【关键词】铁路桥涵；施工缺陷；应对措施
0.引言
因出行和工业运输的需要，我国铁路线路的建设比例大幅提高。铁路运输线路具有整体性和连续性特性，在特殊的地质、水文构造处，需基于铁路运输的需要搭设桥梁和开挖涵洞。并且基于我国的地质条件，桥涵工程施工量大，安全性要求高。但实际运行过程中常常会发生混凝土结构病害、变形沉降和地基不稳、盖板质量不合格等问题。为提升铁路桥涵的安全性能，本文将对此进行分析探讨。
1.铁路桥涵施工中存在的缺陷
1.1铁路桥涵混凝土结构病害
铁路桥涵的混凝土结构病害主要表现为混凝土裂缝和变位。实践表明，混凝土结构的任何损伤和破坏，一般都是首先在混凝土中出现裂缝。裂缝是混凝土结构病害的晴雨表。引起混凝土裂缝的原因有很多种，大体可以归纳为两类，第一类：由外荷载引起的裂缝，称为结构性裂缝（受力裂缝），其裂缝的分布及宽度与外荷载有关。这种裂缝的出现，预示结构承载力可能不足或存在其他严重的问题。第二类：由不均匀变形引起的裂缝，成为非结构性裂缝，如温度变化、混凝土收缩等引起的结构变形受到限制时，在结构内部就会产生拉应力，当此应力达到混凝土抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝。裂缝一旦出现，变形得到释放，拉应力随之消失。
混凝土非荷载裂缝（收缩裂缝）,在混凝土凝固过程中，由于多余水分蒸发，引起的混凝土体积缩小。同时，水泥与水其水化作用逐渐硬化而形成的水泥骨架不断紧密，引起的混凝土体积缩小。混凝土成形后，表面水分蒸发，这种水分蒸发总是由表及里逐步开展，截面外温度不等，内外收缩量不一致。混凝土表面收缩变形受到混凝土内部约束或其他约束限制时，即在混凝土中产生拉应力，引起混凝土开裂。
温度裂缝，温度变形受到约束时，在混凝土内部就会产生拉应力，当此应力达到混凝土的抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝。
混凝土钢筋锈蚀引起的裂缝，钢筋锈蚀后，其体积将增大，从而胀裂砼保护层。
骨料膨胀引起的裂缝：碱—骨料反应一般指水泥中的碱与骨料中的活性硅发生发应，生成碱—硅酸盐凝胶，并吸水产生膨胀压力，造成混凝土开裂。
1.2铁路桥涵软弱地基问题
软弱地基是铁路桥涵施工过程中常见问题之一，对后期工程质量和通车都具有严重的不良影响。软弱地基是土力学的问题，从土力学的角度对软弱地基进行分析，表现为四种：稳定问题、沉降问题、液化问题。
稳定问题，是由地基土的强度不足引起的稳定性问题。主要表现为：一填土和边坡的稳定。在上部填土的情况下，当建造在软粘土上的桥涵工程，当地基土强度不够时，会产生圆弧滑动而造成整体剪切破坏，即使不产生整体剪切破坏，但由于地基产生过大的侧向位移和由此引起的附加沉降，也会造成地基局部剪切破坏而影响铁路桥涵的正常使用。由于开挖地基形成的边坡， 也存在稳定问题。二地基承载力问题。三挡土墙、板桩等土压力问题。四桩的水平拉力问题（地震时或受水平力作用时）。当桩穿过软弱层作用在持力层上，即为支承桩，其垂直方向的承载力与穿过的软弱土层关系不大；但受到水平力作用时，由于桩间软土的强度太低， 桩无法抵抗水平力引起的弯矩而发生折断，这时也要考虑对桩间土加以改良。
沉降问题是软弱地基的第二个大问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆软粘土地基含水量高，压缩性大，在荷重作用下会产生很大沉降；同时软粘土的渗透系数小，固结系数小，完成沉降所需的时间很长，即固结过程历时长，深厚粘性土层的沉降可达几十年，在这种情况下，次固结沉降在总沉降中占的比例也较大，不能忽视。当沉降超过建筑物的容许沉降时，将影响建筑物的正常使用。地基土的过大沉降会产生桩的负摩擦力问题，从而造成桩基或上部结构破坏；除了上部荷重引起的沉降外，地下水位降低也会产生沉降问题。
液化问题，在动荷载作用下，饱和松砂的孔隙水压力增大，有效应力下降，当有效应力为“0”时，砂土就像液体一样，这时轻的构筑物，就会浮起来，重的构筑物就会沉下去。铁路桥涵路基由于受到车辆震动荷载，孔隙水压力上升，强度下降，产生翻浆冒泥，地面下陷。
1.3铁路桥涵盖板的质量问题
在施工过程中铁路桥涵盖板出现问题的可能性是多样的，常见的问题由盖板底部出现横向裂纹、盖板底部出现纵向裂纹、盖板间勾缝脱落、盖板铺装层的松散和酥裂、盖板与台身的沉降错位、盖板铺装层的推移和壅包等，这些质量问题会严重影响火车的通行的舒适与安全。
2铁路桥涵施工中存在缺陷的应对措施
2.1加强混凝土的养护
混凝土结构病害问题是铁路桥涵施工中存在的主要问题之一，其由外荷载力和内部温度、变形等引起，归根结底问题发生与混凝土的强度有关。为能够有效避免问题的发生，需加强对混凝土的养护。桥涵工程中混凝土的强度、密度是混凝土结构发生变化的主导因素。混凝土的强度、密度与温度、湿度有关，对混凝土进行养护，需保持其内外温度的一致性，控制内外温差，防治混凝土裂缝的产生。基于混凝土硬化凝结的特性，在混凝土的凝结过程中提供有效的保护措施和相当的时间，同时注意外界气温、湿度等因素的影响。混凝土的养护不仅要考虑其强度变化，也要考虑因外界温度梯度引起的裂缝。对混凝土温度进行控制的措施主要为当混凝土收水后，为保障混凝土的有效硬化，在其外部覆盖养护纸和塑料薄膜，也可以喷涂养护液等进行外露面保温工作。二基于混凝土保温层的规定设置，在保温层铺设完成后，根据需要在其表面加护保温材料。三对混凝土的内部温度进行实时监测，关注其内外温差的变化，在超出合理范围时，采取相应的保温措施。四防护后期，基于混凝土的硬化程度，根据外界温差，对混凝土保护层进行去除，在有效温差内进行外敷保护层的逐层拆卸。
2.2加强地基强度管控
软弱地基的形成与地基土和支撑桩有关。地基土的种类和成分多样，不同属性的地基土因工程强度的需要需进行特殊的工程处理。根据施工地土壤的性质和容许承载力计算，采用合理的水灰比进行地基的铺设。水灰比对地基的强度具有决定性作用，有效控制水灰比能够最大限度的减少地基混凝土的裂缝和空隙。在实际地基各项需求的有效计量范围内，控制注浆之间的间距和注浆量。根据实际需要，选用注浆方法。铁路桥涵施工过程中，经常遇到特殊的地质环境，应根据土壤的性质控制凝胶时间和注浆量。在软弱粘性土壤地质条件下，常采用劈裂注浆的方法，凝胶时间一般控制在90分钟，注浆量基于环境不同有所差异。
2.3加强盖板质量管控
为避免盖板各种质量问题的发生，在铁路桥涵施工过程中应加强对盖板质量的控制。针对于盖板底部出现横向裂缝的问题，应严格按照技术施工规范，采用压路机静压的方式，确保盖板的承载力和强度。对于盖板主受力钢筋的纵向裂纹问题，在预制盖板时，应按制作工艺加固受力钢筋的混凝土保护层，增强主受力钢筋与混凝土之间的握裹力。为防治盖板间的勾缝脱落，应改进板件勾缝工艺，加强盖板与台帽间的粘贴性。关于盖板与台身沉降错位的问题，应从盖板预制、台身沉降缝和安装三个方面着手，按预制尺寸制定盖板预制件，确保棱角直顺。台身沉降缝的定位应精确，安装过程中按有效步骤，最大下限度的缩小沉降缝。
3.小结
铁路桥涵的施工质量直接关系着整个工程的安全性和稳定性，为避免通车后各种问题的发生，应在施工期间深入挖掘存在的缺陷、问题，并依托现有的环境，最大限度的解决桥涵的质量问题，为后期通车提供质量安全保障。
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[3]贾庆军.铁路桥涵施工中缺陷与应用对策剖析[J].江西建材，2016（05）：220-220
论文作者:王进
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第24期
论文发表时间:2020/4/14
标签：混凝土论文; 桥涵论文; 盖板论文; 地基论文; 裂缝论文; 铁路论文; 强度论文; 《建筑实践》2019年第24期论文;