[發(fā)明專利]跨度64米鐵路鋼桁梁適應(yīng)軸重30t重載列車強(qiáng)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510920145.8
• 申請(qǐng)日: 2015-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN105442400B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉光;趙欣欣;王麗;崔鑫;田越;胡所亭;蔡超勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國鐵路總公司;中國鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所;中國鐵道科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): E01B29/06
• 分類號(hào): E01B29/06;E01B29/16;E01D22/00
• 代理公司: 北京君泊知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11496
• 代理人: 王程遠(yuǎn),胡玉章

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種跨度64米鐵路鋼桁梁適應(yīng)軸重30t重載列車運(yùn)營的強(qiáng)化方法。

背景技術(shù)

我國地域遼闊，人口眾多，鐵路運(yùn)營現(xiàn)狀難以滿足巨大的貨物運(yùn)輸需求，隨著近年來高速鐵路的發(fā)展，適時(shí)在既有線開行重載貨物列車可以有效緩解這一矛盾。

在重載相關(guān)研究中，提出我國新建與既有路網(wǎng)互聯(lián)互通的完善性線路，貨車軸重定位宜為27噸，現(xiàn)有運(yùn)煤專線專用貨車軸重不宜小于30t。開行重載貨物列車對(duì)于線下的鋼橋結(jié)構(gòu)來講無疑會(huì)引起較大的受力變化，鋼橋桿件眾多，列車軸重的增大和運(yùn)輸次數(shù)的增加對(duì)于不同類型的桿件產(chǎn)生的影響也不盡相同。如果僅僅因?yàn)橹剌d列車荷載超過了設(shè)計(jì)荷載就予以更換或重建，必將造成巨大浪費(fèi)，可針對(duì)薄弱構(gòu)件或部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化或改造。近年來，針對(duì)鐵路鋼橋進(jìn)行橫向剛度改造的案例較多，而針對(duì)重載強(qiáng)化的案例并不多見。

鋼梁桿件強(qiáng)化時(shí)要區(qū)分拉桿和壓桿，強(qiáng)化拉桿時(shí)，可以采用加大截面法(加焊鋼板、型鋼)或粘貼碳纖維復(fù)合材料等方法，但工地焊接難以保證焊縫質(zhì)量，容易因焊接缺陷形成新的裂紋，進(jìn)而影響鋼橋使用壽命，因此可采用栓接鋼板進(jìn)行強(qiáng)化。強(qiáng)化壓桿時(shí)，通常在在翼緣兩側(cè)用高強(qiáng)螺栓加貼鋼板，以增加桿件的抗彎剛度。桿件強(qiáng)化后還應(yīng)注意對(duì)節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行強(qiáng)化，以免在連接處形成新的薄弱部位。更換新節(jié)點(diǎn)板難度較大，通常采用的是增加節(jié)點(diǎn)板厚度、延伸節(jié)點(diǎn)板范圍、更換連接鉚釘?shù)葟?qiáng)化方式。開行重載貨物列車后，因疲勞應(yīng)力幅的增大和作用次數(shù)的增加，鋼橋會(huì)相繼出現(xiàn)疲勞裂紋，按裂紋成因可分為循環(huán)主應(yīng)力引起的疲勞裂紋和往復(fù)面外變形引起的疲勞裂紋兩類。針對(duì)循環(huán)主應(yīng)力引起的疲勞裂紋，在強(qiáng)化時(shí)應(yīng)設(shè)法降低其應(yīng)力幅值，可采取的措施有：加貼拼接板、增加桿件有效截面、更換魚形板等。同時(shí)應(yīng)設(shè)法消除焊縫原始缺陷，可采取的措施有：對(duì)焊縫進(jìn)行錘擊、打磨、TIG熔修等。針對(duì)往復(fù)面外變形引起的疲勞裂紋，通常從兩個(gè)方面進(jìn)行強(qiáng)化。一方面，放松小間隙處約束以減小剛度，釋放變形，如鉆止裂孔可減小或釋放對(duì)腹板面外變形的約束，當(dāng)止裂孔無法阻止裂紋擴(kuò)展時(shí)，還可配合切割部分豎向加勁肋增大小間隙長度，以減小面外變形產(chǎn)生的次應(yīng)力；另一方面，加強(qiáng)連接以增加剛度，約束面外變形，如采用角鋼將加勁肋與翼緣進(jìn)行連接。為避免消弱受拉翼緣截面，也可采用T型加勁肋加勁腹板等方法進(jìn)行強(qiáng)化。

截至2015年末，全路共有鋼橋6000余孔，其中下承式桁梁孔數(shù)較多，約占總數(shù)的近20％。國內(nèi)已有鋼桁梁強(qiáng)化案例僅限于對(duì)梁體橫向剛度的加固，尚沒有針對(duì)于重載的強(qiáng)化改造案例。

我國鐵路橋梁長期以來一直按照中-活載標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即使作為重載鐵路專線的大秦線，也同樣采用了中-活載圖式，該設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)從承載能力上可以涵蓋25t軸重列車，通行27t軸重通用貨車也基本可行。對(duì)于64m鋼桁梁而言，僅小部分影響線長度小于8m的桿件需要局部強(qiáng)化。但如果通行軸重30t及以上的重載列車，其靜荷載效應(yīng)已經(jīng)超過了設(shè)計(jì)荷載，局部小范圍的強(qiáng)化已不能滿足30t重載使用要求。對(duì)于64m鋼桁梁而言，主桁桿件以及連接節(jié)點(diǎn)板，橋面系桿件以及縱橫梁連接處的魚形板等均需要強(qiáng)化，才能滿足30t重載使用要求。鑒于此，重載強(qiáng)化難度較大，主要體現(xiàn)在強(qiáng)化工程量大，施工作業(yè)面多，尤其是如何在不影響線路正常運(yùn)營的情況下，又好又快的完成強(qiáng)化改造是一項(xiàng)嶄新課題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種不影響正常行車的既有雙線跨度64米鐵路鋼桁梁適應(yīng)軸重30t重載列車的強(qiáng)化方法。

本發(fā)明提供了一種64米鐵路鋼桁梁適應(yīng)軸重30t重載列車強(qiáng)化方法，對(duì)64米鐵路鋼桁梁進(jìn)行強(qiáng)化施工，具體包括：

步驟1，對(duì)鐵路橋面系中的36處魚形板進(jìn)行更換，魚形板更換涉及橋面線路，需在兩小時(shí)天窗點(diǎn)內(nèi)完成，每次維修天窗點(diǎn)內(nèi)更換4塊魚形板，展開四個(gè)工作面，具體包括：

步驟11，點(diǎn)外準(zhǔn)備，天窗點(diǎn)開始，起頂線路建立工作面：

步驟A1，將施工區(qū)段兩側(cè)各15米范圍內(nèi)的鉤螺栓預(yù)擰一遍，并涂抹機(jī)油，針對(duì)每塊魚形板范圍內(nèi)涉及的4根擬抽出枕木進(jìn)行編號(hào)；

步驟A2，清潔新魚形板摩擦面，按所需型號(hào)將螺桿、螺帽及墊片配套連接，將新魚形板和高強(qiáng)螺栓在線路兩側(cè)就位；

步驟A3，主軌拆除施工區(qū)段兩側(cè)各15米扣件，并將影響更換魚形板的4根枕木和鐵墊板一并拆除，護(hù)軌拆除道釘、拆除距離與主軌相同；

步驟A4，利用齒條壓機(jī)將主軌及護(hù)軌頂起，頂起高度為100mm，頂起時(shí)先起護(hù)軌，再起主軌；