高速铁路混凝土结构耐久性防护技术现状及对策论文_张扣宝

中铁十一局集团桥梁有限公司 江西省鹰潭市 335000

摘要:通过相关的调查研究发现,混凝土工程中,裂缝是最常见的质量共性问题,不仅对高速铁路运营的安全性和稳定性有破坏性影响,而且缩短了铁路的使用寿命。因此,必须认识到铁路建设质量管理的重要性,在原有基础的基础上,继续加强铁路建设质量管理,消除多个环节的共性质量问题。然而,裂缝问题长期制约着铁路质量的提高,铁路的使用质量和安全性能也受到不同程度的影响。因此,有必要从裂缝控制问题出发,提高铁路工程的运营质量,为人们提供理想的出行环境。

关键词:高速铁路;混凝土结构;耐久性;防护技术;现状及对策

引言

随着近年来铁路的大规模建设和发展,到2020年,中国铁路网络规模将达到15万公里,高速铁路将达到3万公里。高速铁路作为一种重要的基础设施和公共交通,已基本覆盖了我国大部分地区。高速铁路运行速度快,需要有坚实的底基础支撑,高性能混凝土具有密实性好,抗冻性强,耐腐蚀性高,不易变形等特点。相对而言,整体性能是优于普通混凝土,这也是现代建筑中广泛使用高性能混凝土的一个重要原因。其配制和施工也有非常规范的要求和标准,严格控制配制材料质量,确保混凝土质量。

1.高速铁路混凝土耐久性防护技术现状

为规范铁路混凝土结构的耐久性设计,保证其在设计使用寿命内的安全服务,原铁道部和国家铁路局分别颁布并实施了《铁路混凝土结构耐久性设计规范》(TB10005-2010)和《铁路混凝土》(TB/T 3275-2018)。该规范和标准明确了铁路混凝土的设计和使用寿命、环境类别和功能等级、混凝土耐久性指标、裂缝、结构措施和腐蚀加固措施。在严重的冻融环境中,仅靠混凝土本身的性能很难保证结构在设计和使用寿命内的安全使用。必须采取防腐加固措施,如外包钢板、表面涂料(防腐涂料和防水涂料)或表面浸渍技术(见表1)。

表1 不同环境条件下混凝土防腐蚀强化措施

考虑到使用条件的特殊性,为了满足更高的要求,有必要解决以下两个关键问题:(1)满足现行规范的混凝土在相应的使用条件下能否长期稳定;(2)如何建立适合更高运行速度和更长设计寿命的具体设计理论和方法。因此,发展铁路混凝土的耐久性理论和配制方法,对于环境更加苛刻和复杂,运行速度更快,使用寿命更长,具有重要的实用价值。

2.高速铁路混凝土结构耐久性防护技术

2.1粗集料的选择

粗集料是构件混凝土结构中不可缺少的材料。级配优良,粒径大,在选用原料药时严格遵循,但粗集料的最大粒径不能超过40 mm。通过科学使用粗骨料,可以有效地增加混凝土内部骨料的体积,有效地减少水泥用量。在吸热方面,石材也起着更重要的作用,以实现混凝土水化热问题的有效改善。

2.2工程施工过程中片面的追求施工进度

在施工过程中,受多种因素影响。如果这些因素不能很好地控制,它必然会影响桥梁结构的质量水平。桥梁结构耐久性会同时受到相关施工因素的影响。当时由于科学技术水平的限制,在规范中必然存在一些不尽人意的问题,如荷载的小、荷载组合的不完全考虑等。因此,在今后使用该结构时,一些问题已经逐渐暴露出来。

2.3在桥梁运营过程中缺少正常的检测和维修

在混凝土施工过程中,施工质量控制不严,导致混凝土强度不足,不仅容易因承载力不足而破坏桥梁结构,而且对结构的耐久性产生负面影响。提高混凝土的渗透性,有效地提高混凝土的耐久性。此外,由于高性能混凝土能大大减小构件的截面尺寸,与普通混凝土相比,具有一定的经济性优势,因此在混凝土桥梁工程中应优先考虑高性能混凝土。对桥梁的正常使用考虑较少,导致桥梁结构设计和结构设计倾向于只注重强度而不使用强度,不能保证桥梁的适用性和耐久性。选择能同时满足混凝土质量、工作性能和工作性能要求的最佳砂粒含量。为了提高混凝土的均匀密实度,充分提高混凝土的密实度,混凝土中细骨料的含量略高于普通混凝土。由于工程对混凝土结构耐久性的认识正在逐步加深,一些已经建成的桥梁在耐久性方面还存在一些问题,这就要求我们采取必要的养护工作来延长目前已建成的部分桥梁的使用寿命。在桥梁施工管理中,重建和光维护是主要的缺陷。对于基础设施项目,在设计中应对结构的全寿命进行经济分析和评价。只有适当增加初始投资成本,加强结构耐久性,才是最经济、最有效的方法。

3.铁路混凝土结构耐久性研究的发展趋势

3.1采用新型防排水材料,保障铁路工程综合防水效果

为了防止水进入铁路工程结构内部,采用桥梁伸缩缝、隧道衬砌等特殊结构部件,如连接材料、排水板等,防止结构破坏。目前,铁路工程中使用的接缝材料已从传统的沥青材料发展到聚氨酯、有机硅材料,具有较好的抗老化性能和韧性。其中,有机硅材料以其与基体结合强度高、变形跟随能力强、温度适应性好、耐久性好等优点,成为连接施工的首选材料。铁路隧道工程中的结构防水排水已由被动防水发展为排水板主动排水。排水板表面具有锥形凸起平台的三维结构,具有集水、排水、挡水等功能,水可以自由流动,大大提高了衬砌结构的防水排水性能,提高了隧道工程的耐久性。

3.2常规病害的维修方法

根据结构类型,对铁路工程结构的常规病害按照相应的养护规程规定的方法进行病害处理。例如,为解决无碴轨道线路几何尺寸不能满足乘坐舒适性要求的问题,采用调整轨道下板的方法解决了轨道床粉磨和粘结问题,采用清洗筛或更换镇流器的方法解决了无碴轨道基层混凝土裂缝的表面密封或加固问题,采用表面封闭法、非灌浆法或低压灌浆法对路面进行密封或加固。针对隧道落块问题,采用垂直模浇筑修补材料处理,桥梁裂缝采用化学灌浆封闭处理,采用水泥灌浆加固技术处理路基沉降变形问题。

3.3混凝土的浇筑

在浇筑耐久性混凝土时,必须保证搅拌站尽可能靠近浇筑现场,以减少运输距离,防止混凝土的坍落度损失。浇筑时,必须保证浇筑的均匀性、连续性,每浇筑30 cm-50cm的厚度进行一次振捣,在开始振动前要有一个特殊的分配工具来平滑混凝土。在捣固混凝土时,必须采用振动器插入模板,与模板保持20 cm,快速、垂直、快速地将混凝土插入混凝土中,并有规定的振动时间,才能有效地保证混凝土的密实度和坚固性。此外,在养护混凝土时,还应控制养护的温湿度,避免因温度变化而产生的收缩裂缝。

4.结束语

总之,铁路工程工作环境的复杂性和应力状态决定了其混凝土结构耐久性的特殊性和不确定性。为了保证铁路混凝土结构在不同环境影响下的耐久性,工程师应结合实际工程的重要性、作用环境、施工条件和实践经验,进一步激发科技创新活力,积极推动铁路工程建设领域的材料创新、技术创新、工艺创新和管理创新,不断提高铁路工程结构的长期耐久性能,将铁路工程结构的使用寿命提高到更高水平。

参考文献:

[1]冯若谦.高速铁路施工中产生裂缝原因及应对措施的研究[J].价值工程,2014(20):120~121.

[2]李丽,王燕.浅析高速铁路施工中产生裂缝原因及应对措施[J].江西建材,2016(23):165.

[3]吴成村.分析高速铁路施工中的裂缝成因及预防方法[J].智能城市,2016(10):64.

论文作者:张扣宝

论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期

论文发表时间:2019/11/25

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