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構有著極大的影響。而本文就主要從高速鐵路的混凝土橋梁結構病害問題入手，探討橋梁結構施工、運營中容易出現的典型病害，如常見的橋梁結構裂痕病害、鋼筋銹蝕病害、混凝土結構凍融病害等問題，分析這些病害出現時的表現，以及問題產生的原因，然后根據這些典型性的病害問題，提出相應的病害防治措施。

關鍵詞：高速鐵路；混凝土橋梁；典型病害；防治策略

前言：

隨著鐵路事業的發展，受我國復雜多樣地理環境的影響，各種類型的鐵路工程橋梁結構應運而生，進一步滿足了我國對鐵路建設的需要。但在實際進行鐵路工程時，受設計、技術和經營理念等因素的影響，使得高速鐵路的橋梁混凝土結構存在隔板開裂、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結構型裂痕

混凝土橋梁結構中，結構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，以縱向發展的方式貫穿于橋梁深層的裂痕，通常會出現在鐵路結構的梁體側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，裂痕出現在混凝土結構的表面，并且深淺、長度不一，裂痕形狀不規則，裂痕在出現后容易積水，形成應力，進而造成橋梁出現開裂、脫落問題。第三，裂痕出現在梁腹板位置，通常是斜向延伸形態，一旦出現這種裂痕，混凝土結構的承載力就會快速下降。而導致這種結構型裂痕出現的主要原因：一是，混凝土結構本身抗拉強度、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構中經常使用的材料，這種材料受本身容易發生銹蝕問題，一旦出現銹蝕現象就會對混凝土內部結構造成破壞。目前，這一問題已經引起了工程施工企業的廣泛的關注。而在橋梁結構中，鋼筋材料受氯離子的入侵影響，發展銹蝕問題，而鋼筋在銹蝕后通常會產生Fe2O3，使得鋼筋體積增大，進而造成橋梁結構外層脫落，同時鋼筋和混凝土結構間的黏力也會下降。造成這一問題的主要原因是施工環境中存在的酸性氣體、液體和廢渣，引發混凝土材料碳化，并會鋼筋遭受氯離子的破壞。

1.3混凝土凍融問題

橋梁混凝土結構中的凍融病害問題，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：混凝土結構中存在很多的孔隙，外部環境中的水分通過孔隙進入到混凝土內部結構中，在溫度低于零度時，水分結冰，體積擴大，混凝土的內部出現壓力，但溫度上升后冰層融化，壓力降低，在反復經過多次收縮、膨脹后，混凝土結構就會遭到破壞。

2解決混凝土病害問題的防治措施

2.1結構型病害的防治措施

高速鐵路混凝土橋梁的結構型病害，主要發生在橋梁的表層，具體表現為梁體、墩臺等位置產裂縫，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，就應根據裂縫的位置和類型，確定應使用的技術和不同材料。一方面，對于已經出現漏鋼筋和表面脫落問題的位置，如果病害面積較小，可以使用環氧材料進行治理，但如果出現問題較為嚴重，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一些細小的裂縫，一旦周邊環境中有害物質進入裂縫中，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，先去除混凝土結構表面的松弛土，并檢查鋼筋材料具體的銹蝕情況，然后進行除銹處理，重點關注銹蝕問題嚴重的位置，在處理結束后還應對鋼筋提進行綁焊處理。在施工結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構質量受環境的影響較為嚴重，尤其是四季分明的北方地區，一旦出現凍融問題，混凝土結構受反復膨脹、收縮問題的影響，會導致結構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構的防水效果，降低橋梁結構中水分的含量，防止出現嚴重的熱漲冷縮現象。另一種是，提高橋梁混凝土結構施工的密實度和粘性，降低水分對結構主體的入侵效果。在具體進行施工時，可以使用灌漿嘴高壓注漿法，對橋梁混凝土結構孔隙進行封堵，減少水分可以滲透、存儲的空間。而在對貫通混凝土結構的毛細孔時，為提高貫通的效果，在施工中可以使用滲透結晶型材料，將其灌入到混凝土結構的內部，使材料與內部的一些物質發生化學反應，形成凝膠，以此來增加混凝土結構的密匙度和強度。

結論：

在高速鐵路混凝土橋梁工程結構施工中，施工典型病害問題已經成分為影響施工質量的重要因素，關系到鐵路工程建設的水平。因此，要想保證鐵路工程的有效建設，推動高速鐵路事業的發展，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）