摘要：本文结合益湛线k297+396犁头咀桥6号桥墩为案例，详细的介绍了线桥偏心所产生的原因、危害及处理措施，为今后类似线桥偏心的整治提供参考。
关键词：铁路桥梁；偏心；处理措施
引言
在铁路曲线桥梁设计中，为了使梁受力较为均衡，梁跨中线的两端并不位于线路中线上，而是将梁跨中线向曲线外侧适当移动一段距离，称为偏距。铁路曲线桥上线路中线与梁跨设计中线的偏差即为铁路曲线桥梁偏心。当偏心量超过《铁路桥隧建筑物修理规则》（铁运［2010］38 号）中的管理值时即为偏心超限。铁路曲线桥梁一旦出现偏心超限，将会增加梁体倾覆风险，给运输带来安全隐患。
1铁路曲线桥梁偏心超限整治模型
1.1模型框架
模型主要包括 3 部分：①曲线桥梁偏心全寿命周期数据管理，即针对每个设备建立唯一的全寿命周期编码，针对每类数据内容建立数据描述标准，利用唯一的设备编码实现曲线桥梁偏心全寿命周期数据的时空整合，构建数据库，为偏心超限病害时空位置的精确定位、病害原因分析等提供有力的数据支撑，克服以往由于数据分散、缺失造成的偏心超限整治不及时、不科学等管理困难；②科学分析评定神朔铁路曲线桥梁偏心状态，即利用整合后的数据对不同空间位置的桥梁偏心状态进行个性化分析评定，辅助管理者准确把握线路薄弱环节、合理制定整治计划，从以往的“故障修”转变为“状态修”；③整治方案的自动计算，即利用信息技术构建整治方案计算系统，根据整治计划和全寿命周期数据自动地计算出最合理的整治方案，由传统的基于一种算法的人工计算方式向基于多种算法自动计算、比选优化的计算方式转变。
1.2曲线桥梁全寿命周期数据标准化建设
曲线桥梁全寿命周期数据标准化建设模块是本模型的基础模块。这里的数据包括设备台账、偏心状态检查数据、桥梁主要构件的劣化状态数据、轨检车数据、钢轨磨耗数据、曲线正矢检查数据、曲线测点坐标数据、曲线桥梁的整治施工数据等。为实现曲线桥梁全寿命周期的信息关联与整合及偏心状态管理的信息化、规范化、标准化，需要对数据进行标准化建设，主要包括针对每个设备建立唯一的设备编码和针对每类数据内容建立数据描述标准。与神朔铁路曲线桥梁偏心状态密切相关的主要轨道设备包括曲线和钢轨。每座桥可按梁、支座、桥墩进行划分。本模型综合考虑空间位置信息、设备属性信息，依据一致性、可追溯性、准确定位、逻辑性等原则，针对每条曲线、每根钢轨、每座桥、每孔梁、每个支座及每个桥墩建立了唯一的设备编码。本模型直接采用神朔铁路分公司“行车固定设备生产管理信息系统（SS-ＲFIMIS）”已建立的较为完善的数据（如神朔铁路曲线、钢轨、桥梁等设备台账数据，轨检车检测数据，钢轨磨耗数据）描述标准。基于曲线桥梁偏心状态检查数据、桥梁主要构件（梁、支座、桥墩）的劣化状态数据、偏心超限整治计算所需的其他测量数据、曲线桥梁的整治施工数据与曲线、桥梁等设备的对应关系，并结合铁路曲线桥梁偏心管理需求，从空间、时间、专题属性等维度建立了数据描述标准，以准确详细地描述曲线桥梁的偏心状态信息。
1.3 曲线桥梁全寿命周期数据整合
在数据标准化的基础上，为实现对每座曲线桥梁全寿命周期信息的快速检索和信息共享，并从设备、空间和时间等不同维度进行深入挖掘和分析，准确评定曲线桥梁偏心状态，本模型分别基于里程、设备和时间序列对全寿命周期数据进行了整合。1）基于里程的数据整合。神朔铁路测量曲线桥梁偏心时，每孔梁设置 3 个测点，分别为桥梁的两端和跨中。本模型中基于里程的数据整合即以每个偏心测点的里程信息为纽带，利用各类数据标准中的里程位置信息字段，关联该里程所属的桥梁、曲线、钢轨等各类信息，针对每个测点进行偏心超限判定，并研究分析桥梁偏心状态与轨道不平顺状态、钢轨伤损状态以及桥梁主要构件劣化状态之间的相互影响，诊断偏心超限产生的原因。2）基于设备的数据整合。以每孔桥梁为纽带，利用各数据表中的设备编码，把每孔桥梁寿命历程中与偏心相关的所有信息关联起来，为准确评定每孔梁、每座桥的偏心状态提供有力的数据支撑。3）基于时间序列的数据整合。对每个偏心测点的历史检查数据和偏心量变化进行采集整合，注重某一点或某一整体（观测点所在的曲线桥梁）在一段时间内质量状态变化情况，即历史数据的积累，为分析曲线桥梁偏心状态变化规律提供数据基础。
1.4曲线桥梁偏心状态评定
曲线桥梁偏心状态评定模块是本模型的核心模块。通过对整合后的全寿命周期数据进行融合、深度挖掘与分析，利用观测点偏心超限判定、观测点偏心变化速率分析以及曲线桥梁整体偏心状态评价等方法对铁路曲线桥梁偏心状态进行科学评定。
1）观测点偏心超限评定。铁运［2010］38 号文规定：钢梁偏心不应大于 50 mm，圬工梁不应大于70 mm，行车速度 ＞120 km/h 区段，钢梁、圬工梁均不应大于50 mm。利用基于观测点里程整合后数据中观测点里程位置、桥梁类型、偏心观测结果等信息，可判定每个观测点是否存在偏心超限，管理者可根据偏心超限严重程度进行养护维修决策。
观测点偏心变化速率分析
利用基于时间序列整合后的偏心状态数据，计算观测点 k 相邻 2 次检测时间间隔内偏心值的变化速率为
式中：E i 和 E i －1 分别为观测点 k 第 i 次检测和第 i － 1次检测的偏心量；Δ i 为相邻 2 次检测的时间间隔。观测点 k 的偏心变化速率越大，说明偏心状态劣化速度越快，应加强检测和养护，预防严重偏心超限病害的发生。
曲线桥梁整体偏心状态评价
采用曲线桥梁最大偏心值和偏心超限比率评价曲线桥梁整体偏心状态。根据基于第 j 座曲线桥梁整合数据中的曲线桥梁台账信息、观测点数量
各观测点第 i 次观测的偏心量
以及偏心超限数量
等信息，可计算第 j 座曲线桥梁第 i 次观测的最大偏心值
和偏心超限比率 
为
使用时可针对这 2 个指标分别设置管理值，根据每次检测曲线桥梁最大偏心值、偏心超限比率计算结果是否超过管理值合理制定偏心超限整治计划。
1. 5 曲线桥梁偏心超限整治方案自动计算
整治方案自动计算模块的核心算法包括绳正法（正矢法）、偏角法、坐标法。该模块根据各类数据和整治计划，分别采用上述算法自动计算出不同的整治方案，最后结合现场施工整治需求和限制条件确定一个最优的整治方案。计算过程中工作人员只需进行简单的点击、数据输入等操作，相比于传统的采用人工手动计算方式，显著提高了计算效率和计算结果的合理性、科学性。
结语
本文针对铁路曲线桥梁偏心超限整治的特殊管理需求，在已有研究成果的基础上，基于全寿命周期管理、精细化管理、信息化管理等管理方法提出了铁路曲线桥梁偏心超限整治模型。该模型主要包括铁路曲线桥梁偏心全寿命周期数据管理、曲线桥梁偏心状态分析评定、偏心超限整治方案自动计算 3 部分内容。该模型在某铁路河西运输段管内曲线桥梁偏心状态管理的实际应用效果表明该整治模型在科学评定曲线桥梁偏心状态、合理制定整治计划、保障线路运营安全等方面是有效的。
参考文献：
[1] 铁路工程技术标准所.铁路工程建设标准汇编，桥涵工程[M].北京：中国铁道出版社，2010，5.
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［3］刘华朋，段小沛，李芳芳． 铁路曲线桥梁的相关问题及应用［J］． 大众科技，2009（11）：72-73，69．
论文作者:罗醉醉
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第8期
论文发表时间:2018/7/19
标签：偏心论文; 桥梁论文; 曲线论文; 数据论文; 状态论文; 铁路论文; 里程论文; 《建筑模拟》2018年第8期论文;