随着桥梁服役时间的延长,在荷载以及外界环境的多重作用下,铁路π形截面钢筋混凝土梁面临着混凝土材料老化、钢筋锈蚀、结构抗力退化等诸多问题。开展病害状态下的梁体承载力、刚度情况研究以及探讨符合铁路运营特点的修复方法,是一项亟待解决的问题。由于铁路π形梁局部构造特点,使其所处的外部环境对结构耐久性有着重要影响。本文以西北铁路所辖线路范围内的钢筋混凝土π形截面梁为研究对象,以桥梁所处的干湿交替局部环境为主线,考虑由于干湿交替环境造成的钢筋锈蚀、混凝土脱落病害对梁体局部构件承载力的影响,以及梁底出现钢筋混凝土粘结失效病害时对结构抗弯承载力及抗弯刚度的影响,并对开行重载列车的可行性进行了探讨;最后结合铁路运营特点提出了铁路桥梁混凝土脱落病害的修复方法。本文具体研究内容如下:(1)通过对西北铁路所辖线内桥梁检查,总结了铁路π形截面梁的常见病害情况,并对病害成因进行了分析,重点对干湿交替环境下钢筋锈蚀机理进行了分析,利用钢筋锈蚀速率检测仪对处在干燥环境以及干湿交替环境下的桥梁步行板进行了锈蚀速率检测,通过试验数据进一步验证了干湿交替环境对混凝土结构内钢筋锈蚀的加速作用。(2)依据现行规范,对易于遭受干湿交替影响的π形截面梁外悬臂板、外挡碴墙的承载力情况、以及通行重载列车的可行性进行了分析;并对出现混凝土脱落病害时外悬臂板、外挡碴墙的承载力情况进行了承载力验算;最后结合已有的计算结果,对出现混凝土脱落病害的整梁进行了承载力及刚度分析。(3)结合铁路π形截面梁多层配筋特点及病害特征,制作了相应的试验梁模型,即受拉钢筋采用上下两层配筋,考虑第一层受拉钢筋出现局部粘结失效情况时对结构承载力及刚度的影响,并结合有限元数值模拟的方法,研究了不同粘结失效长度、不同粘结失效位置对结构抗弯性能的影响。(4)结合铁路桥梁运营特点,提出了利用环氧树脂混凝土进行桥梁修复的方法,并在此基础上提出了修复时增加钢板做模板、梁底增设钢结构优化的修复加固方法;最后利用试验对修复效果进行了进一步研究验证。