摘要：随着社会的快速发展，国民及各领域对于铁路运输行业的安全及效率需求也呈现出逐年增长的特征。但就目前来看，预应力混凝土轨枕结构在实际期间极易受到外界多种因素影响，造成铁路轨枕裂缝问题频繁出现，大大影响到了铁路的行车安全及稳定性。本文就基于以上因素，对铁路轨枕裂缝的成因以及预防措施进行相关论述，以供参考。
关键词：铁路轨枕裂缝；成因；预防措施
前言：预应力混凝土铁路轨枕在实际应用期间会出现不同程度的损伤，严重滞后了行车的安全性。同时，造成铁路轨损伤的因素不仅与行车及装车事故有关，更与其所产生的各类裂缝具有密切的联系。因此为提升预应力铁路轨枕结构的稳定性，最大程度的消除裂缝问题，相关工作人员就应从明确铁路轨枕裂缝的成因入手，针对铁路工程具体情况及用途，制定出具有针对性的铁路轨枕裂缝预防措施，并以此切实延长铁路轨枕的使用寿命，促进铁路运输事业的可持续发展。
1、铁路轨枕裂缝的类型
就目前来看，铁路轨枕裂缝主要具有以下几种类型：第一，轨下垂直横向裂缝；第二，枕中垂直裂缝[1]；第三，铁路轨枕顶面螺栓纵向裂缝；第四，铁路轨枕顶部螺栓处裂缝；第五，铁路轨端部纵向裂缝；第六，铁路轨枕中部纵向裂缝；第七，铁路轨枕龟裂等。
2、铁路轨枕裂缝的成因分析
2.1力学成因
铁路轨枕裂缝与其所受到的弯矩大小与枕上的动压力、枕下道碴支撑具有密切的联系。具体而言，在铁路轨枕设计期间，规定的铺设及养护应在铁路轨枕中间部分预留400mm，同时，此预留部分的道碴顶部应低于铁路轨枕下部30mm，并以此有效避免负弯矩过大造成铁路轨枕中上部出现裂缝的现象。现阶段在铁路轨枕施工期间已经将垫满浮碴的方式完全取代了仅预留中间部分的手段。因此实际设计过程中的中间支撑反应力也得到了大幅度的提升[2]。一般预制混凝土铁路轨枕会随着列车的运行轨迹以及养护条件而不断发生着状态的改变，因此一旦铁路轨枕的支承状态、铁路轨枕上部垂直压力等系数超或实际设计标准时，就极有可能产生裂缝。
2.2化学成因
铁路轨枕裂缝的化学成因主要与钢筋结构、预制混凝土结构的化学变化有关。对于现阶段的铁路轨枕结构而言，其内部碱性集料所引起的碳酸化以碱集料反应等均会对铁路轨枕稳定性造成极为不利的影响[3]。其中，铁路轨枕碱性集料的化学反应与活性集料、高碱性水泥以及含水量具有密切的联系，而出现铁路轨枕裂缝的机理则是在此三种环境下，使得预制混凝土内部集料与水泥石界面发生反应，所形成的硅酸盐凝胶会使得混凝土结构体积发生明显的膨胀，导致铁路轨枕裂缝问题的出现。
2.3物理成因
铁路轨枕裂缝的物理成因主要就是指铁路轨在制造以及铺设过程中，受到外界温度以及湿度的影响，出现体积或内部结构的异常变化。具体而言，在铁路轨蒸汽养护的过程中较高的温度，由于预制混凝土铁路轨结构中所含有的各类原材料膨胀率具有一定的差异性，因此这在预制混凝土初期时，此种原材料的异常膨胀也会导致铁路轨枕内部缺陷，引起铁路轨枕端部表面出现龟裂及疏松。
3、铁路轨枕裂缝的不良影响
当铁路轨枕暴露在外界环境中时，混凝土结构致密并能够有效抵御水、气侵入铁路轨内部[4]。而铁路轨枕裂缝的出现则极有可能导致外界水及气体深入到铁路轨枕中的钢筋结构中，引起钢筋结构的锈蚀以及膨胀，大大降低了预应力钢筋与混凝土结构的连接的紧密性，直接影响到了铁路轨枕的承载力。
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4、铁路轨枕裂缝的预防措施
4.1注重力学预防
为有效防止铁路轨横向裂缝的存在，需求其应承受住的最大荷载力进行明确的预估，并在合理配置预应力钢筋之外，加强铁路轨枕端部箍筋以及螺旋筋的配置。进一步强化铁路轨枕的养护工作，并使铁路轨枕能够处于良好的支承状态下，从根本上提升铁路轨枕的稳定性。
4.2施工材料质量监控
在预制混凝土铁路轨枕施工中，混凝土材料的质量是决定铁路轨枕能否安全应用的关键所在，因此相关工作人员就要将强化对施工材料质量的监控工作，严格遵照国家所颁布相关规定加强对材料质量的筛选，并专门派遣经验丰富的施工技术人员协同采购部门对材料的性状、种类、使用年限、生产合格证等方面进行严密的的审查，注意材料营销商是否具备相应的营销资格证件，对配置混凝土的各类材料进行抽样检测，从根本上确保混凝土材料的质量安全。
4.3混凝土的配制
不仅如此，铁路轨枕混凝土结构的配置需要相关工作人员需要注意以下几点：第一，要结合铁路轨枕实际需求以及混凝土配制的科学比例，严格计算各项材料比例，注意各项材料下放使的顺序。第二，在明确各材料的所用比重与放入顺序后，还要注重混凝土的搅拌时长，根据铁路轨枕最后预期效果合理控制搅拌的时间，不宜过长或过短[5]。第三，在混凝土配制后，还应对碱性集料问题进行综合考量。其中，部分地区预制混凝土粗料中具有大量的碱活性，因此需应用具有低碱性的水泥以及低碱性的减水剂，有效控制最大水泥量，将铁路轨枕中混凝土结构的碱性维持在一定范围之内。
4.4健全铁路轨枕施工管理机制
铁路轨枕的质量作为影响到铁路行车安全的关键因素，应当受到相关管理人员的重视，在原有基础上不断强化铁路轨枕施工过程中的质量监督工作，及时发现此种存在的问题，并制定出相应解决方案，不仅要将监督重点放在内部施工环节之中，跟要注重施工环境、地质水文勘测、铁路轨枕材料准备等外部因素的质量监控。与此同时，管理人员还应摆正工作态度，以地区间总体的经济利益为核心，避免因个人利益导致对铁路轨枕偷工减料等行为发生。
4.5提升施工人员专业技能
在为有效预防铁路轨枕裂缝问题，相关管理者就应积极做好人员的培养工作，将其自身的专业技能与职业素养提升上来，强化自身员工对于所在岗位重要性的认知，定期安排外出学习或业绩考核的活动，在员工之中营造出之中积极学习的氛围，并选择经验丰富的员工去培训新到员工，以此种手段不断规范员工的操作步骤，使得铁路轨枕裂缝预防能够得到进一步的完善与加强。
总结：总而言之，铁路轨枕裂缝预防工作依然任重道远，因此这就要求相关工作能够从认清铁路轨枕裂缝成因入手，结合轨枕裂缝对铁路行车安全以及效率的不良影响，制定出具有高度合理性及科学性的预防机制。不仅如此，有关部门也应基于此强化对铁路工程建设过程中的监管力度，将安全生产及规范化操作的方针深入贯彻落实到基层施工人员群体中，从根本上提升铁路工程的经济效益及服务效益。
参考文献
[1]汤应学.试析铁路轨枕裂缝的原因与预防措施[J].黑龙江科技信息，2011，（06）：295.
[2]任雅茹.重载铁路预应力混凝土轨枕优化设计研究[D].石家庄铁道大学，2017.
[3]唐立新.提高铁路轨枕质量的控制措施[J].中国水运（下半月），2012，（06）：213-214.
[4]孟庆宏.轨枕端部构造对高速铁路无砟轨道八字形裂缝影响的研究[J].铁道建筑，2017（01）：121-124.
[5]王云峰.铁路整体道床轨枕端部八字形裂缝研究[J].低温建筑技术，2017，39（02）：138-140.
论文作者:陈景武
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/6
标签：轨枕论文; 铁路论文; 裂缝论文; 混凝土论文; 成因论文; 碱性论文; 预应力论文; 《建筑学研究前沿》2018年第17期论文;