[发明专利]跨度64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车强化方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体而言，涉及一种跨度64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车运营的强化方法。

背景技术

我国地域辽阔，人口众多，铁路运营现状难以满足巨大的货物运输需求，随着近年来高速铁路的发展，适时在既有线开行重载货物列车可以有效缓解这一矛盾。

在重载相关研究中，提出我国新建与既有路网互联互通的完善性线路，货车轴重定位宜为27吨，现有运煤专线专用货车轴重不宜小于30t。开行重载货物列车对于线下的钢桥结构来讲无疑会引起较大的受力变化，钢桥杆件众多，列车轴重的增大和运输次数的增加对于不同类型的杆件产生的影响也不尽相同。如果仅仅因为重载列车荷载超过了设计荷载就予以更换或重建，必将造成巨大浪费，可针对薄弱构件或部位进行适当的强化或改造。近年来，针对铁路钢桥进行横向刚度改造的案例较多，而针对重载强化的案例并不多见。

钢梁杆件强化时要区分拉杆和压杆，强化拉杆时，可以采用加大截面法(加焊钢板、型钢)或粘贴碳纤维复合材料等方法，但工地焊接难以保证焊缝质量，容易因焊接缺陷形成新的裂纹，进而影响钢桥使用寿命，因此可采用栓接钢板进行强化。强化压杆时，通常在在翼缘两侧用高强螺栓加贴钢板，以增加杆件的抗弯刚度。杆件强化后还应注意对节点板进行强化，以免在连接处形成新的薄弱部位。更换新节点板难度较大，通常采用的是增加节点板厚度、延伸节点板范围、更换连接铆钉等强化方式。开行重载货物列车后，因疲劳应力幅的增大和作用次数的增加，钢桥会相继出现疲劳裂纹，按裂纹成因可分为循环主应力引起的疲劳裂纹和往复面外变形引起的疲劳裂纹两类。针对循环主应力引起的疲劳裂纹，在强化时应设法降低其应力幅值，可采取的措施有：加贴拼接板、增加杆件有效截面、更换鱼形板等。同时应设法消除焊缝原始缺陷，可采取的措施有：对焊缝进行锤击、打磨、TIG熔修等。针对往复面外变形引起的疲劳裂纹，通常从两个方面进行强化。一方面，放松小间隙处约束以减小刚度，释放变形，如钻止裂孔可减小或释放对腹板面外变形的约束，当止裂孔无法阻止裂纹扩展时，还可配合切割部分竖向加劲肋增大小间隙长度，以减小面外变形产生的次应力；另一方面，加强连接以增加刚度，约束面外变形，如采用角钢将加劲肋与翼缘进行连接。为避免消弱受拉翼缘截面，也可采用T型加劲肋加劲腹板等方法进行强化。

截至2015年末，全路共有钢桥6000余孔，其中下承式桁梁孔数较多，约占总数的近20％。国内已有钢桁梁强化案例仅限于对梁体横向刚度的加固，尚没有针对于重载的强化改造案例。

我国铁路桥梁长期以来一直按照中-活载标准进行设计，即使作为重载铁路专线的大秦线，也同样采用了中-活载图式，该设计标准从承载能力上可以涵盖25t轴重列车，通行27t轴重通用货车也基本可行。对于64m钢桁梁而言，仅小部分影响线长度小于8m的杆件需要局部强化。但如果通行轴重30t及以上的重载列车，其静荷载效应已经超过了设计荷载，局部小范围的强化已不能满足30t重载使用要求。对于64m钢桁梁而言，主桁杆件以及连接节点板，桥面系杆件以及纵横梁连接处的鱼形板等均需要强化，才能满足30t重载使用要求。鉴于此，重载强化难度较大，主要体现在强化工程量大，施工作业面多，尤其是如何在不影响线路正常运营的情况下，又好又快的完成强化改造是一项崭新课题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种不影响正常行车的既有双线跨度64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车的强化方法。

本发明提供了一种64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车强化方法，对64米铁路钢桁梁进行强化施工，具体包括：

步骤1，对铁路桥面系中的36处鱼形板进行更换，鱼形板更换涉及桥面线路，需在两小时天窗点内完成，每次维修天窗点内更换4块鱼形板，展开四个工作面，具体包括：

步骤11，点外准备，天窗点开始，起顶线路建立工作面：

步骤A1，将施工区段两侧各15米范围内的钩螺栓预拧一遍，并涂抹机油，针对每块鱼形板范围内涉及的4根拟抽出枕木进行编号；

步骤A2，清洁新鱼形板摩擦面，按所需型号将螺杆、螺帽及垫片配套连接，将新鱼形板和高强螺栓在线路两侧就位；

步骤A3，主轨拆除施工区段两侧各15米扣件，并将影响更换鱼形板的4根枕木和铁垫板一并拆除，护轨拆除道钉、拆除距离与主轨相同；

步骤A4，利用齿条压机将主轨及护轨顶起，顶起高度为100mm，顶起时先起护轨，再起主轨；