跨度64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车强化方法技术

本发明专利技术公开了一种跨度64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车强化方法，具体包括：步骤1，对36处鱼形板进行更换；步骤2，对32根纵梁的下翼缘进行强化；步骤3，对12根主桁杆件进行强化。本发明专利技术的有益效果为：通过鱼形板更换、纵梁和主桁杆件三部分强化，将原有运营轴重23t、25t车辆荷载的钢梁强化至运营轴重30t车辆荷载，并且在不中断线路正常运营的条件下完成强化施工组织；提出了一整套系统严密的鱼形板更换流程及方法，效果良好；在不卸掉恒载的情况下，提出了一整套主桁杆件的强化流程及方法，效果良好。

【技术实现步骤摘要】
跨度64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车强化方法
本专利技术涉及土木工程
，具体而言，涉及一种跨度64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车运营的强化方法。
技术介绍
我国地域辽阔，人口众多，铁路运营现状难以满足巨大的货物运输需求，随着近年来高速铁路的发展，适时在既有线开行重载货物列车可以有效缓解这一矛盾。在重载相关研究中，提出我国新建与既有路网互联互通的完善性线路，货车轴重定位宜为27吨，现有运煤专线专用货车轴重不宜小于30t。开行重载货物列车对于线下的钢桥结构来讲无疑会引起较大的受力变化，钢桥杆件众多，列车轴重的增大和运输次数的增加对于不同类型的杆件产生的影响也不尽相同。如果仅仅因为重载列车荷载超过了设计荷载就予以更换或重建，必将造成巨大浪费，可针对薄弱构件或部位进行适当的强化或改造。近年来，针对铁路钢桥进行横向刚度改造的案例较多，而针对重载强化的案例并不多见。钢梁杆件强化时要区分拉杆和压杆，强化拉杆时，可以采用加大截面法(加焊钢板、型钢)或粘贴碳纤维复合材料等方法，但工地焊接难以保证焊缝质量，容易因焊接缺陷形成新的裂纹，进而影响钢桥使用寿命，因此可采用栓接钢板进行强化。强化压杆时，通常在在翼缘两侧用高强螺栓加贴钢板，以增加杆件的抗弯刚度。杆件强化后还应注意对节点板进行强化，以免在连接处形成新的薄弱部位。更换新节点板难度较大，通常采用的是增加节点板厚度、延伸节点板范围、更换连接铆钉等强化方式。开行重载货物列车后，因疲劳应力幅的增大和作用次数的增加，钢桥会相继出现疲劳裂纹，按裂纹成因可分为循环主应力引起的疲劳裂纹和往复面外变形引起的疲劳裂纹两类。针对循环主应力引起的疲劳裂纹，在强化时应设法降低其应力幅值，可采取的措施有：加贴拼接板、增加杆件有效截面、更换鱼形板等。同时应设法消除焊缝原始缺陷，可采取的措施有：对焊缝进行锤击、打磨、TIG熔修等。针对往复面外变形引起的疲劳裂纹，通常从两个方面进行强化。一方面，放松小间隙处约束以减小刚度，释放变形，如钻止裂孔可减小或释放对腹板面外变形的约束，当止裂孔无法阻止裂纹扩展时，还可配合切割部分竖向加劲肋增大小间隙长度，以减小面外变形产生的次应力；另一方面，加强连接以增加刚度，约束面外变形，如采用角钢将加劲肋与翼缘进行连接。为避免消弱受拉翼缘截面，也可采用T型加劲肋加劲腹板等方法进行强化。截至2015年末，全路共有钢桥6000余孔，其中下承式桁梁孔数较多，约占总数的近20％。国内已有钢桁梁强化案例仅限于对梁体横向刚度的加固，尚没有针对于重载的强化改造案例。我国铁路桥梁长期以来一直按照中-活载标准进行设计，即使作为重载铁路专线的大秦线，也同样采用了中-活载图式，该设计标准从承载能力上可以涵盖25t轴重列车，通行27t轴重通用货车也基本可行。对于64m钢桁梁而言，仅小部分影响线长度小于8m的杆件需要局部强化。但如果通行轴重30t及以上的重载列车，其静荷载效应已经超过了设计荷载，局部小范围的强化已不能满足30t重载使用要求。对于64m钢桁梁而言，主桁杆件以及连接节点板，桥面系杆件以及纵横梁连接处的鱼形板等均需要强化，才能满足30t重载使用要求。鉴于此，重载强化难度较大，主要体现在强化工程量大，施工作业面多，尤其是如何在不影响线路正常运营的情况下，又好又快的完成强化改造是一项崭新课题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种不影响正常行车的既有双线跨度64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车的强化方法。本专利技术提供了一种64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车强化方法，对64米铁路钢桁梁进行强化施工，具体包括：步骤1，对铁路桥面系中的36处鱼形板进行更换，鱼形板更换涉及桥面线路，需在两小时天窗点内完成，每次维修天窗点内更换4块鱼形板，展开四个工作面，具体包括：步骤11，点外准备，天窗点开始，起顶线路建立工作面：步骤A1，将施工区段两侧各15米范围内的钩螺栓预拧一遍，并涂抹机油，针对每块鱼形板范围内涉及的4根拟抽出枕木进行编号；步骤A2，清洁新鱼形板摩擦面，按所需型号将螺杆、螺帽及垫片配套连接，将新鱼形板和高强螺栓在线路两侧就位；步骤A3，主轨拆除施工区段两侧各15米扣件，并将影响更换鱼形板的4根枕木和铁垫板一并拆除，护轨拆除道钉、拆除距离与主轨相同；步骤A4，利用齿条压机将主轨及护轨顶起，顶起高度为100mm，顶起时先起护轨，再起主轨；步骤A5，每块鱼形板范围内涉及的枕木数为4根，将4根枕木一一抽出，每根枕木抽出时，首先卸除需抽出枕木上的螺纹道钉及K型垫板，拆除水平螺栓；然后利用枕木钩子将枕木两端抬起，待枕木槽高于上盖板时将枕木向两线间推送；最后当枕木头超过一端上盖板后，将枕木头沉入道心，另一端的枕木头顺势向斜上抽出，抽出后放于未起顶钢轨区域进行枕木刻槽；步骤12，拆除既有鱼形板，更换新鱼形板：步骤B1，枕木抽出后，首先用电动板子拆除既有鱼形板上的13对高强螺栓和两对防爬角钢，然后对摩擦面保持较好的上盖板进行清洁、干燥处理，同时对有锈蚀的地方进行接触面的除锈；步骤B2，采用手电锯锯槽，槽深控制在10mm，在新刻槽位置用煤焦油涂刷进行防腐处理；步骤B3，初装新鱼形板，首先在新鱼形板的前后栓孔处，各用一颗冲钉进行精确定位；然后在前后栓孔处，各用一颗高强螺栓使两块板界面密贴；最后根据新上鱼形板的位置，采用磁力钻在纵梁上翼缘进行M22高强螺栓孔的打孔；步骤B4，拆除新鱼形板，首先用棉布清理废渣，然后用大功率电吹风烘干摩擦面；步骤B5，再次安装新鱼形板，采用高强螺栓进行初拧、终拧；步骤13，放回枕木，恢复线路：步骤C1，将枕木按照抽出时的方法反向进行，枕木按原位放回，在原位重新安装铁垫板、胶垫及螺纹道钉，防爬螺栓穿入拧紧，落轨时先落主轨再落护轨，主轨落入垫板槽内即开始恢复线路，护木、钩螺栓及防落装置按原编号进行恢复，护木恢复完毕后用铁皮将盖口处包扎并涂防腐油，对线路上的防掉落设备进行检查保证恢复到原有状态；步骤C2，施工完毕后对线路整细，确认线路条件，达到线路开通条件后，恢复线路；步骤C3，恢复线路之后，首趟列车以限速25km/h、第二趟列车以限速45km/h、第三趟列车以限速60km/h的速度通过，24小时后恢复正常运营速度；步骤2，对32根纵梁的下翼缘进行强化：步骤21，搭设施工脚手架；步骤22，对纵梁下翼缘底面进行喷砂处理；步骤23，维修天窗点内初装补强钢板，用卡具将其固定于纵梁下翼缘加固部位；步骤24，按照补强钢板孔位，采用磁力钻对纵梁下翼缘钢板套打成孔；步骤25，安装高强螺栓；步骤26，维修天窗点内对高强螺栓进行初拧、终拧；步骤27，对纵梁腹板竖向加劲肋焊趾进行打磨；步骤28，涂装；步骤29，拆除脚手架；步骤3，对12根主桁杆件进行强化，主桁杆件强化分为上、中和下三节段，节段之间采用拼接板连接，涉及主桁节点部位的加固需在维修天窗内进行，具体包括：步骤31，摩擦面处理：步骤D1，安装挂篮后，将已经筛选的砂子，装入砂罐，施工时，喷砂机操作者穿好防护衣调整通风，开始喷砂，喷砂由上至下、先阴面再阳面依次进行，每个部位喷砂完毕后，用压缩空气流吹开作业表面粉尘，检查质量，如质量不合格，标出缺陷部位，随即进行补喷，去除全部主桁杆件金属表面的油漆、氧化皮、浮锈；步骤D2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跨度64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车强化方法，其特征在于，对64米钢桁梁进行强化施工，具体包括：步骤1，对铁路桥面系中的36处鱼形板进行更换，鱼形板更换涉及桥面线路，需在两小时维修天窗点内完成，每次天窗点内更换4块鱼形板，展开四个工作面，具体包括：步骤11，点外准备，天窗点开始，起顶线路建立工作面：步骤A1，将施工区段两侧各15米范围内的钩螺栓预拧一遍，并涂抹机油，针对每块鱼形板范围内涉及的4根拟抽出枕木进行编号；步骤A2，清洁新鱼形板摩擦面，按所需型号将螺杆、螺帽及垫片配套连接，将新鱼形板和高强螺栓在线路两侧就位；步骤A3，主轨拆除施工区段两侧各15米扣件，并将影响更换鱼形板的4根枕木和铁垫板一并拆除，护轨拆除道钉、拆除距离与主轨相同；步骤A4，利用齿条压机将主轨及护轨顶起，顶起高度为100mm，顶起时先起护轨，再起主轨；步骤A5，每块鱼形板范围内涉及的枕木数为4根，将4根枕木一一抽出，每根枕木抽出时，首先卸除需抽出枕木上的螺纹道钉及K型垫板，拆除水平螺栓；然后利用枕木钩子将枕木两端抬起，待枕木槽高于上盖板时将枕木向两线间推送；最后当枕木头超过一端上盖板后，将枕木头沉入道心，另一端的枕木头顺势向斜上抽出，抽出后放于未起顶钢轨区域进行枕木刻槽；步骤12，拆除既有鱼形板，更换新鱼形板：步骤B1，枕木抽出后，首先用电动板子拆除既有鱼形板上的13对高强螺栓和两对防爬角钢，然后对摩擦面保持较好的上盖板进行清洁、干燥处理，同时对有锈蚀的地方进行接触面的除锈；步骤B2，采用手电锯锯槽，槽深控制在10mm，在新刻槽位置用煤焦油涂刷进行防腐处理；步骤B3，初装新鱼形板，首先在新鱼形板的前后栓孔处，各用一颗冲钉进行精确定位；然后在前后栓孔处，各用一颗高强螺栓使两块板界面密贴；最后根据新上鱼形板的位置，采用磁力钻在纵梁上翼缘进行M22高强螺栓孔的打孔；步骤B4，拆除新鱼形板，首先用棉布清理废渣，然后用大功率电吹风烘干摩擦面；步骤B5，再次安装新鱼形板，采用高强螺栓进行初拧、终拧；步骤13，放回枕木，恢复线路：步骤C1，将枕木按照抽出时的方法反向进行，枕木按原位放回，在原位重新安装铁垫板、胶垫及螺纹道钉，防爬螺栓穿入拧紧，落轨时先落主轨再落护轨，主轨落入垫板槽内即开始恢复线路，护木、钩螺栓及防落装置按原编号进行恢复，护木恢复完毕后用铁皮将盖口处包扎并涂防腐油，对线路上的防掉落设备进行检查保证恢复到原有状态；步骤C2，施工完毕后对线路整细，确认线路条件，达到线路开通条件后，恢复线路；步骤C3，恢复线路之后，首趟列车以限速25km/h、第二趟列车以限速45km/h、第三趟列车以限速60km/h的速度通过，24小时后恢复正常运营速度；步骤2，对32根纵梁的下翼缘进行强化：步骤21，搭设施工脚手架；步骤22，对纵梁下翼缘底面进行喷砂处理；步骤23，维修天窗点内初装补强钢板，用卡具将其固定于纵梁下翼缘加固部位；步骤24，按照补强钢板孔位，采用磁力钻对纵梁下翼缘钢板套打成孔；步骤25，安装高强螺栓；步骤26，维修天窗点内对高强螺栓进行初拧、终拧；步骤27，对纵梁腹板竖向加劲肋焊趾进行打磨；步骤28，涂装；步骤29，拆除脚手架；步骤3，对12根主桁杆件进行强化，主桁杆件强化分为上、中和下三节段，节段之间采用拼接板连接，涉及主桁节点部位的加固需在维修天窗内进行，具体包括：步骤31，摩擦面处理：步骤D1，安装挂篮后，将已经筛选的砂子，装入砂罐，施工时，喷砂机操作者穿好防护衣调整通风，开始喷砂，喷砂由上至下、先阴面再阳面依次进行，每个部位喷砂完毕后，用压缩空气流吹开作业表面粉尘，检查质量，如质量不合格，标出缺陷部位，随即进行补喷，去除全部主桁杆件金属表面的油漆、氧化皮、浮锈；步骤D2，天窗点结束前20分钟完成喷砂作业，对全桥面用高压风进行彻底清理，同时对高压线绝缘端子进行擦拭，以确保供电正常；步骤32，安装补强钢板：步骤E1，将需要强化的主桁杆件的上节段和下节段的高强螺栓逐一拆除、补入冲钉，安装上节段和下节段的补强钢板，按照补强钢板孔位，采用磁力钻套打新增螺栓孔；步骤E2，将上/下节点板的冲钉替换为高强螺栓，完成初拧、终拧；步骤E3，安装中间节段的补强钢板，按照补强钢板孔位，采用磁力钻套打新增螺栓孔，对三个节段内的高强螺栓初拧、终拧；步骤E4，安装三个节段间拼接板，涂装后拆除挂篮；步骤E5，对施工质量检查，保证施工质量。...

【技术特征摘要】
1.一种跨度64米铁路钢桁梁适应轴重30t重载列车强化方法，其特征在于，对64米钢桁梁进行强化施工，具体包括：步骤1，对铁路桥面系中的36处鱼形板进行更换，鱼形板更换涉及桥面线路，需在两小时维修天窗点内完成，每次天窗点内更换4块鱼形板，展开四个工作面，具体包括：步骤11，点外准备，天窗点开始，起顶线路建立工作面：步骤A1，将施工区段两侧各15米范围内的钩螺栓预拧一遍，并涂抹机油，针对每块鱼形板范围内涉及的4根拟抽出枕木进行编号；步骤A2，清洁新鱼形板摩擦面，按所需型号将螺杆、螺帽及垫片配套连接，将新鱼形板和高强螺栓在线路两侧就位；步骤A3，主轨拆除施工区段两侧各15米扣件，并将影响更换鱼形板的4根枕木和铁垫板一并拆除，护轨拆除道钉、拆除距离与主轨相同；步骤A4，利用齿条压机将主轨及护轨顶起，顶起高度为100mm，顶起时先起护轨，再起主轨；步骤A5，每块鱼形板范围内涉及的枕木数为4根，将4根枕木一一抽出，每根枕木抽出时，首先卸除需抽出枕木上的螺纹道钉及K型垫板，拆除水平螺栓；然后利用枕木钩子将枕木两端抬起，待枕木槽高于上盖板时将枕木向两线间推送；最后当枕木头超过一端上盖板后，将枕木头沉入道心，另一端的枕木头顺势向斜上抽出，抽出后放于未起顶钢轨区域进行枕木刻槽；步骤12，拆除既有鱼形板，更换新鱼形板：步骤B1，枕木抽出后，首先用电动板子拆除既有鱼形板上的13对高强螺栓和两对防爬角钢，然后对摩擦面保持较好的上盖板进行清洁、干燥处理，同时对有锈蚀的地方进行接触面的除锈；步骤B2，采用手电锯锯槽，槽深控制在10mm，在新刻槽位置用煤焦油涂刷进行防腐处理；步骤B3，初装新鱼形板，首先在新鱼形板的前后栓孔处，各用一颗冲钉进行精确定位；然后在前后栓孔处，各用一颗高强螺栓使两块板界面密贴；最后根据新上鱼形板的位置，采用磁力钻在纵梁上翼缘进行M22高强螺栓孔的打孔；步骤B4，拆除新鱼形板，首先用棉布清理废渣，然后用大功率电吹风烘干摩擦面；步骤B5，再次安装新鱼形板，采用高强螺栓进行初拧、终拧；步骤13，放回枕木，恢复线路：步骤C1，将枕木按照抽出时的方法反向进行，枕木按原位放回，在原位重新安装铁垫板、胶垫及螺纹道钉，防爬螺栓穿入拧紧，落轨时先落主轨再落护轨，主轨落入垫板槽内即开始恢复线路，护木、钩螺栓及防落装置按原编号进行恢复，护木恢复完毕后用铁皮将盖口处包扎并涂防腐油，对线路上的防掉落设备进行检查保证恢复到原有状态；步骤C2，施工完毕后对线路整细，确认线路条件，达到线路开通条件后，恢复线路；步骤C3，恢复线路之后，首趟列车以限速25km/h、第二趟列车以限速45km/h、第三趟列车以限速60km/h的速度通过，24小时后恢复正常运营速度；步骤2，对32根纵梁的下翼缘进行强化：步骤21，搭设施工脚手架；步骤22，对纵梁下翼缘底面进行喷砂处理；步骤23，维修天窗点内初装补强钢板，用卡具将其固定于纵梁下翼缘加固部位；步骤24，按照补强钢板孔位，采用磁力钻对纵梁下翼缘钢板套打成孔；步骤25，安装高强螺栓；步骤26，维修天窗点内对高强螺栓进行初拧、终拧；步骤27，对纵梁腹板竖向加劲肋焊趾进行打磨；步骤28，涂装；步骤29，拆除脚手架；步骤3，对12根主桁杆件进行强化，主桁杆件强化分为上、中和下三节段，节段之间采用拼接板连接，涉及主桁节点部位的加固需在维修天窗内进行，具体包括：步骤31，摩擦面处理：步骤D1，安装挂篮后，将已经筛选的砂子，装入砂罐，施工时，喷砂机操作者穿好防护衣调整通风，开始喷砂，喷砂由上至下、先阴面再阳面依次进行，每个部位喷砂完毕后，用压缩空气流吹开作业表面粉尘，检查质量，如质量不合格，标出缺陷部位，随即进行补喷，去除全部主桁杆件金属表面的油漆、氧化皮、浮锈；步骤D2，天窗点结束前20分钟完成喷砂作业，对全桥面用高压风进行彻底清理，同时对高压线绝缘端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓光，赵欣欣，王丽，崔鑫，田越，胡所亭，蔡超勋，
申请(专利权)人：中国铁路总公司，中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，中国铁道科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11