1 引言

由于國家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，鐵路工程建設(shè)規(guī)模和速度也在不斷的擴(kuò)大，鐵路橋梁是高速鐵路工程的重要組成部分，多樣化橋梁結(jié)構(gòu)逐步呈現(xiàn)在鐵路橋梁中。高速鐵路在投入運(yùn)營之后，由于受設(shè)計、施工、載荷等多種條件影響，造成鐵路橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生變化及不同程度的問題，所以本文針對鐵路橋梁結(jié)構(gòu)的典型病害展開具體分析探討，并提出有效的防治對策，從而確保橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用和安全運(yùn)行。

2 高速鐵路混凝土橋梁典型病害

2.1 橋梁結(jié)構(gòu)性裂痕

橋梁結(jié)構(gòu)性裂痕一是縱向貫穿于鐵路橋梁混凝土的深層裂痕，出現(xiàn)在鐵路雙線或梁體側(cè)面，甚至貫穿整個墩身。二是混凝土表面的裂痕，深度淺、長度不一，形狀不規(guī)則，開裂后容易滲入積雪雨水，從而產(chǎn)生凍融膨脹應(yīng)力，造成橋梁開裂發(fā)生脫落現(xiàn)象。三是梁腹板斜裂痕，出現(xiàn)在梁體的腹板中，這種裂痕可以使預(yù)應(yīng)力混凝土的承載能力大大降低。產(chǎn)生這些裂痕的直接原因是負(fù)荷載重列車，使得結(jié)構(gòu)承載力不夠以及不合理的建筑構(gòu)造引起的，還有就是地基基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加力超出混凝土橋梁結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度而出現(xiàn)裂痕[1] 。

2.2 橋梁鋼筋的腐蝕病害

高速鐵路混凝土結(jié)構(gòu)主要依附于鋼筋承受能力，鋼筋橫截面較小，特別是預(yù)應(yīng)力鋼絲束，截面面積十分小，如果橋梁鋼筋發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，預(yù)應(yīng)力鋼束則極易被損壞，銹蝕嚴(yán)重就會降低鋼筋結(jié)構(gòu)的承載能力，對結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性產(chǎn)生不利影響。

橋梁鋼筋腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕過程，由于所處環(huán)境特點(diǎn)和混凝土的性質(zhì)，鋼筋在這種環(huán)境條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在表面產(chǎn)生一層氧化鐵，然后接觸混凝土堿性物質(zhì)再次發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，即電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。隨時間推移，沿著鋼筋長度方向腐蝕面積會不斷擴(kuò)大，當(dāng)鋼筋腐蝕過程中膨脹應(yīng)力超過橋梁結(jié)構(gòu)抗拉能力就會產(chǎn)生裂痕，裂痕會使鋼筋腐蝕加劇，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全性降低[2] 。

2.3 混凝土凍融病害

混凝土凍融破壞主要是混凝土中有很多的孔隙，水就可以很容易地進(jìn)入空隙中，如果氣溫降低達(dá)到零下時，儲存在混凝土中孔隙水會凍結(jié)成冰，體積增大變得膨脹，水的體積最大甚至是原來的幾十倍體積，使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓力，然而溫度發(fā)生變化上升孔隙中的冰融化，壓力隨之消失，如此反復(fù)經(jīng)過多次凍融變化，就會不同程度的破壞混凝土結(jié)構(gòu)，造成混凝土強(qiáng)度降低，混凝土表層產(chǎn)生裂痕、脫落。

2.4 橋梁墩臺基礎(chǔ)病害

橋梁墩臺基礎(chǔ)在長時間運(yùn)用過程中，不僅需要經(jīng)受上部結(jié)構(gòu)荷載外，還需承受外部環(huán)境如風(fēng)力、水流壓力、土壤侵蝕力等各種力作用。此外，由于受自然界各種因素的影響，以及鐵路列車的日益重型化，橋梁墩臺基礎(chǔ)經(jīng)常承受過強(qiáng)過重的負(fù)荷能力，橋梁墩臺將會受到不同程度的損壞。

3 高速鐵路混凝土橋梁病害防治對策

高速鐵路橋梁在后期投入運(yùn)營中，由于受列車載荷以及環(huán)境條件等多種因素影響，鐵路橋梁容易出現(xiàn)表面和結(jié)構(gòu)性的病害。其中，剝落、露筋、鋼筋銹蝕和橋梁梁體裂縫等是混凝土表層病害；結(jié)構(gòu)性病害主要是對橋梁的安全使用造成嚴(yán)重影響。因此，對于混凝土橋梁表層病害和結(jié)構(gòu)性病害，應(yīng)該采取相應(yīng)的防治對策。

3.1 橋梁表層病害防治對策

橋梁表層病害主要是梁體、墩臺裂縫等現(xiàn)象，由于在鋼筋混凝土施工和后期運(yùn)營過程中產(chǎn)生的裂紋，對于不同部位的裂縫就要采取不同材料和技術(shù)方法進(jìn)行修補(bǔ)，對于露筋和表面脫落等現(xiàn)象，面積較小可以用環(huán)氧材料修復(fù)，面積較大嚴(yán)重時應(yīng)用噴射高標(biāo)號水泥漿來修復(fù)[3] 。針對橋柱和橋體的縱、橫梁的裂痕進(jìn)行修復(fù)時，可以采取鋼板粘貼加固法，修補(bǔ)的材料具有抗拉伸能力，應(yīng)用樹脂材料粘貼鋼板和碳纖維等辦法對其橋梁進(jìn)行加固措施。

3.2 鋼筋腐蝕病害防治對策

因?yàn)殍F路工程施工條件的不同以及在運(yùn)行過程中維護(hù)欠缺等原因，橋梁很容易出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象，就會使得有害物質(zhì)的進(jìn)入，造成橋梁鋼筋腐蝕。鋼筋腐蝕程度小可在鋼筋混凝土表面涂一層阻銹劑，使其滲入到混凝土中的鋼筋表面，同時混凝土的透氣性明顯增大，使水分?jǐn)U散，從起到保護(hù)鋼筋作用，防止腐蝕；腐蝕現(xiàn)象較嚴(yán)重時，首先要去除松弛的混凝土，然后檢查鋼筋的銹蝕具體情況，腐蝕現(xiàn)象較重要把銹做去除處理，在原來鋼筋體上進(jìn)行綁焊處理。最后將混凝土填補(bǔ)，再在其表面噴涂一層阻銹劑。

3.3 混凝土凍融病害防治對策

鐵路混凝土橋梁受氣溫環(huán)境影響，使得侵蝕混凝土變得松動不密實(shí)，粘黏度造成損害、粘黏度降低，失去了原有的承載強(qiáng)度，應(yīng)當(dāng)選則適宜強(qiáng)度的混凝土或砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。解決這一病害的方法主要有兩種，一是增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)材料的防水性，二是提高混凝土的密度。可以利用灌漿嘴高壓注漿法對結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行填堵；對于貫通的毛細(xì)孔，可以將滲透結(jié)晶型材料灌入混凝土內(nèi)部，與混凝土內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生系列反應(yīng)，產(chǎn)生凝膠提高混凝土的密度，從而增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)度和防侵蝕能力，防治混凝土凍融帶來的病害。

3.4 橋梁墩臺基礎(chǔ)病害防治對策

橋梁墩臺基礎(chǔ)位于橋梁的最下部，可能受到江河的沖刷、侵蝕或者由于列車荷載作用、地質(zhì)條件不良以及自然環(huán)境條件等因素，使其橋梁墩臺造成病害。

實(shí)際施工中依據(jù)墩臺基礎(chǔ)所處地理環(huán)境、病害積累嚴(yán)重程度、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行不同方法維修加固。基礎(chǔ)加固是應(yīng)用擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法、增補(bǔ)樁基等對其進(jìn)行有效加固，用支撐法處理墩臺的滑移[3] 。

4 結(jié)語

高速鐵路工程建設(shè)中出現(xiàn)多樣化橋梁結(jié)構(gòu)，為保障鐵路工程安全運(yùn)行，針對鐵路混凝土橋梁建設(shè)中的典型病害，要從多角度對其預(yù)防，促進(jìn)我國鐵路工程穩(wěn)步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 申俊秀。高速鐵路混凝土橋梁典型病害及防治對策 [J].山西科技，2015（5）：146~148.

[2] 楊海魁。高速鐵路混凝土橋梁典型病害及防治對策 [J].科研，2015（37）：189.

[3] 崔玲芝。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(xué)，2018.