

梁跨的弹性挠度，即当活载离去后可以自动恢复的竖向变形，故不包括梁跨由于自身重量而产生的恒挠度。

挠度是检验桥跨结构综合技术状态的一个重要指标，工务部门应切实掌握和了解管内桥梁梁跨挠度的现状及变形。

设计规范规定梁跨在承受竖向静活载（即不包括冲击力）作用下所产生的弹性挠度，应满足表!"#!#$的规定。

表!"#!#$

桥梁最大容许挠度值

梁

式

最大容许挠度值钢梁

桁

梁

简

支跨度的!%&""连

续

边

孔

跨度的!’&""中

孔

跨度的!%($"板

梁

简支跨度的!%(""混

凝土梁

普通钢筋混凝土梁及预应力混凝土粱

简

支跨度的!’)""连

续

边

孔

跨度的!’)""中

孔

跨度的!’(""

由于目前的设计计算常建立在某些简化的假定上，故实测挠度较理论计算为低。《铁路桥梁检定规范》综合了建国以来的实测资料，经分析推理和验证，又制定了常用梁跨跨中挠跨比的参考限值，在实践中对工务养护工作具有现实意义。梁跨的挠度超过了此限值时，应及时进行分析研究，必要时采取加固或限速措施。《铁路桥梁检定规范》中的梁跨最大竖向挠度参考限值见《维规》附录一。

（二）横向刚度

桥跨结构应有足够的横向刚度。如果横向刚度不足，则可能引起：（!）横向剧烈振动。可能导致列车脱轨或严重影响旅客舒适。（*）在列车活载作用下，桥梁整体丧失稳定。

《维规》规定：跨度大于+",的简支钢梁，在动活载作用下，其横向自由振动周期，应不大于"-"!!（.）（!为跨度，以,计），并不大于!，$.。超过时应加强观察或采取改善措施。

我国运营实践和实测资料表明：中小跨度的钢梁水平自振周期小于"-"!!（.），但有很多却超过了!-$.的规定。所以《维规》规定主桁（主梁）的中心距不宜小于跨度的!’!$，

即用宽跨比来保证钢梁的横向刚度。虽然在运营线上梁有足够的宽跨比，但由于纵平联和横联较薄弱，摇晃较严重，整体性不好，难以保证行车安全。为了保证钢梁具有足够的横向刚度，目前采用的宽跨比不超过!’!$，横向自由振动周期不大于"-"!!（.），并不大于!-$.两个指标来衡量钢梁的

?

(!+!?第一章桥涵、隧道养护概述

横向刚度。

除了桥跨结构应具有足够的刚度之外，墩台也必须具有足够的刚度，这样才能保证梁整体结构具有足够的刚度。所以《维规》规定：运营桥梁的混凝土、钢筋混凝土和石砌实体墩台，在动活载作用下应具有足够的刚度，实测墩顶横向最大振幅和最低频率应满足附录三参考限值的规定。如超过参考限值规定，应查明桥墩的技术状态，必要时进行加固或采取保安措施。

（三）上拱度

为了使列车过桥时桥上轨道转折角尽可能小，列车能比较平顺地通过，《维规》规定：跨度在!"#及以上的钢梁，桥上线路应设置上拱度。设置时，应特别注意使钢梁两端线路衔接平顺。

上拱度值一般按以下规定设置：

（$）现行最大活载（包括冲击）作用下实测弹性挠度的一半；

（%）中活载作用下计算静挠度的一半；

（!）悬臂梁端部的上拱度值，可采用按%倍悬臂梁长度的简支梁计算挠度的一半，自由梁的上拱度值按简支梁设置；

（&）连续梁的端孔按简支梁设置。

实测或计算挠度小于梁跨的$’$(""或$)##时或为连续梁的中孔时，

可不设上拱度。

?*$!$?第十篇铁路工程桥涵、隧道养护与维修

第二章桥隧的养护

第一节钢桥养护

一、钢桥构造

凡桥的上部结构是钢做成的统称钢桥，对长大跨度的桥梁采用钢桥比较经济合理。（—）钢桥优缺点

!"钢桥有很多优点，

主要有：（!）强度大而且重量轻，钢材的密度与容许应力的比值是各种材料中最小的，也就是说在抵抗同样外力的情况下，钢结构需要的断面积和体积最小，重量也最轻。

（#）

运送、拼接和架设都比较简便，可以全部在工厂中制造后直接运送到工地拼装架设。

（$）

在活载增加或桥梁部分损伤时，修理加固比较方便，一般都可以在维持通车的条件下进行。在受到严重损坏或遭受破坏时，能够在较短时间内修复。

#"钢桥主要的缺点是：

容易生锈，需要涂刷油漆保护，同时需要采用明桥面，桥枕直接铺在钢梁上，而且钢梁要比圬工梁拱受活载的冲击影响大，养护费用较高。因此目前中、小跨度的钢梁已基本被钢筋混凝土梁所取代。

（二）钢桥材料

以往广泛采用于桥梁的结构钢主要是甲$桥（%$&）碳素结构钢或!’桥（!’&）碳钢，

?(!$!?第二章桥隧的养护

它们都适合于焊接。为了减轻钢桥自重，目前已大量采用高强度的!"锰桥（!"#$%）普通低合金钢及!&#$’(%。这种钢的含碳量与甲)桥钢比较并未增多，而含锰量高，所以它的强度比甲)桥钢增加&*+。

钢桥中其他各部分所用的钢料规格有：

铆钉———铆螺,（#-,）

号钢；精制、普通螺栓———甲)（.)）、铆螺)（#-)）；

高强度螺栓———螺栓用/*硼（/*0）、,*锰钛硼

（,*#$120）；螺母及垫圈用/&号优质碳素钢、!&锰钒硼

（!&#$’0）；支座上下摆、摇轴和座板等———铸钢,&!（34,&!）；

铰、辊轴———用)&号锻钢。

（三）铆接、焊接和高强度螺栓连接

钢梁在工厂制造的时候，先将各部件组成构件，到了工地后再将各构件拼装成整孔的钢梁。根据连接的方式钢梁可分为铆接梁、焊接梁、铆焊梁及工地采用高强度连接的栓焊梁。目前跨度在!**5以下的新建钢桥已逐渐采用栓焊梁。

在铆接钢梁中，杆件内力是靠铆钉的剪切或承压来传递的；在高强度螺栓连接中，杆件内力是靠钢板表面的摩擦力来传递的，钢板表面的摩擦力是由高强度螺栓给连接钢板以强大的夹紧力产生的。由于高强度螺栓比同直径的铆钉承载力为大，且内力传递靠摩擦力，故在受力相同时，需要的高强度螺栓数目比铆钉为少。高强度螺栓的连接靠钢板表面间的摩擦力，由于传递面积大，它既没有焊接梁存在的焊接应力及变形问题，也没有铆接梁存在的钉孔处的应力集中现象，可以提高构件的疲劳强度，这就是高强度螺栓连接的特点。图!*6,6!为铆接、高强度螺栓连接与焊接示意图。值得注意的是：高强度螺栓的承载能力是以抗滑强度来表示的，所以被连接的钢板面应符合设计要求，

扭矩值必须达到一定的预应力值。第十篇铁路工程桥涵、隧道养护与维修

铆钉连接的最大优点是具有极良好的弹塑柔韧性，而采用焊接则可避免因钉孔而削弱杆件截面。焊接钢梁与铆接钢梁比较，可以节约钢材!"#$%&#；在养护方面，不需要抽换松动铆钉；且因焊接梁构件简单平整，不再有窄小缝隙和铆钉头，减少了除锈油漆工作及劳动强度。焊接是刚性连接，存在焊接力与焊接变形问题，应特别强调焊缝质量的检查。工厂采用焊接能保证焊接质量，工地采用高强度螺栓连接，施工简便，既能节约钢材（比铆接节省!"#左右），又可免除工地复杂的焊接操作和焊缝质量检查，也不必像铆接那样需要熟练的铆工，而且所需工具简单，可提高工效’&#。所以从架设施工到养护都较方便。

（四）钢板梁构造

在钢桥中，板梁桥的构造比桁梁简单。当跨度在’&(以内时，从制造、安装、养护等方面全面衡量，板梁都较桁梁有优越性。

板梁桥的结构形式可分为上承式和下承式两种。上承式是常用的形式，因为它的主梁间距小，桥面直接放在主梁上，不需要桥面系，用钢量少，所以桥墩台圬工数量比用下承式板梁为少，因此比较简单经济，只有当建筑高度受到限制时，才考虑采用下承式板梁。

!)上承式板梁

上承式板梁桥结构由桥面、主梁、联结系和支座四个主要部分组成。支座构造在“桥涵设计”课程中已有叙述，以下介绍主梁及联结系。

（!）主梁

主梁是桥跨结构的承重结构，整个桥跨的重量及列车荷载均由主梁通过支座传递给墩台。

主梁一般采用两片，对称布置于线路两侧。铆接板梁的主梁由腹板及上下翼缘构成工字形截面，见图!&*%*%所示，翼缘包括翼缘角钢及翼缘盖板。此外，为了使腹板稳定，需要在腹板侧面设加劲肋

（角钢）。第二章桥隧的养护

（!）联结系

由上下平纵联及横联所组成，它和主梁共同形成一空间结构，其作用为：保持各构件于正确的位置；承受横向水平力（风力、列车横向摇摆力、离心力）并传递到支座；减少受压翼缘的自由长度；中间横向联结系可以增加桥跨的横向刚度，使两片主梁受力均匀。

上承板梁的纵向联结系分为上平纵联及下平纵联两种，分别设置在主梁的上、下翼缘平面内，连同翼缘形成水平的桁架。它的两弦即主梁的翼缘，腹杆则由斜杆与横撑杆组成。它的形式有三角式及交叉式两种，见图"#$!$

%所示。

图"#$!$%上承式板梁纵向联结系形式

横向联结系分为中间横向联结系及端部横向联结系，两者均为叉架式的撑架，见图

"#$!$&所示，

它的上下水平杆件即为纵向联结系中的横撑杆，

竖直杆件即为板梁内侧的加劲角钢。

图"#$!$&上承板梁横向联结系

!’下承式板梁

下承式板梁与上承式板梁的主要不同点为：

（"）桥面通过桥面系放在主梁的下部，桥面系由纵梁和横梁组成。桥面铺在纵梁上，纵梁支承于横梁上，横梁支承于主梁上，纵横梁一般均用板梁制成，见图"#$!$(所示。

（!）主梁间距根据限界要求确定。

（%）无上平纵联、横联，只有下平纵联。

由于下平纵联承受全部横向力，杆件受力较大，故腹杆采用交叉式，其横撑杆即为横?!!%"?第十篇铁路工程桥涵、隧道养护与维修

梁。横梁与主梁联结处设有三角形的肱板，

横梁肱板与主梁构成一个开口刚架。第二章桥隧的养护

较小的桁梁以采用三角形桁架为宜。大跨度的桁架则采用菱形，见图!"#$#%

所示。

图!"#$#’(形截面杆件

$+桥面系

?,$-!?第十篇铁路工程桥涵、隧道养护与维修

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