刘占国
北京局集团有限公司承德工务段隆化桥梁车间 河北承德 068150
摘要:近年来,中国铁路建设的飞速发展促进了相关铁路工程的建设。同时,混凝土铁路桥梁典型病害所造成的破坏正在加剧,威胁着我国铁路运输的安全。为了确保我国铁路事业的持续发展,本文阐述了混凝土铁路桥梁的典型病害,并提出了混凝土铁路桥梁典型病害的相关养护管理措施。
关键词:中国铁路;混凝土铁路桥梁;典型病害;养护管理
由于国家经济的快速发展以及铁路建设规模和铁路运输需求的不断增大,混凝土铁路桥梁是铁路工程建设的重要组成部分。随着机车的的不断发展和升级改造,新型机车逐渐投入到铁路运输过程中,新型机车会在不同程度上影响混凝土铁路桥梁的设计,建造和结构变化。针对混凝土铁路桥梁的典型病害及其养护管理进行具体分析和探究,确保混凝土铁路桥梁的安全运行,以及在正常使用条件下进行养护管理。
一、我国混凝土铁路桥梁的典型病害
1.桥梁结构裂缝
混凝土铁路桥梁结构性桥梁裂缝分为三种情况,其中一种是裂缝垂直地穿透铁路桥梁的混凝土,并出现在双线,铁路大梁甚至整个支线的侧面。第二种是,混凝土固化,变浅,长度变化,使不规则形状的混凝土铁路桥梁表面破裂,破裂后容易穿透雪和雨,冻融会导致变形,引起膨胀应力导致桥梁开裂。第三是梁网中出现在梁网上的对角裂纹,这会大大降低预应力混凝土的承载能力。此类裂纹的直接原因是负载链,该承载链对结构的承载能力不足。导致这种情况的原因是混凝土铁路桥梁的建造不合理;以及由于地基沉降不均匀而导致的裂纹,从而产生了额外的力。超过混凝土铁路桥梁结构抗拉强度。
2.混凝土铁路桥梁钢筋腐蚀引起的问题
现阶段,我国部分混凝土铁路桥梁所使用的钢筋横截面非常小,导致预应力梁减少了相应的强度。在混凝土铁路桥梁钢筋腐蚀非常严重的情况下,预应力梁以及具有预应力截面的混凝土结构钢筋的强度将会降低,影响了混凝土铁路桥梁钢筋加固的能力,以及混凝土铁路桥梁结构的安全性和可靠性。混凝土铁路桥梁钢筋的腐蚀是一种电化学腐蚀过程,通过了解混凝土铁路桥梁钢筋的环境特性和共同聚集的土壤的性质,在一些环境条件下,钢筋会发生化学反应,从而在各层中产生氧化铁,然后表面发生新的化学反应,即与混凝土中的碱性物质接触时发生电化学腐蚀的现象。随着时间的流逝,沿钢筋长度方向的腐蚀面积继续增加,如果在钢筋腐蚀期间膨胀应力超过桥梁结构的抗拉强度,则裂缝会增加钢筋腐蚀并降低安全性。
3.混凝土冻融引起的病害
混凝土铁路桥梁产生冻融病害的原因是,混凝土结构存在孔洞,孔洞之中会伴随着降雨等天气造成积水,当周围环境的温度达到零下时,孔洞中的水就会凝结成冰。水结冰的过程会伴随体积的增大,从而改变混凝土的内部压力结构。随着周围温度的升高,空洞之中的冰会逐渐融化,再一次改变混凝土的内部压力结构。经过几次不同程度的融化后,混凝土的结构随着压力消失,削弱了其本身的强度,从而导致了混凝土的表面出现开裂等问题。
4.混凝土铁路桥梁桥基存在的问题
混凝土铁路桥梁桥基不仅必须承受上部结构的载荷,还必须承受长期使用过程中外部环境的作用力,例如风,水流压力和土壤侵蚀力。另外,由于自然界中不同因素的影响以及铁路列车重量的增加,混凝土铁路桥梁桥基可能会不同程度的损坏。
二、混凝土铁路桥梁典型病害的相关养护管理措施
由于各种因素(包括列车负载和环境条件),混凝土铁路桥梁容易受到表面和结构损坏。在这些病害中,结构性病害对混凝土铁路桥梁使用的安全性有特别严重的影响。因此,有必要采取措施对混凝土铁路桥梁的表面和结构进行相关养护管理。
1.桥梁表面病害的养护管理措施
桥梁表面病害主要是混凝土铁路桥梁的表面裂纹,面对混凝土铁路桥梁表面的裂痕,相关养护人员需要根据裂缝的不同位置,使用不同的养护方法以及相关修补材料。举例来讲,处理混凝土铁路桥梁表面混凝土脱落的问题时,相关养护人员需要对混凝土脱落的面积进行判断,脱落面积相对较小时,可以使用环氧材料进行修补,脱落面积较大时,需要使用高标号的水泥浆进行喷洒。此外,通过粘结钢板的加固方法可用于修复梁体绝大部分的裂缝。修理的材料具有较高的抗拉强度,并通过将钢板和碳纤维树脂材料粘合在一起。
2.处理钢筋腐蚀的相关养护管理措施
由于铁路工程建设条件的差异和缺乏维护,桥梁容易出现裂缝和其他病害现象,从而导致有害的腐蚀性物质渗透,造成钢筋腐蚀。相关养护人员可以通过在钢筋表面喷涂一层防锈剂,降低钢筋的腐蚀速度,该防锈剂层可以渗透到钢筋混凝土的表面,从而大大提高混凝土的渗透性并减少水分扩散。如果腐蚀现象更严重,则必须先除去流挂的混凝土,然后检查钢筋是否受到特定腐蚀,能否继续使用。在处理后填充混凝土,并在其表面喷涂新的防锈涂层。
3.控制混凝土冻融
温度条件对混凝土铁路桥梁的影响也十分巨大,受侵蚀的混凝土变得柔韧性较差,导致结构损坏,粘附力降低,并且载荷的初始强度丧失。对抗这种病害有两种主要方法。一种是增加桥梁建筑材料的耐水性,另一种是增加混凝土的密度。
结构混凝土的回填可以使用高压注浆喷嘴法进行。在渗透的情况下,可将可渗透的结晶材料注入混凝土中,并与混凝土中的化学物质连续反应,以产生可增加固化土壤密度的凝胶。这增强混凝土的强度,强化了混凝土结构的致密性和耐腐蚀性。
4.桥梁桩基的相关养护管理措施
桥的基础位于桥的底部,可能会受到诸如水流破坏,水流入侵或火车荷载,以及不良的地质和自然条件等因素的破坏。实际上,相关施工单位可以根据桥梁基础的地理环境,疾病累积的程度和结构,通过各种维护和加固方法来进行施工工作。桥梁基础的加固是通过加固和支撑的方法有效地加固加宽桥梁基础,并通过支撑的方法来应对桩基的打滑。
三、结束语
混凝土铁路桥梁作为铁路工程建设的一部分,需要从多个方面入手,对混凝土铁路桥梁的典型病害进行深入的探究。并通过制定一系列的混凝土铁路桥梁养护管理办法,对混凝土铁路桥梁钢筋进行养护,从而保证铁路工程安全运行,进而为我国铁路事业的发展提供动力。
参考文献:
[1]高国良.重载铁路混凝土梁常见病害分析及处理对策研究[J].铁道标准设计,2016,60(12):74-79.
[2]申俊秀.高速铁路混凝土桥梁典型病害及防治对策[J].山西科技,2015,30(05):146-148.
[3]李娟,王俊岩.碳纤维结构加固施工方法在某铁路桥梁病害治理中的应用[J].山东煤炭科技,2010(04):40-41.