張李勝

摘 要：最近幾年，伴隨著我國鐵路工程突飛猛進(jìn)的發(fā)展趨勢，國家不斷推進(jìn)高速鐵路建設(shè)，與此同時，在不同程度的橋梁結(jié)構(gòu)中存在各種病害，對鐵路運輸?shù)陌踩珮?gòu)成嚴(yán)重威脅本文以高速鐵路混凝土橋梁為例，分析了鐵路橋梁病害。

關(guān)鍵詞：鐵路混凝土橋梁；典型病害；防治對策

由于國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，鐵路橋梁的建設(shè)不斷擴大，鐵路橋梁的建設(shè)是高速鐵路項目的重要組成部分。高速鐵路的運行條件和載荷，由于設(shè)計、施工、鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)的變化影響和不同程度病害，因此，本文對鐵路橋梁結(jié)構(gòu)的典型病害進(jìn)行了具體的分析和探討，并提出了保證橋梁結(jié)構(gòu)正常使用和安全運行的有效對策。

一、高速鐵路混凝土橋梁典型病害

1.橋梁的結(jié)構(gòu)裂縫病害。橋梁結(jié)構(gòu)裂縫是縱貫鐵路橋梁混凝土的深裂縫，出現(xiàn)在鐵路雙線或梁體側(cè)面，甚至貫穿整個墩體。其次，混凝土表面裂縫深度較淺，長度不一，形狀不規(guī)則。開裂后，很容易滲透到雪和雨，因此產(chǎn)生凍融的膨脹應(yīng)力，造成橋梁開裂和脫落的現(xiàn)象。第三，梁體的斜梁裂縫出現(xiàn)在梁腹板上，這可以大大減少預(yù)應(yīng)力混凝土的承載力。這些裂痕的直接原因它是由荷載列車引起的，使結(jié)構(gòu)承載力不夠，建筑結(jié)構(gòu)不合理，基礎(chǔ)不均勻沉降，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)附加力超過混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的抗拉強度，出現(xiàn)裂縫。

2.橋梁的腐蝕病害。高速鐵路主要依附于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼截面很小，特別是預(yù)應(yīng)力鋼絲包，橫截面面積非常小，如果橋鋼筋腐蝕現(xiàn)象，預(yù)應(yīng)力鋼束很容易受到損害，腐蝕嚴(yán)重的會減少鋼筋結(jié)構(gòu)的承載力，對結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。電化學(xué)腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕過程，由于環(huán)境特性和混凝土的性質(zhì)，在這些環(huán)境條件下產(chǎn)生生化反應(yīng)，并對表面產(chǎn)生影響。隨后暴露在混凝土中堿性物質(zhì)的氧化鐵層再次發(fā)生反應(yīng)，即電化學(xué)腐蝕。隨著時間的推移，鋼筋長度方向上的腐蝕區(qū)域越來越大。

3.混凝土凍融病害?；炷恋膬鋈谄茐闹饕怯苫炷林械脑S多孔隙引起的，水也可以很容易進(jìn)入空隙，如果溫度下降到零度以下，混凝土中的多孔水就會結(jié)冰，體積就會膨脹。體積最大的水是原來體積的幾十倍，造成混凝土內(nèi)部的壓力，然而，上升氣孔中的溫度變化會導(dǎo)致冰融化，壓力也會消失，因此，在多次凍結(jié)之后，混凝土可能會受到不同程度的破壞，從而降低混凝土的強度，造成裂痕、脫落

4.橋梁墩臺基礎(chǔ)病害。橋梁的墩臺已經(jīng)使用了很長一段時間，不僅要承受上結(jié)構(gòu)建筑荷載外，還需要抵抗各種外部環(huán)境的力量，如風(fēng)、電流壓力、土壤侵蝕力等。此外，由于各種各樣的因素和鐵路列車的增加，橋梁經(jīng)常承受著過高的負(fù)荷，橋墩將受到不同程度的破壞。

二、鐵路橋梁病害的防治對策

隨著我國經(jīng)濟不斷的發(fā)展，新建鐵路里程不斷增加，特別是在跨江工程中，橋梁成為不可替代的解決方案。國內(nèi)外學(xué)者通過疾病的形成原因和治療對策進(jìn)行進(jìn)一步的系統(tǒng)研究，提出了一些具體措施和解決方案，的一個主要措施在整個生命周期的橋梁，為加強管理的設(shè)計、建設(shè)和運營過程中，把一些混凝土裂縫等結(jié)構(gòu)裂縫消除在萌芽狀態(tài)，很難避免裂縫，應(yīng)采取相應(yīng)措施減少它們以免引起裂紋擴展，影響結(jié)構(gòu)的安全和耐久性。盡管許多橋梁病害與建筑質(zhì)量差有關(guān)，但不可否認(rèn)的是，在認(rèn)識到建筑問題的同時，橋梁的設(shè)計有了很大的改善。在設(shè)計初期加強對橋梁施工地點的地質(zhì)勘察，防止地基在地質(zhì)條件惡劣時遇到不均勻的沉積物。在施工階段，應(yīng)合理放置施工工具和材料，以防止臨時荷載在混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生裂縫，影響橋梁結(jié)構(gòu)的性能和后續(xù)運行。由于高負(fù)荷鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)動態(tài)性能，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計負(fù)荷的價值必須仔細(xì)計算，并考慮在未來一段時間內(nèi)適當(dāng)增加負(fù)載。從長期來看，需要對混凝土損失和長期掘進(jìn)預(yù)應(yīng)力的損失進(jìn)行實驗研究，使用適當(dāng)?shù)氖湛s蠕變模型。在施工過程中應(yīng)避免使用一些大型的水化熱、收縮和水泥體積的穩(wěn)定性差，應(yīng)該采取一些適當(dāng)?shù)墓橇?、水灰比、礦物摻合料，避免堿骨料反應(yīng)，注意維護工作后期混凝土澆注，澆注的混凝土砌塊集施工方案（如分層分段澆筑，等等），并采取有效措施，如嵌入式管道，等）溫度對混凝土澆筑進(jìn)行嚴(yán)格控制。在橋梁混凝土結(jié)構(gòu)施工和運行中容易出現(xiàn)裂縫的監(jiān)測，如支護工作是否良好，預(yù)應(yīng)力張拉值是否到位，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用和列車運行的安全平穩(wěn)。

三、預(yù)制梁板常見病害及防治措施

預(yù)制梁常見病害在外觀。例如，在馬蹄處，梁的腹側(cè)表面和上口的斜面有氣孔和麻點。表面有梁腹側(cè)表面及馬蹄上口斜面存在氣孔、麻面現(xiàn)象明顯氣孔是細(xì)粒料不足以填充粗集料之間的空隙，導(dǎo)致集料不密實，形成產(chǎn)生氣泡的自由空隙：麻面是混凝土表面局部缺漿、粗糙或有許多小凹坑，由氣泡、溝洞在混凝土表面形成的汽水空隙。

1.原因分析。①物料分級不合理，粗骨料偏多，細(xì)骨料少，礫石料中針片狀物料含量過多；②馬蹄形通風(fēng)口頂部的斜面不自由，變截面處的鋼筋和波紋管密實，造成振動不當(dāng)或不足，導(dǎo)致混凝土與模板之間殘留一些氣泡，形成氣孔；③模板分離器涂層不均勻，局部刷漏或失效，導(dǎo)致混凝土表面與模板粘結(jié)的表面：④混凝土未分層澆筑，不當(dāng)或過高，導(dǎo)致離析：⑤石材粒度過大或坍塌程度小。振動或泄漏。

2.防治措施。①水灰比要嚴(yán)格控制的，針片狀顆粒含量必須符合要求。②控制混凝土的振動距離和時間，5-10厘米是振動棒與側(cè)模的距離，且應(yīng)盡量避免碰撞鋼筋及各種預(yù)埋件、低插入深度應(yīng)控制在5-10厘米，分層鑄造時間間隔不得超過混凝土的初凝時間，振動時間以20～30s為宜，與混凝土表面顯著下沉，沒有氣泡，表面光滑，輻射砂漿，層厚度應(yīng)控制在15厘米以內(nèi)，并排氣；③模板必須經(jīng)過除銹、拋光和使用無色差的脫模劑清潔：④做好配合比設(shè)計工作，當(dāng)配筋密實時，加入高效減水劑，保證混凝土的流量滿足工作要求，在運輸、澆注各個環(huán)節(jié)采取措施，確保混凝土不離析。

在高速鐵路項目的建設(shè)過程中，出現(xiàn)了一些橋梁結(jié)構(gòu)。為了確保鐵路項目的安全，并與混凝土橋梁建設(shè)病害作斗爭，有必要從多個角度預(yù)防它，促進(jìn)我國鐵路項目的穩(wěn)步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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