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既有重载铁路病害涵洞波纹板加固技术
既有重载铁路病害涵洞波纹板加固技术
尚培培
【摘要】摘要针对一重载铁路涵洞出现的掉块、露筋、腐蚀等问题，通过现场检测分析了病害原因。
综合考虑涵洞净空、经济性和工期提出了一种适宜于重载铁路病害涵洞加固的新技术——波纹板加固技术。
利用ANSYS有限元软件建立了涵洞与波纹板共同作用分析模型，分析了重载列车作用下波纹板结构内力、变形以及螺栓的抗剪承载力。
对该涵洞加固前后盖板钢筋受力及挠度进行了测试。
计算及测试结果表明：重载列车作用下，涵洞跨中波纹板最大Mises应力出现在倒角部位，最大值为11.8 MPa，小于Q345钢材的容许应力;跨中最大挠度为0.33 mm，挠跨比远小于规范规定的普通高度钢筋混凝土梁竖向挠跨比通常值;实测23 t轴重5 400 t编组列车作用下，加固前后跨中顶板钢筋应变降低了55.8%，盖板挠度降低了91.4%，加固效果明显。
【期刊名称】铁道建筑
【年(卷),期】2017(057)008
【总页数】4
【关键词】关键词重载铁路;涵洞加固;病害成因;数值计算;现场测试;波纹板
在我国重载铁路如大秦线［1］、朔黄线等线路上，受重载列车的长期冲击作用，大量钢筋混凝土盖板涵出现开裂、露筋、掉块等病害。
由于涵顶盖板的开裂、掉块，出现涵内积水，致使涵洞基础松软、变形、下沉。
此外，涵洞防水层损毁后，潮湿的空气及雨雪侵蚀板内钢筋，使得病害进一步发展，威胁行车安全。
盖板涵结构损伤会加剧，甚至出现疲劳破坏。
加固病害涵洞通常采用增大截面加固法、内套框构法、更换既有钢筋混凝土盖。
浅谈桥涵、隧道加固中钢波纹板应用技术在未来5年至10年内，我国将迎来大范围的桥梁老化现象，再加上受到设计标准落后、施工监管不到位、运营养护不力以及车辆超速超载、外界自然环境等因素影响，都会使这些桥梁加速老化或出现结构性损伤而导致承载能力大幅降低，最终提前达到使用寿命成为危桥。
可见，我国未来的桥梁安全形势不容乐观。
另外随着社会经济的快速发展，隧道建设越来越多，随之而来的是隧道的一些病害，严重威胁着使用安全，本文介绍一种采用钢波纹板加固危桥、隧道的方法，该方法应能有效提升桥梁、隧道的承载能力，延长桥梁、隧道的使用寿命，并具有工艺简单和成本较低的特点。
标签：加固工程；钢波纹片；桥涵；隧道一、采用钢波纹片加固危桥、隧道的特点：1.从本质上加固结构，避免结构内部微破损对结构承载能力的影响；2.结构形式的转变，无论加固前的结构形式怎样，加固后的结构为钢波纹板拱桥结构。
3.加固后的桥梁，可以使其桥梁承载能力提升为新建桥梁的设计承载力；4.旧桥加固过程无需对上部结构进行改变，加固工期短，造价低，加固完成后，即可通车运行。
5.用于隧道衬砌，替代繁琐的模板工序或价格昂贵的滑模台车的滑模混凝土施工。
二、钢波纹板主要应用领域1、公路（水路）用暗渠、隧道、涵洞2、中小跨径桥梁、通道3、城市下水管、雨水管、污水管等各类管道三、钢板波纹片涵洞特点及适用范围钢波纹片施工工程综合造价远远低于同类跨径的桥、涵洞；施工工期短，主要为拼装施工；采用标准化设计、生产，设计简单，生产周期短；生产不受环境影响，进行集中工厂化生产，有利降低成本，控制质量；现场安装无需使用大型设备，安装方便；和传统的混凝土涵洞相比，减少了工后养生及养护工序，不仅提高了工作效率，也降低了工程成本；减少了水泥、碎石、砂等的用量，有利于环保；有利于改善软土、膨胀土、湿陷性黄土等特殊地基结构物处的不均匀沉降问题，提高了公路服务性能，减少了工后养护成本；解决了北方寒冷地区（霜冻）对桥梁混凝土结构的破坏，特别适合于软土、膨胀土、湿陷性黄土等地基承载力较低地区和地震多发地区；有效避免桥头跳车减短了多年冻土的裸露时间，冻融量小，故特别适用于多年冻土地区；对环境的破坏小，适用于生态环境脆弱的地区；砂、石等材料用量小，故适用于砂、石材料缺乏的地区；只需很少的人工，故适用于在劳动力缺乏地区；有利于解决北方寒冷地区冬季管涵混凝土结构的破坏问题，适用于高原地区；集中工厂化生产，生产周期短，故适用于质量要求高、工期紧的工程项目；在防灾、救灾，应急、抢险等斱方面具有无可替代的作用。
浅析隧道波纹板套衬加固技术摘要：文章浅析隧道波纹板套衬加固技术的适用条件、结构形式和施工工艺，以及施工的注意事项。
波纹板套衬具有施工快、成本低、风险小、见效快等优点，可以在铁路隧道病害整治中应用处理。
关键词：波纹板套衬加固技术一、引言截止2021年，全国铁路投产新线4208公里，其中高速铁路2168公里。
全国铁路营业里程达到15万公里，其中高速铁路营业里程达到4万公里。
随着高铁的迅速发展，运营里程急剧上升，方便了人们出行，但同时铁路隧道也出现了不少的病害。
运营铁路隧道病害整治是一项复杂的系统工程。
由于操作空间有限、作业环境恶劣且涉及到铁路运营安全，因此在隧道缺陷加固和整治时，针对隧道病害现状，以保证线路安全运营为出发点，综合考虑施工环境、天窗时间等客观因素，尽量不影响线路正常营运。
采用波纹板套衬加固，缩短了施工时间，提升了加固质量。
二、适用条件波纹板套衬加固适用于隧道衬砌大范围开裂掉块、月牙形裂纹及厚度不足和防水板切割二衬处结构加固补强。
由于结构劣化受多因素的影响，演变规律和发展时程难以量化，整治后的结构需要进行长期观察、监测，运营期间还应根据相关管理要求加强检查和维护。
三、结构形式及材料1、波纹板：根据隧道的限界情况，选择幅宽为108cm，厚度为6mm（成型厚度不小于5.7±0.1mm），波高为55mm，波距为200mm的波纹板作为隧道套衬结构，钢材性能、尺寸、外形、重量及允许偏差应符合规范要求，波纹板套衬材质不低于Q345，类型不低于B类。
2、涂层材料：波纹板套衬高分子聚合物单面涂层厚度1.5mm，考虑板材可能应用于电气化铁路带电环境中，为防止钢板被击穿，要求涂层临界介电强度不小于30KV/m，体积电阻率不小于3.0×1013Ω·m，工频湿耐受电压不小于27.5KV。
波纹板套衬及所有永久、临时构件与接触网带电设备最小安全距离不应小于500mm，困难条件下不得小于350mm。
钢波纹板技术在铁路涵洞整修中的应用随着铁路交通的不断发展和铁路线网的不断完善，铁路涵洞作为重要的基础设施，承担着铁路交通运输中的重要作用。
由于铁路涵洞长期受到水流、温度变化和重力的作用，容易出现龟裂、腐蚀和变形等问题，给铁路线路的稳定和通行安全带来隐患。
对铁路涵洞的整修与加固工作显得尤为重要。
而在涵洞整修中，钢波纹板技术正逐渐成为一种重要的加固材料，得到了广泛应用。
钢波纹板是一种以高强度、高韧性冷轧钢板为原材料，通过冷弯成卷状波浪状板材的新型绿色建筑材料。
其具有重量轻、耐腐蚀、耐疲劳、抗冲击、安装便捷等特点，能够有效地提高结构的承载能力，增加材料的使用寿命，减少使用成本，并且具有较好的环保性能。
这些特点使得钢波纹板在铁路涵洞整修中的应用异常广泛。
钢波纹板可以作为铁路涵洞的内衬材料，进行涵洞内壁的加固和修复。
在涵洞内壁受到水流冲刷、漏水、龟裂等问题时，使用钢波纹板进行内壁加固和修复，不仅可以增加内壁的抗压抗弯能力，还可以提高内壁的密封性和防水性，延长涵洞的使用寿命，确保铁路交通的运行安全。
钢波纹板还可以作为铁路涵洞的隧道内衬材料，改善隧道的内部环境。
通过在隧道内壁铺设钢波纹板，可以有效地改善隧道内部的空气流通情况，降低空气湿度，减少露水和水滴的滴落，保证列车运行的安全和顺畅。
钢波纹板还可以提高隧道内的防火等级，增加隧道的抗火性能，确保隧道内人员和设备的安全。
钢波纹板技术在铁路涵洞整修中的应用具有明显的优势和广阔的应用前景。
通过使用钢波纹板进行铁路涵洞的内衬加固、隧道内部改善、边坡支护和上覆保护等工程，可以有效地提高涵洞的承载能力、使用寿命和通行安全性，保障铁路运输的安全畅通。
钢波纹板技术的应用不仅可以满足铁路涵洞整修的技术要求，还可以为我国铁路交通建设贡献力量，推动我国铁路事业的发展。
相信在不久的将来，随着技术的不断进步和材料的不断完善，钢波纹板技术在铁路涵洞整修中的应用将会得到进一步的推广和深化。
既有重载铁路病害涵洞波纹板加固技术分析作者：王志军来源：《科技资讯》2021年第24期摘要：近年来，我国重载铁路在实际运行的过程中，由于重载列车长时间的冲击涵洞开始出现了开裂现象、露筋现象与掉块现象等，导致涵洞内部漏水、积水，甚至还会出现基础结构变形现象、松软现象与下沉现象，严重影响行车的安全性，因此在既有重载铁路病害涵洞方面应重点引进现代化的加固技术，提升结构的稳定性和稳固性，预防发生安全风险隐患问题。
该文就研究既有重载铁路病害涵洞波纹板加固技术，提出几点技术的应用建议，旨在为增强涵洞的稳定性和安全性提供帮助。
关键词：既有重载铁路病害涵洞波纹板加固技术应用措施中图分类号：U449.7 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）08（c）-0040-03Analysis of Corrugated Plate Reinforcement Technology for Existing Heavy Haul Railway CulvertWANG Zhijun（Suning Branch， Shuohuang Railway Development Co.， Ltd.， China Energy Group，Cangzhou， Hebei Province， 062350 China）Abstract： In recent years， during the actual operation of China's heavy haul railway， due to the impact of heavy haul trains for a long time， the culvert began to appear cracking， exposed reinforcement and falling blocks， resulting in water leakage and ponding in the culvert， and even foundation structure deformation， looseness and subsidence， which seriously affected the safety of driving. Therefore， modern reinforcement techniques should be introduced in the existing heavy-haul railway culvert， enhance the stability and stability of the structure to prevent potential safety risks. In this paper， some suggestions are put forward for the application of the technology of strengthening the corrugated plate of theKey Words： Existing heavy-haul railway culvert; Corrugated plate; Strengthening technology; Application measures既有重载铁路病害涵洞的领域中采用波纹板加固技术，应做好施工之前的准备工作，按照工程标准和情况等在施工过程中强化各方面的管理与控制，根据技术标准和规范提升波纹管加固技术应用的专业化程度，确保加固施工的效果、质量、发展水平。
钢波纹板技术在铁路涵洞整修中的应用作者：闫飞来源：《装饰装修天地》2020年第03期摘 ; 要：现今运营的铁路涵洞都为混凝土材料，由于这种脆性材料使用时间过长后易出现开裂、掉块、露筋、渗水等病害，即使进行相应整修，病害也经常反复出现。
朔黄铁路近几年采用钢波纹板包裹注浆技术，在涵洞病害整治方面取得了很好的效果，不仅工期缩短，整修后的涵洞具有美观、结实、根治通病等特点。
随着材料的科学的快速发展，波纹板技术已从装饰装修行业，快速推广到其他建设领域，并且逐步取代了很多传统的承重材料，本文主要以钢波纹板技术在涵洞整修施工过程中的施工工艺总结，达到推广新材料、新工艺和分享施工经验的目的。
关键词：钢波纹板;整修;承重;新材料1 ;前言在国家重点铁路货运线中，对于涵洞病害的加固整修先后采用了内套框构法、体外预应力加固法、粘贴钢板法等方法，虽然加固效果比较显著，但也出现了各种弊端，比如减少涵洞净空、间接渗水和承载强度不够等。
钢波纹板加固技术的快速发展，整合上述施工方法的优点，同时有效的避免了整治工作的“后遗症”。
钢波纹板是由合金钢板在车间轧制而成，单向成波形，在施工现场通过拼装定型，具有非常强的适应纵向变形能力。
钢波纹板加固整治技术也是利用增大截面尺寸来提高抗弯刚度的，但由于钢波纹板本身具有很强的刚度，实施过程中可以最大限度的保留原涵洞的净空尺寸，实际施工中波纹板离涵洞内墙表面5cm即可保证整修效果。
2 ;钢波纹板技术适用的涵洞病害钢波纹板技术在涵洞整修中主要应用于涵身主体的病害整治，相关病害类型有：盖板涵的盖板或框架涵的顶板掉块、腐蚀、露筋;侧墙的裂缝、混凝土剥落、露筋;盖板涵的沉降缝脱落渗水;加固浆砌片石墙身等。
钢波纹板涵洞整修技术的应用，对于通行涵洞病害的整治及通道内主体防护具有非常典型的意义，整修后的涵洞不仅承载能力可靠，而且波纹板材料具有整体严密防水、耐腐蚀、抗冲撞等优点。
3 ;钢波纹板涵洞整修案例选择本文以朔黄铁路运煤专线在河北省沧州市内几座通行涵洞的整修为实例，介绍钢波纹板技术在铁路涵洞整修施工中的应用，总结本项技术的施工工艺和实施要点。
波纹钢板加固施工技术综述作者：何炳兴来源：《建筑与装饰》2019年第10期摘要波纹钢板加固高铁隧道是一门新型技术，具有施工速度快、成本低、见效快的优势。
关键词裂纹;加固;技术随着高铁的迅速发展，运营里程急剧上升，方便了人们出行，但同时高速铁路也出现了不少不同的病害，针对高速铁路隧道二衬裂纹、裂缝等病害采用波纹钢板进行加固，缩短了施工时间，提升了加固质量。
下面以兰新客专祁连山隧道为例介绍隧道衬砌采用波纹钢板加固技术。
1 项目基本情况祁连山隧道位于青海省门源回族自治县及甘肃山丹县，工点区域为祁连山中高山区，平均海拔为3500～4345m。
隧道全长9515m。
隧道洞身除进、出口分别位于R-8000、R-7000的曲线上外，其余均位于直线上;洞内纵坡为20‰单面下坡。
在二衬混凝土浇筑完毕后因洞内的温度低，过早拆模，混凝土强度偏低，台车行至下一模顶起后，引起挤压变形导致“月牙形”裂纹产生。
“月牙形”裂缝发生在隧道个别衬砌段端头。
为了确保运营安全，采取了波纹钢板对裂纹处进行加固处理。
2 波纹钢板的结构形式及材料（1）隧道加固用波纹板结构形式：加固用波纹钢板采用波形为300mm×110mm，压制成型。
（2）隧道加固用波纹板连接方式：波纹板纵向与环向之间连接除采用搭接方式，还可采用法兰盘进行连接。
（3）隧道加固用波纹板基础形式。
将波纹钢板用于加固铁路病害隧道时，需要将既有电缆槽进行凿除，并在其底部进行植筋，然后新作基础，波纹板基础形式见图所示。
（4）材质要求。
板材选用普通钢制板材，钢材材质为Q345，钢板厚度6.0mm。
波纹板结构连接螺栓采用型号不小于M24，螺栓强度等级为10.9S。
同时，为防止由于列车振动引发的螺栓松动掉落问题，垫片采用“凹凸垫片+防松动垫片”。
既有衬砌与波纹板间采用植筋连接，环向间距1.2m，纵向间距1m，植筋深度不小于20cm，为保证波纹板与既有衬砌结构成为整体而达到共同受力的要求，波纹板背后填筑水泥浆，水灰比为0.18～0.25。
铁路桥涵洞加固施工方案引言铁路桥涵洞的加固施工是为了确保铁路线路的安全和可靠。
本文档旨在提供一个详细的施工方案，以指导工程师和施工人员在铁路桥涵洞的加固工作中的操作和注意事项。
1. 施工前准备在开始施工之前，需要进行相关的准备工作，包括但不限于以下内容：1.1. 工程调研和设计在进行加固施工前，应进行全面的工程调研和设计。
工程调研包括对桥涵洞结构的现场勘查和测量，以及结构和土地的详细分析。
根据调研结果，进行加固设计，确保施工方案的合理性和可行性。
1.2. 材料和设备准备根据设计要求，准备所需的材料和设备，包括钢筋、混凝土、脚手架和施工机械等。
确保材料和设备的质量和数量符合施工需要。
1.3. 安全保障在施工前，应制定详细的安全计划和应急预案，确保施工过程中的安全。
必要时，设置警示标志和安全隔离措施，提醒施工人员和过路车辆注意安全。
2. 施工步骤2.1. 拆除旧构件首先，需要拆除桥涵洞上的旧构件。
拆除工作应根据设计要求进行，包括拆除钢筋混凝土构件和清理现场。
在拆除过程中，应注意保护周围环境和现有结构的完整性。
2.2. 加固结构根据设计要求，进行桥涵洞结构的加固工作。
主要包括以下几个方面：•钢筋加固：根据设计要求，布置和焊接钢筋，增强原有结构的承载能力。
•混凝土浇筑：根据设计要求，进行混凝土的配制和浇筑，确保加固后的结构稳定和耐久。
•填充材料：按照设计要求，在桥涵洞的空洞部分填充设计好的填充材料，增强结构的整体稳定性。
2.3. 沉降监测在加固施工完成后，需要进行沉降监测。
通过安装测量设备，监测加固结构的沉降情况，并根据监测结果进行相应的调整和修复。
2.4. 完工验收施工完成后，进行完工验收。
验收内容包括对加固结构的质量和安全性进行检查，确保加固工作符合设计要求和相关标准。
3. 安全注意事项在铁路桥涵洞加固施工过程中，需要特别注意以下安全事项：•工人必须经过专业培训和持证上岗，严格按照工艺和操作规范施工。
隧道钢波纹板加固施工方案1. 引言隧道是现代交通建设中非常重要的设施之一，为了确保隧道的安全和稳定，需要对其进行适当的维护和加固。
本文将介绍一种隧道加固的施工方案，采用钢波纹板来加固隧道结构，以提高其承载能力和稳定性。
2. 钢波纹板的优势钢波纹板是一种具有优异机械性能和耐腐蚀性的建筑材料，适用于各种结构的加固和修补。
它具有以下优势： - 强度高：钢波纹板具有优异的强度和刚度，可以有效地分担和传递结构的荷载。
- 耐腐蚀：钢波纹板经过特殊处理，具有耐腐蚀的特性，能够适应多种环境条件。
- 安装方便：钢波纹板重量轻，安装简便，对施工影响小。
3. 施工前准备在进行钢波纹板加固施工之前，需要进行以下准备工作： - 审核设计方案：根据隧道的具体情况，审核和确定加固的设计方案，包括钢波纹板的尺寸、数量和安装位置等。
- 材料采购：购买符合设计要求的钢波纹板，并进行必要的防腐处理。
- 施工设备准备：准备好所需的施工设备，如起重机、焊接设备等。
4. 施工步骤步骤一：清理现场在施工之前，需要将隧道内部清理干净，清除杂物和积水等。
步骤二：测量和标注根据设计方案，使用测量工具对隧道进行测量，确定钢波纹板的安装位置，并在墙体上进行标记。
步骤三：钢波纹板切割和预处理按照标记线，使用适当的切割工具对钢波纹板进行切割，确保其尺寸与设计要求相符。
同时，对钢波纹板进行防腐处理，增加其耐腐蚀性能。
步骤四：钢波纹板安装将切割好的钢波纹板按照设计方案安装在预定位置，使用焊接设备将其与墙体进行焊接固定。
确保焊接接头牢固可靠，并且焊接点均匀分布。
步骤五：焊接接头处理对焊接接头进行细致的处理，包括打磨和防腐处理，确保焊接接头的质量和耐久性。
步骤六：验收和监测完成钢波纹板加固施工后，进行验收和监测工作，检查加固效果和施工质量。
可以使用测量仪器对结构进行力学性能的测试，以确保施工质量符合要求。
5. 施工注意事项•施工人员应该具备相应的资质和经验，熟悉施工工艺和安全操作规程。
既有重载铁路病害涵洞波纹板加固技术尚培培【摘要】针对一重载铁路涵洞出现的掉块、露筋、腐蚀等问题,通过现场检测分析了病害原因.综合考虑涵洞净空、经济性和工期提出了一种适宜于重载铁路病害涵洞加固的新技术——波纹板加固技术.利用ANSYS有限元软件建立了涵洞与波纹板共同作用分析模型,分析了重载列车作用下波纹板结构内力、变形以及螺栓的抗剪承载力.对该涵洞加固前后盖板钢筋受力及挠度进行了测试.计算及测试结果表明:重载列车作用下,涵洞跨中波纹板最大Mises应力出现在倒角部位,最大值为11.8 MPa,小于Q345钢材的容许应力;跨中最大挠度为0.33 mm,挠跨比远小于规范规定的普通高度钢筋混凝土梁竖向挠跨比通常值;实测23 t轴重5 400 t编组列车作用下,加固前后跨中顶板钢筋应变降低了55.8%,盖板挠度降低了91.4%,加固效果明显.%In view of the culvert defects such as block falling,rib exposure and corrosion occurred on a heavy haul railway,the culvert defect causes were analyzed by site prehensively considering culvert clearance,economical efficiency and construction period,a new reinforcement technology suitable for heavy haul railway defect culverts was put forward,that is corrugated plate reinforcement technology.A interaction model of culvert and corrugated plate was established by ANSYS finite element software.The internal force,deformation and shear resistance of the corrugated plate structure under heavy haul train load were analyzed.The bar force and cover plate deflection were tested before and after culvert reinforcement.The calculation and test results show that under heavy haul train load corrugated plate culvert maximum Misesstress appears at chamfering position,and the maximum value is 11.8 MPa,that is far less than allowable stress of Q345 steel.The maximum deflection is 0.33 mm.The deflection span ratio is far less than the average deflection span ratio of common height reinforced concrete beam ascertained by specification.Under 23 t axle and 5 400 t marshalling train load,the steel strain of roof plate midspan before and after reinforcement was reduced by 55.8%,and plate deflection was reduced by 91.4%.The reinforcement effect was obvious.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2017(057)008【总页数】4页(P50-53)【关键词】重载铁路;涵洞加固;病害成因;数值计算;现场测试;波纹板【作者】尚培培【作者单位】朔黄铁路发展有限责任公司,河北肃宁 062350【正文语种】中文【中图分类】U457+.2在我国重载铁路如大秦线［1］、朔黄线等线路上，受重载列车的长期冲击作用，大量钢筋混凝土盖板涵出现开裂、露筋、掉块等病害。
由于涵顶盖板的开裂、掉块，出现涵内积水，致使涵洞基础松软、变形、下沉。
此外，涵洞防水层损毁后，潮湿的空气及雨雪侵蚀板内钢筋，使得病害进一步发展，威胁行车安全。
盖板涵结构损伤会加剧，甚至出现疲劳破坏。
加固病害涵洞通常采用增大截面加固法、内套框构法、更换既有钢筋混凝土盖板法、灌浆封闭裂缝法、体外预应力加固法、粘贴钢板法等加固方法［2-3］。
增大截面及内套框构法会导致涵洞净空减少，通行能力下降，且施工周期较长。
粘贴钢板法可以提高顶板、倒角(中墙)的抗弯强度，并封闭节间接缝防止渗水，但是强度提高幅度有限，后期易出现节间接缝渗水。
更换既有钢筋混凝土盖板在既有重载线路施工中可行性较差，在天窗点内基本不可能实现。
封闭裂缝只是对裂缝进行封堵，起不到加固的作用。
基于以上问题，本文针对目前一重载铁路涵洞出现的病害问题，提出一种新型的加固技术——波纹板加固技术。
该技术主要是利用适当增大截面尺寸提高抗弯刚度的原理，将复合材料、钢质或铝合金质板材沿受力方向加工成不同尺寸的波纹，而在非受力方向加工成拱(圆)、椭圆或矩形等形式，可用于新建承载结构及病害结构加固工程。
一重载铁路盖板箱涵净宽6.0 m，净高4.3 m，长23.4 m，为立交而设。
该涵洞按照通用图《钢筋混凝土、混凝土及石盖板箱梁(肆桥5009)》设计，设计列车竖向静活载采用“中-活载”。
涵洞为M10浆砌片石墙身，墙身上端是 C15混凝土顶帽和C20钢筋混凝土盖板。
由于受长时间、大轴重、长编组列车的作用，该洞钢筋混凝土盖板及侧墙出现多处裂缝，有的已露出钢筋。
混凝土盖板开裂掉块，涵内积水，铺砌松软变形、下沉，造成了板涵承载能力降低，抗剪强度减小，稳定性差。
板涵防水结构已大部分损毁，潮湿的空气及雨雪侵蚀板内钢筋，使得病害进一步发展。
对该涵洞病害原因从以下4方面予以分析。
1)填土厚度。
该涵洞为跨度6.0 m的分片式钢筋混凝土盖板涵，整体性差，加上涵顶填土厚度较小，在列车动力作用下盖板钢筋应力增加，变形增大，承载能力不足，甚至可能发生疲劳破坏。
2)钢筋混凝土盖板配筋率。
当配筋率较小时疲劳受钢筋控制，破坏形式为正截面开裂;当配筋率较大时表现为混凝土斜截面和局部压碎疲劳破坏形式。
涵洞盖板的配筋率普遍偏大，属于后一种破坏形式。
对于盖板涵洞，混凝土盖板结构在列车荷载的反复冲击下不断产生变形，随时间发展钢筋和混凝土可能会产生疲劳破坏。
盖板结构局部可能因拉压作用的影响而开裂，发生层离、脱落、掉块等病害。
3)盖板保护层厚度。
盖板保护层厚度越大混凝土承载力变化幅值越小，混凝土的耐久性越好。
保护层能够有效阻止有害成分进入结构内部，防止钢筋锈蚀、内部产生裂缝等。
从该涵洞盖板裸露的钢筋部位看，保护层仅1～2 cm，与设计厚度相差很大。
由于混凝土强度低，密实性差，在长达15年的使用过程中混凝土的碳化、碱集料反应等因素使得钢筋不同程度地锈蚀，强度降低，直径变细，承载能力严重下降。
4)墙身承载力。
该盖板涵洞采用 M10浆砌片石墙身，墙身上端是C15混凝土顶帽。
其本身设计标准不高。
施工时易引起质量缺陷的因素较多，如施工过程中立模不标准，振捣不密实，早期受冻使构件表面出现裂纹、局部剥落，施工时拆模过早、混凝土强度不足使得构件产生裂缝等。
这些都会与墙身顶帽混凝土后期是否产生裂缝、蜂窝麻面、脱落等病害有直接的关系。
砌石墙身勾缝质量差，涵身劣化严重，以致涵洞整体强度和耐久性下降。
从涵洞净空、加固效果、经济性以及工期角度考虑，目前采用套涵、粘贴钢板以及更换盖板的方法性价比较低［4-6］。
针对该涵洞掉块、露筋、腐蚀等情况，并考虑到后期该线路运营30 t轴重重车，通过方案比选拟定采用波纹板加固技术进行加固。
为了保证波纹板结构的加工精度，加固前利用三维激光扫描仪对病害涵洞断面尺寸进行了扫描。
依据扫描结果对采用的波纹板进行了结构设计，重点确定了截面形状(波距、波高、回转半径等)、板型以及基础结构形式等。
具体设计见图1—图4。
采用有限元软件ANSYS建立了波纹板结构-既有涵洞相互作用三维模型。
计算模型中的涵洞、过渡段以及注浆层采用三维8节点Solid45单元进行模拟，波纹板采用4节点Shell63单元进行模拟。
模型共划分单元144 320个，节点总数143 877个。
建立的有限元模型如图5所示。
计算参数取值参见《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1—2005)［7］、《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)［8］以及《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10002.2—2005)［9］中的规定，见表 1。
1)荷载图示目前既有重载铁路最大列车轴重为25 t，考虑后期运营30 t轴重列车，因此，采用活载等级系数 z=1.2的ZH荷载图示进行分析，具体图式参见文献［10-12］。
2)竖向荷载列车荷载对涵洞的作用效应沿涵洞横向的分布具有较好的规律性，与车辆参数(轴距及轴重)的加载效应无明显关系。
TB 10002.1—2005中计算活载对涵洞的竖向压力时，假定活载在轨底平面上的横向分布宽度为2.5 m，其在路基内与竖直线成一角度(其正切为0.5)向外扩散，竖向压力qh计算式为式中h为轨底以下的深度。
动力系数取值采用TB 10002.1—2005中规定的计算方法，即式中:μ为动力系数;α为影响系数;L为计算跨度。
该涵洞跨度为6 m，轨底至涵洞顶面填土高度 h为0.6 m，设计行车速度为60km/h，则α=1.6，1+μ=1.27。
依据前期实测值，本次检算1+μ取1.37。
计算可得波纹板内力、变形分布图及螺栓受力分布云图，进而得到最大应力及变形。
1)波纹板内力重载列车作用下，涵洞跨中波纹板最大主应力为6.3MPa，最大 Mises应力出现在倒角部位，其值为11.8 MPa。
二者均小于 Q345钢材的容许应力125 MPa。
波纹板内力较小的原因是:①既有盖板还未完全失效，承担了部分传递至盖板的列车荷载;②波纹板与盖板之间的注浆层同样承担了部分传递至波纹板顶面的荷载;③原来既有盖板是分片式单向简支板，加固后的涵洞注浆层与波纹板成为双向固支的板，涵洞跨中波纹板应力必然减小。
