关键词：无砟轨道；裂缝；预防
引言
无砟轨道裂缝一旦形成，特别是贯通裂缝的形成，会降低结构物的耐久性，严重影响无砟轨道的使用寿命，同时会降低无砟轨道的承载力，严重的将影响使用安全。如何采取措施有效地控制或防止裂缝的产生，是值得关注的问题。本文通过对无砟轨道裂缝种类和产生原因的分析，提出一些防止或较少混凝土裂缝产生的措施。
1 概述
1.1 混凝土裂缝的主要特征
无砟轨道底座板和道床板均不同程度地出现裂缝，且出现的裂缝位置具有共同性。
1）底座板裂缝具有以下特点和规律。①凹槽四角出现45°裂缝。②板中出现横向裂缝，部分贯通。③大部分裂缝出现在混凝土浇筑后28d。④大跨度梁段出现裂缝概率加大。
2）道床板裂缝主要有①混凝土与轨枕交接处出现40°裂缝。②混凝土与轨枕间出现离缝。
1.2 无砟轨道结构
底座板采用C40钢筋混凝土，通过对梁面进行拉毛、预埋套筒连接钢筋与梁面进行粘结。钢筋主要为上下两层网片及凹槽四角防裂钢筋。每块板6.44米（长）*2.8米（宽）*0.21米（厚），超高段最小板厚13.8厘米。板与板间设10厘米宽伸缩缝。
道床板与底座之间通过底座板预留的凹槽进行连接，但中间设置隔离层。采用C40钢筋混凝土。凹槽处设置弹性垫板，钢筋分上下两层，板厚0.26米。
2 裂缝产生的原因分析
2.1 混凝土的体积变形
混凝土体积变形主要分为：塑性收缩、干湿变形、温度变形、自生变形四种。
2.1.1 塑性收缩
指新拌混凝土浇注后尚在塑性状态发生的收缩。特点是当表面水分向外蒸发时引起局部产生应力，因此当蒸发速率大于泌水速率时，会发生局部的塑性收缩开裂。
低水灰比（水胶比）混凝土拌合物体内自由水少，矿物细粉和水化生成物又迅速填充毛细孔，阻碍泌水上升，因此表面更易于出现塑性收缩开裂。
2.1.2 干湿变形
硬化混凝土与周围环境存在湿度梯度，引起水分向外蒸发或吸入，产生体积变形的现象。
2.1.3 温度变形
混凝土硬化期间由于水化放热产生温升而膨胀，到达温峰后降温时产生收缩变形。升温期因混凝土模量还很低，只产生较小的压应力，且因徐变作用而松弛；降温期收缩变形因弹模增长，而松弛作用减小，受约束时形成大得多的拉应力，当超过抗拉强度（断裂能）时出现开裂。
2.1.4 自生变形
混凝土在没有温度变化，没有和外界发生水分交换，也不受力的条件下发生的表观体积变形称自生变形，自生变形时体积减小称自生收缩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆混凝土发生自生变形的原因，是由于化学减缩——水泥（及掺合料）和水发生水化反应绝对体积减小的现象。
2.2 约束
混凝土收缩受底部基层强烈的连续约束。收缩受约束产生的拉应力和由于徐变释放的应力之间的相互作用，是硬化混凝土出现早期开裂的核心。混凝土由于收缩受约束而开裂。混凝土因约束产生背向变形，可导致开裂。
2.3 新老混凝土粘结不良造成裂缝
由于轨枕是提前预制的预应力混凝土结构，所以容易出现新旧混凝土粘结不良而导致裂缝产生。
3 预防措施
3.1 优化混凝土配合比设计
优化混凝土配合比是有效防止混凝土裂缝的措施之一，可以通过以下几点来考虑：1）降低水泥用量以降低水化热。2）进行混凝土试配，提高粉煤灰掺量，确定最佳掺量，可以改变混凝土和易性，减少泌水，降低由于水化热带来的混凝土温度升高，即可降低水化热；同时粉煤灰在水泥浆体中由于微集料效应及火山灰反应生成大址水化C一S一H凝胶，填充了孔隙，相应补偿了部分收缩。在特殊情况下，不得不采用碱硅酸盐骨料时，还可以有效抑制混凝土碱—骨料反应。碱骨料反应是指水泥中的碱性氧化物含量较高时，会与骨料中所含的二氧化硅发生化学反应，并在骨料表面生成碱-硅酸凝胶，吸水后会产生较大的体积膨胀，导致混凝土胀裂现象。3）采用缓凝型高性能的酯类减水剂，但酯类减水剂对混凝土的坍落度及扩展度保持性能不如醚类减水剂。
3.2 加强混凝土原材料的控制
各种混凝土用原材料进场需加强质量检测，加强取样试验频率，特别需加强外加剂、粉煤灰质量控制以及砂石料含泥量的控制。
3.3 加强混凝土抗拉强度
在凹槽四周、底座板两侧增设防裂钢丝网片，曲线超高侧增加纵向钢筋以提高混凝土的抗拉强度。
3.4 加强施工过程及工艺控制
（1）严格控制钢筋保护层，特别是防裂钢筋、顶层钢筋网片以及枕木四周钢筋的保护层厚度。
（2）严格控制混凝土的入模坍落度，尽量控制在140～160mm之间。
（3）加强混凝土振捣，特别是易出现裂缝部位的混凝土振捣。遵循快浇筑、慢振捣、快收面的原则。
（4）选择合理的混凝土浇筑时间，尽量选择温度较低时进行混凝土浇筑，使混凝土水化凝固过程与气温上升保持一致，避免混凝土出现较大的内外部温差。
（5）混凝土完成收光抹面后及时采用土工布进行覆盖，同时严禁大风、高温天气进行混凝土浇筑，避免混凝土表面水分过快挥发，减少因表层水分迅速蒸发而形成的内外硬化不均匀而造成的裂缝。
（6）采用多次收面，严禁收面过程中洒水，排除泌水。
（7）道床板施工前对轨枕进行充分湿润。
（8）道床板混凝土施工完成后，及时进行应力释放，避免因轨排的收缩造成混凝土裂缝。
（9）加强混凝土养护，特别是易产生裂缝处混凝土的养护，混凝土养护到期后，等土工布自然干燥后再撤除。
4 结束语
混凝土裂缝产生的原因不仅多而且复杂，本文仅是结合现场实际情况进行的简单分析，采取的措施可减少混凝土裂缝的出现。
5 参考文献
[1] 宋少民 混凝土的开裂与裂缝控制．
[2] 王森荣 杨荣山 刘学毅 王平 钱振地 无砟轨道裂缝产生原因与整治措施．北京：铁道建筑，2007．
[3] 栾永平 现浇双块式无砟轨道板裂缝控制机理和预防措施．北京：铁道建筑，2010．
论文作者:康晓丰,,赵斌
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷24期
论文发表时间:2020/4/26
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 自生论文; 水化论文; 轨道论文; 钢筋论文; 骨料论文; 《建筑实践》2019年38卷24期论文;