摘要：该线路位于东南沿海地区，受台风、洪水、潮流等自然条件的影响较大。软土是沿线主要的特殊地质。它分布在沿线的冲积平原和海相平原区。地层主要为流塑粉砂和粉质粘土。地质条件十分恶劣，采用了许多大跨度复杂特殊结构。结构的强度、刚度和动力性能是否能满足运行要求。
关键词:沿海铁路桥梁动力性能
桥梁的比例约为67%。设计的活载均为梁的主要类型是简支箱梁与预应力混凝土。梁的主要类型为简支跨箱梁和双预应力混凝土。部分路段采用不同跨度的预应力混凝土连续梁和一些新型桥梁结构，以满足跨越大江大河或与公路、河流小角度穿越的需要。类型。由于不同类型桥梁结构具有不同的振动特性，当列车高速通过时，桥梁的动力性能也会有所不同。
一、沿海铁路桥梁动力性能分析
1. 动态性能测试的要求和注意事项。振动测量装置的频率响应应保证被测结构的随机振动频率始终落在振动测量系统幅频特性曲线的平坦区间内。桥梁动载试验、数字采集仪器或频谱分析仪在动载试验加载过程中，只需要进行频域分析，应更准确地控制其采样频率。此外，应根据测量点的布置合理地启动和停止数据采集，以保证数据采集的准确性。数据采集后，对实测数据进行现场处理，并与理论计算数据进行对比，验证实测数据的准确性。当实测数据与理论值相差较大时，应及时找出原因，必要时应重新进行实验。在测试过程中，要避免接触测试传感器和测量导线，避免不必要的测试误差。梁跨底板设置动挠度测量点。当列车以不同速度通过该桥时，如果各速度波形曲线良好，则进行下一次测速采样。如果数据异常，则在此速度下再次进行测试，以保证测试数据的准确性。数据采集从列车上桥前20秒开始，持续一段时间，直到列车离开主梁。通过对桥梁动力挠度时程曲线的测试和分析计算，得到了桥梁的动力系数。
2.动挠度和动系数试验。梁跨底板设置动挠度测量点。当列车以不同速度通过该桥时，如果各速度波形曲线良好，则进行下一次测速采样。如果数据异常，则在此速度下再次进行测试，以保证测试数据的准确性。数据采集从列车上桥前20秒开始，到列车离开主梁时结束。通过对桥梁动挠度时程曲线的测试和动力系数的计算，得到了桥梁的动挠度。在相同速度下，由于轴荷相差不大，且相邻轴距相差不大，结构的动挠度相差不大。桥梁结构的动力系数随速度的增加而波动，桥梁跨径结构的最大动力系数满足规范要求。测量了列车以不同速度通过时桥梁的横向振幅、横向加速度、纵向振幅和自振频率。之后，横向振幅随着列车速度的增加而减小。随着列车速度的增加，桥梁跨径横向幅值并没有相应增大，两者之间没有明显的线性关系。桥梁跨结构动力性能指标满足规范要求，桥梁跨结构横向幅值和横向加速度随速度的增加而增大不显著，满足提速要求。将跨中横向加速度实桥动载试验实测数据与有限元计算结果进行对比，两者规律基本一致，验证了本文仿真计算与荷载试验相结合的可行性。
3.动态响应。普通跨连续梁和特殊结构桥梁的振动模态复杂，竖向动力响应往往由多模态决定。桥梁的横向振动包括梁和墩的横向振动。对于大跨度连续梁和特殊结构桥梁，桥墩往往较高，桥墩和梁的横向固有频率相对较低。有时，桥墩和梁的横向振动频率接近于运动车辆的横向强振动频率。然而，在大跨桥梁和桥梁上会有多个车辆，由于车辆之间的振动阶段不同，振动响应会减弱。而且动车组质量小，激振能量有限，动车组车辆的蛇行运动不能形成横向共振。从实测的普通跨连续梁和特殊结构桥梁的横向振幅来看，其最大值基本在0.20 mm以下，可以满足动车组高速运行条件的要求。普通跨连续梁和特殊结构桥梁的振动模态复杂，竖向动力响应由多阶模态决定。然而，当动车组垂直强振动频率接近梁的固有频率时，梁的动力响应将达到峰值。在操作过程中，建议避免动车组以最高速度通过桥梁。普通跨度混凝土简支梁的横向固有频率相差较大，不会产生横向共振;大跨度连续梁的桥墩和梁和特殊结构桥梁横向固有频率相对较低,这可能是接近横向振动频率的电动车组强劲,但会有大跨度桥梁上的多个车辆,和振动响应将是由于不同的车辆。振动相位不同且减弱。
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二、沿海铁路桥梁动力加固
1. 桥墩的加固。对于受洪水冲刷的码头基础，地基的埋深大大降低，码头基础的横向刚度、承载力和稳定性也降低。为了提高基础承载力，增加稳定性，减少振动和振动，加固设计应从增加墩基础刚度和稳定性入手。铁路桥墩加固的传统方法有很多，包括喷射注浆法、外包材料加固法、扩底加固法和桩基加固法，各有优缺点。相对而言，桩基础加固方法更适合处理冲刷引起的桥梁病害。补充桩基础法的基本思想是在桩基周围增加钻孔桩，扩大原有承台，在新旧承台之间浇筑钢筋混凝土连接。同时将承台基础与桩基连接在一起，形成一个完整的整体，从而提高基础的承载力和稳定性。在补充基桩法中，摩擦桩和柱桩是两种桩基础型式。摩擦桩主要通过桩底土体的摩擦阻力来承受竖向荷载。桩侧极限摩阻力与土层性质、成孔工艺及入土深度有关。当土体进入一定深度时，桩侧摩阻力达到临界值，但不再增加。一般来说，它很近。边界摩擦阻力出现在25 m处，一般情况下，桩底需要直接嵌岩，荷载由桩底岩层承担。桩侧摩阻力可忽略不计。具体选择桩基础形式、桩长和桩径需根据地质条件和加固效果要求确定。
2. 加固设计。桥梁加固应从两个方面:减少振动和改善基础稳定,也就是说,码头加固的目标包括两个方面:首先,从减少振动和桥梁结构的振动,通过增加墩横向刚度保证桥墩的横向振动和桥跨钢筋后大大降低;其次，需要大幅度提高地基的承载力和稳定性，以减少洪水冲刷对桥梁的影响。在洪水冲刷作用下，结构的破坏也是重载铁路桥梁加固中必须考虑的问题。根据桥梁的加固目标和实际地质条件，提出了一种基于补充桩基础和扩底基础的整体加固方法，即补充桩基础法+扩底法。其核心思想是在增加一定桩基础数量的前提下，扩大桩基上部，从而大大提高墩台基础的刚度和承载力。在评价加固效果时，首先要保证在满足设计要求的基础上使位移、内力等静力性能参数降低50%以上，其次要使横向固有频率提高50%以上。混凝土加固方法为:由于该地区河流在桥梁建成后没有发生变化，加固设计仍沿用原桥梁100年的设计流程，在此基础上对地基和桩基进行加固。
3.强化和实现。场地加固补充桩基法+扩底法进行。在混凝土施工中，根据同一墩桩基础施工的作业顺序，严禁同时进行。桩帽打桩孔施工是在不影响桩基施工的基础上进行的。桩基施工完成后，进行桩帽施工;桩基础加固完成后，开挖加固和防护结构。严禁在桩基施工中使用冲击钻，以免对墩基产生冲击干扰。在桩帽钻孔施工中，为防止现有桩帽基础和平台体受到破坏，不能在销孔内采用冲击钻孔。在施工过程中，应做好现有码头的监测工作。当影响安全的情况发生时，应立即采取相应措施，确保行车安全。桥墩加固后，采用列车分步加速试验进行现场试验。随着列车运行速度的提高，桥墩和桥梁的横向振动逐渐增大。加固前列车速度集之间，桥墩加固前，列车速度较低。根据一般规律，速度越高，桥梁振动越大。如果加固后列车速度集中则相应的桥梁振动将大于列车引起的桥梁振动。其减振加固效果更为显著。通过对不同动车组作用下桥墩加固前后数据的对比，在一定程度上验证了加固效果。
实测梁的强度安全储备不足。在目前的情况下，禁止超重货运列车过桥。在条件允许的情况下，应通过粘贴钢板或碳纤维板对梁进行加固，以提高梁的承载力。实测梁在中跨处的最大横幅值大于桥梁检测规范中横幅值的安全限值。建议加强梁的横向加固和桥墩基础的抗冲刷措施。为提高交通量，保证行车安全，本文对桥梁结构在当前运行荷载和提速列车作用下的行车安全进行了评价，为今后正确维护桥梁提供了科学依据。
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论文作者:李凯 宋瑞城 何亚乾
论文发表刊物:《城镇建设》2019年10期
论文发表时间:2019/8/13
标签：桥梁论文; 横向论文; 桥墩论文; 结构论文; 列车论文; 桩基论文; 速度论文; 《城镇建设》2019年10期论文;