铁路低高度混凝土梁竖向刚度加固方法的研究与实践

周恩海 上海铁路局工务处

1 引言

调查发现，在既有铁路大量使用的8m跨度低高度钢筋混凝土梁，限于当时的施工条件等多种因素，普遍存在混凝土强度低于设计要求、梁底存在横向裂缝且向腹板及上翼缘发展、梁体抗弯承载能力不足、以及竖向挠度过大等病害，尤其是桥梁竖向挠度过大的问题较为突出，明显降低桥上线路的平顺性，影响行车安全。粘贴钢板和体外预应力等加固技术，在公路桥梁加固工程中已得到广泛应用，积累了许多成功经验，并形成了较成熟的计算理论和设计施工方法。然而此类加固技术在铁路既有线桥梁加固中相关研究不多，应用甚少。本文结合合九铁路8m跨度低高度钢筋混凝土梁的加固工程，通过有限元建模分析、设计方案比选、现场试验性工程验证，对粘贴钢板和体外预应力这两种技术对梁体竖向刚度及承载力加固的理论和方法进行了研究。

2 加固方案

铁路合九线某桥上部结构为11～8.0m低高度钢筋混凝土梁（见图 1），采用专桥（88）1024定型图，于 1992年竣工。2010年9月经铁路检测单位对梁体的测试结果表明：梁体混凝土质量较差，评定强度为C30，低于原设计350号（相当于C33）混凝土强度等级，梁底存在多条横向裂缝且向腹板及上翼缘发展，梁体承载系数为0.97；DF4机车作用下的竖向动挠度最大值达4.51mm，换算得到中—活载（静活载）作用下第2孔梁跨中挠跨比为1/1558，大于《铁路桥梁检定规范》（下称“《检规》”）规定的1/1900的竖向挠跨比通常值。由此可见，梁体承载能力和竖向刚度均已不能满足设计要求，需进行加固处理。……