基于对某既有铁路桥墩横向刚度加固方案的试验研究

ＨＲＢ ２ ３ ５型 。
及 墩 顶横 向最 大振 幅见 表 ３ ，实 测
３ 。
桥 墩横 向频 率 特征 见表 ４ ，实 测 桥
由上 述 试 验 对 比可 以看 出 ， 该
２４ 检 测 结 果 分 析 ．
（ ） 固前 梁墩 指标 分 析 １加 现 场 检 测 以 过 路 列 车 为 试 验 样 本 ， 固前 的两 次实 测 桥 跨及 墩 加 顶 横 向最 大振 幅汇 总 见 表 １ ，实测
设 计 确定加 固方案 时 ， 何 有针对 性地 改善 墩 身横 向抗推 刚度 和 自振频 率 对保 证 设 备 质 如
量 安全 和铁路 运输 畅通 意义 重大 。本 文通过 列举 一 处既有铁路 圆形桥 墩横 向 刚度补 强 实 例 ， 用 实测法 、 利 有限元 法、 经验 公 式法综合 分析 了处理此 类 问题 的 工程适 用性 。
Ｋ ＝１ （ １
－
２０ ０ ９年 １ １月 。为 了进 一 步核
实其 运 营 工 况变 化 状 态 ， 设备 管 应
１ ）
陇 海 线 上 行 Ｋ ３ ８ ９ ６格 牙 １５ ＋ ８
大 桥位 于建 河～ 龙 区间 ，桥 梁全 元
理单 位 要 求 。 测 部 门对 该 桥进 行 检 了第 二次 现场检 测 试验 。检测 结果 表 明 ： 了第 ３ 、 ＃ ８ 除 ＃ ４ 、＃墩 之 外 ， 该
（ ） 道 砟桥 面钢 筋混 凝 土 Ｉ 型桥 枕 ， １ － ２ Ｉ 护
轨 为 Ｐ ０型 ；桥 上 线 路 位 于 直 线 ５
桥 上铺 设 Ｐ ０型 钢 轨 ，无缝 线 路 ， ６
超《 检规 》 常值 的问 题 。据 此 ， 通 检
测 部 门建 议 ： 原 设计 方 案 的基 础 在 上 ．增 加 对 该 桥第 ５ ＃墩 的加 固处
关 键 词 ： 路 桥 墩 加 固方 案 试 验 研 究 铁
１ 前 言 随 着铁 路 增 运扩 能 ，高密 、 重
载、 提速 等 运 输 发展 战略 的 进一 步 深 化 ． 安 全 运 营方 面对 既 有铁 路 在
截面横 向惯性 矩 ， Ｌ为墩 身高度 。 根 据 结 构基 频 的 近似 算 法 ． 桥 墩 的 自振频率 计算公 式 为 ：
基于对某既有铁路桥墩横向刚 度加固 方案的 试验研究
西 安铁 路 局 工务 检 测 所 刘 楠 李朝 华
摘 要 ： 伴 随 着不 断发展 的铁 路 运输规 模 和既 有铁路 桥 梁墩 台的长期 服役 ， 在 列车 的 活载 效 应加
剧 了对桥 梁墩 身横 向 刚度 的弱化 效 用 ， 身横 向刚度 不足 成 为 亟待 解 决 的 突 出问题 。在 墩
底 嵌 固 、顶端 自由 的悬臂 结 构 ， 当
｝
图 １ 算模型 示 意 图 计
该 桥 第 ３ 、＃ ８ ＃ ４ 、＃桥 墩 的墩 顶 最 大 横 向振 幅均 超 过 《 路 桥 梁检 定 规 铁
范》简称《 规》 通常值要求 ， （ 检 ） 分
析认 为 系墩 身 横 向刚度 不 足所 致 ，
８ ＃桥 墩 采 用 ３ ｃ 厚 Ｃ ０钢 筋 混 ０ｍ ３ 凝 土 环形 包箍 的加 固处 理 ： （ ） 固范 围 自基 础 顶 面 至 托 ２加
盘 底 面 ，材 料 选 取 直 径 ２ ｍ 牵 ２ｍ
钉， 间距 ５ ｃ 梅花 型 布 置 ， 固剂 ０ｍ 锚
采 用 国 产 锚 固 包 ， 钢 筋 选 用
并 建议 对墩 顶振 幅超 限 的第 ３、 ＃
４ 、＃墩 进 行 加 的横 向 发 生 单 位 位 移 时所 需
要 力 的大 小 。 即为 桥 墩 的横 向刚 度
。
２ 加 固 实例
２ １ 桥 梁 概 况 ．
刚度是 柔度 的倒 数 ， 表达 式为 ：
桥 墩横 向 自振频 率见 表 ２ 。通 过 表
１ 表 ２数 据 可 以看 出 。 桥 超 限 桥 、 该 墩 中 ３ 、＃ ５ 、＃及 第 ４孔 梁 在 ＃ ４ 、＃ ８
量。
２０ ０ ９年 ６月 。 测部 门对该 桥 检 进 行 了第 一 次 现 场 检测 试 验 ， 现 发
类 重 要 构筑 物 ， 的 刚度 表 现直 它
接 影 响 桥 上 通 行 列 车 的 安 全 性 和 舒 适性 。桥 墩横 向刚度【 ］ 义是 ： 的定 桥 墩 横 向振 动 的 振 型 是 接 近 于基
１ （ １
－
段 ， 线路 纵 坡 １ ． 。 全 部 １ ２５ ； ％ ０孔 梁 均 采 用 预 应 力 混 凝 土 双 片 式 Ｔ型 梁 ， 计 图号 为 “ 设 叁标 桥 ２ １ ” １ ０ ９ ；＃
墩 为 桩 基 础 ，～ 群墩 为 沉 井 基 础 ， ２８
３ ）
桥 梁 健 康 状 况 提 出 了 更 为 严 格 的 要 求 ， 于 结 构 的安 全 性 能 指标 也 基
其 中， Ｅ为墩 身 材 料 弹 性 模 量 ， 为 Ｉ
西科 铁 技￣ｌ３０ １ ／１ ２０
基 于对 某既有铁 路桥 墩 横 向 刚度 加 固方案 的试 验研 究
理。
表 ２加 固前 实测桥 墩 横 向 自振 频率 汇 总表
２３ 加 固 方案 ．
（） １ 先期 完 成对 该 桥第 ３ 、＃ ＃４ 、
逐 渐 由静 态 强 度 控 制 转 向动 态 刚 度 控制 。桥 墩作 为 支承桥 跨 结构 的
一
９ ＃墩 为 扩大 基 础 ， 身 均采 用 圆形 墩 截 面布 置 ， 侧 为耳墙 式桥 台 。 两
２２ 加 固 前 试 验 概 况 ．
式中， Ｋ为 广 义 刚 度 ， 为 广 义 质 Ｍ
桥第 ５ 挣墩 也 存 在着 墩 顶 横 向振 幅
式中， Ｆ为柔 度 系数 ， 意义 是墩 顶 其
在横 桥 向单 位力作 用 下 的位 移 。
长 ３ １ ｍ。孔 跨式 样为 １ ２ ｍ＋ — ２． ７ － ４ ８
３ ｍ＋ — ４ ２ １ ２ ｍ预应 力钢 筋混 凝 土梁 ，
则：
Ｋ ＝ 等