高速鐵路混凝土橋梁典型病害及防治策略的分析

賀大猛

摘要：在高速鐵路軌道中，一些典型病害對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)有著極大的影響。而本文就主要從高速鐵路的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)病害問題入手，探討橋梁結(jié)構(gòu)施工、運營中容易出現(xiàn)的典型病害，如常見的橋梁結(jié)構(gòu)裂痕病害、鋼筋銹蝕病害、混凝土結(jié)構(gòu)凍融病害等問題，分析這些病害出現(xiàn)時的表現(xiàn)，以及問題產(chǎn)生的原因，然后根據(jù)這些典型性的病害問題，提出相應的病害防治措施。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；混凝土橋梁；典型病害；防治策略

前言：

隨著鐵路事業(yè)的發(fā)展，受我國復雜多樣地理環(huán)境的影響，各種類型的鐵路工程橋梁結(jié)構(gòu)應運而生，進一步滿足了我國對鐵路建設(shè)的需要。但在實際進行鐵路工程時，受設(shè)計、技術(shù)和經(jīng)營理念等因素的影響，使得高速鐵路的橋梁混凝土結(jié)構(gòu)存在隔板開裂、排水不良、鋼筋銹蝕和保護層碳化等問題，影響了對整個工程的施工質(zhì)量，這就需要針對各種病害，制定相應的防治策略。

1 高速鐵路混凝土橋梁典型病害

1.1結(jié)構(gòu)型裂痕

混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)型病害屬于一種常見的病害類型，這種病害類型通常包括三種形式：第一，以縱向發(fā)展的方式貫穿于橋梁深層的裂痕，通常會出現(xiàn)在鐵路結(jié)構(gòu)的梁體側(cè)面方向或者是雙線位置，病害問題嚴重時會貫穿整個墩身。第二，裂痕出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，并且深淺、長度不一，裂痕形狀不規(guī)則，裂痕在出現(xiàn)后容易積水，形成應力，進而造成橋梁出現(xiàn)開裂、脫落問題。第三，裂痕出現(xiàn)在梁腹板位置，通常是斜向延伸形態(tài)，一旦出現(xiàn)這種裂痕，混凝土結(jié)構(gòu)的承載力就會快速下降。而導致這種結(jié)構(gòu)型裂痕出現(xiàn)的主要原因：一是，混凝土結(jié)構(gòu)本身抗拉強度、承載力不足；二是，列車超負荷載重[1]。

1.2腐蝕問題

鋼筋是橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中經(jīng)常使用的材料，這種材料受本身容易發(fā)生銹蝕問題，一旦出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象就會對混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞。目前，這一問題已經(jīng)引起了工程施工企業(yè)的廣泛的關(guān)注。而在橋梁結(jié)構(gòu)中，鋼筋材料受氯離子的入侵影響，發(fā)展銹蝕問題，而鋼筋在銹蝕后通常會產(chǎn)生Fe2O3，使得鋼筋體積增大，進而造成橋梁結(jié)構(gòu)外層脫落，同時鋼筋和混凝土結(jié)構(gòu)間的黏力也會下降。造成這一問題的主要原因是施工環(huán)境中存在的酸性氣體、液體和廢渣，引發(fā)混凝土材料碳化，并會鋼筋遭受氯離子的破壞。

1.3混凝土凍融問題

橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中的凍融病害問題，是橋梁工程施工中常見的問題，而造成這一問題的主要原因為：混凝土結(jié)構(gòu)中存在很多的孔隙，外部環(huán)境中的水分通過孔隙進入到混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，在溫度低于零度時，水分結(jié)冰，體積擴大，混凝土的內(nèi)部出現(xiàn)壓力，但溫度上升后冰層融化，壓力降低，在反復經(jīng)過多次收縮、膨脹后，混凝土結(jié)構(gòu)就會遭到破壞。

2解決混凝土病害問題的防治措施

2.1結(jié)構(gòu)型病害的防治措施

高速鐵路混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)型病害，主要發(fā)生在橋梁的表層，具體表現(xiàn)為梁體、墩臺等位置產(chǎn)裂縫，這種裂縫形成的時間是施工期及工程使用期，要想保證防治的效果，就應根據(jù)裂縫的位置和類型，確定應使用的技術(shù)和不同材料。一方面，對于已經(jīng)出現(xiàn)漏鋼筋和表面脫落問題的位置，如果病害面積較小，可以使用環(huán)氧材料進行治理，但如果出現(xiàn)問題較為嚴重，則需要使用噴射高標號的水泥漿進行修復。另一方面，在修復橋柱和橋體上的縱橫裂痕時，由于這兩部分需要承受較大的負荷，修復過程中可以使用鋼板材料，對裂痕位置進行加固，而要想提高修復才來的抗拉伸能力，還可以使用樹脂材料粘貼鋼板以及碳纖維，來進一步提高橋梁的加固效果。

2.2防治鋼筋腐蝕問題的措施

鐵路施工過程中，周邊的環(huán)境條件與后期運營時不同，并且在運行中缺乏對工程的維護，這就導致橋梁易出現(xiàn)一些細小的裂縫，一旦周邊環(huán)境中有害物質(zhì)進入裂縫中，就會造成鋼筋腐蝕。在進行防治時，如果鋼筋鋼筋漏出來的鋼筋銹蝕面積較小，就可以在其表面涂抹一層阻銹劑，使水分擴散，加強對鋼筋材料的保護。但如果面臨的腐蝕問題較為嚴重，就需要加大工程的施工量，先去除混凝土結(jié)構(gòu)表面的松弛土，并檢查鋼筋材料具體的銹蝕情況，然后進行除銹處理，重點關(guān)注銹蝕問題嚴重的位置，在處理結(jié)束后還應對鋼筋提進行綁焊處理。在施工結(jié)束后還需要使用混凝土填補施工裂縫，并再次涂抹一層阻銹劑[2]。

2.3防治凍融病害的策略

高速鐵路中混凝土的結(jié)構(gòu)質(zhì)量受環(huán)境的影響較為嚴重，尤其是四季分明的北方地區(qū)，一旦出現(xiàn)凍融問題，混凝土結(jié)構(gòu)受反復膨脹、收縮問題的影響，會導致結(jié)構(gòu)的密實性和粘度降低，進而導致橋梁原有的混凝土承載強度降低，使得后期工程運營中易產(chǎn)生各種裂縫問題。針對高速鐵路的凍融問題，要想保證工程使用的質(zhì)量，要注意選擇適合類型的混凝土砂漿進行修補，以此來降低裂縫問題對工程施工的影響。在解決這一問題時，具體的施工方式主要有兩種：一種是，通過提高橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的防水效果，降低橋梁結(jié)構(gòu)中水分的含量，防止出現(xiàn)嚴重的熱漲冷縮現(xiàn)象。另一種是，提高橋梁混凝土結(jié)構(gòu)施工的密實度和粘性，降低水分對結(jié)構(gòu)主體的入侵效果。在具體進行施工時，可以使用灌漿嘴高壓注漿法，對橋梁混凝土結(jié)構(gòu)孔隙進行封堵，減少水分可以滲透、存儲的空間。而在對貫通混凝土結(jié)構(gòu)的毛細孔時，為提高貫通的效果，在施工中可以使用滲透結(jié)晶型材料，將其灌入到混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，使材料與內(nèi)部的一些物質(zhì)發(fā)生化學反應，形成凝膠，以此來增加混凝土結(jié)構(gòu)的密匙度和強度。

結(jié)論：

在高速鐵路混凝土橋梁工程結(jié)構(gòu)施工中，施工典型病害問題已經(jīng)成分為影響施工質(zhì)量的重要因素，關(guān)系到鐵路工程建設(shè)的水平。因此，要想保證鐵路工程的有效建設(shè)，推動高速鐵路事業(yè)的發(fā)展，就需要提高對施工中存在病害問題的重視，找出常見的病害問題，制定相應的問題解決措施，從而提升施工的水平。

參考文獻

[1]黑曹鵬.高速鐵路混凝土橋梁典型病害及防治對策[J].綠色環(huán)保建材，2019（01）：123.

[2]崔玲枝. 高速鐵路混凝土梁橋典型病害仿真分析及對策研究[D].西南交通大學，2018.

（作者單位：中國鐵路北京局集團有限公司北京工務段）