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[摘 要]随着社会经济科学技术的迅速发展,我国铁路建设覆盖面积已经获得明显增加。因为我国地域辽阔,所以北方地区就出现明显的四季变化,在寒冷地区的铁路会在一定程度上受寒冷天气影响,导致其出现较为突出的铁路桥梁病害问题。本文主要对寒冷地区铁路桥梁冰害产生的原因进行切实分析,同时对现有的治理措施进行阐述,并在科学合理的范围内给予完善。
[关键词]寒冷地区;铁路梁桥病害;原因;措施
中图分类号:X731 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)47-0209-01
因为我国地理位置的纬度和经度影响,所以就导致我国北方地区的四季温差较大,而且冬季的时间较长,在这种温度条件的影响下就造成铁路桥梁会受到一定程度上的病害。铁路作为我国人文、社会经济的主要支撑,其对于人们生活来说是必不可少的,为了进一步保证寒冷地区铁路在运行时的安全和高效,就要对桥梁病害的产生原因进行全面分析。
1、铁路桥梁在寒冷地区病害的具体类型和种类
1、1、土壤冻起发生的不均匀
在发生这种冻害是多是因为在建设铁路桥梁时采用了较多的黏性土质,这种土质具有渗水量差、留水时间等特点。在寒冷地区的十月份开始,土壤就会受天气影响开始解冻,而这种粘土或多年被反复冷冻的土层就会发生冻起不均匀现象,这种现象会随着时间的增长变得愈加明显,达到十一月到十二月份时,这种情况会出现一个最为明显的阶段。这种冻害会在很大程度上对铁路正常运行造成影响,给其形成较大的安全隐患。
1、2、铁路墩台出现不均匀沉陷
在寒冷地区温度开始出现回暖时,铁路墩台的冷冻也会伴随着天气温度升高开始解冻,在解冻过程中其就会产生一定程度上的下沉,而因为建设特性就导致其在下沉的过程中不够均匀,其中黏土的下沉深度较大,而其它土质下沉深度则较小。这种墩台不均匀沉陷会随着寒冷地区温度的变化产生恶性循环,这也在很大程度上使冻害出现的几率大大增加,冻害的发生也会使铁路墩台出现倾斜、线路弯曲、高度和低度跨度较大、铁路钢轨出现变化等现象,这些现象的出现对于铁路平稳安全运行可谓有着较大威胁。
1、3、墩台出现松动或损坏导致混凝土受到腐蚀
在修建铁路墩台时,如果墩台建设在冬季会出现较大冻层或被反复冷冻多年的冻土上,就会使墩台会出现很大程度上的冻裂,而冻裂的裂缝暴露在外就使水流或冰进入到其中,这时就会使墩台建设中应用的混凝土受到这种外界因素的影响,混凝土受到腐蚀就有很大可能会使墩台出现损坏。在冷冻热缩的天气原理作用下,墩台中的顶处、托盘处、顶帽处、垫石处等出现断裂的情况。
1、4、墩台不稳出现摇晃把梁缝堵死
在天气环境热胀冷缩的影响下,墩台的地基结构就会出现很大程度上的不稳定,其横向钢化强度被减小,出现地面滑动的现象,伴随着列车高速运行所产生的冲击力、墩台土层结构的压力作用,就会对墩台造成挤压,使其桥跨方向产生移动,这种墩台不稳就会产生一定程度上的移动,而墩台在移动的过程中会把相关梁缝堵死,会给列车运行造成较大影响。
1、5、墩台自身的较大冻裂
墩台处于长期的热胀冷缩原理下,就会使墩台跟墩身之间出现较大程度上的移动,在这种情况下,就导致其连接之间的基础结构会产生一定的裂缝,更为严重的甚至出现墩台错误、断裂等问题。这种问题在基本都是由冻害所形成的,裂缝存在的主要形式不光墩台的表面,有些裂缝较深的也会出现在墩台内部,更有甚者会出现外部与内部的贯穿裂纹,而裂纹产生的具体方向又分为纵向、环形和斜向三种,在对裂缝进行较为透彻的分析以后得知,其中纵向裂缝和内外部贯穿裂缝给墩台带来的危害最大。
1、6、墩台整体发生倾斜使表面铁轨发生变化
在建设墩台时,通常其建设基础较深,在这种条件下地基就会受地下水影响。因此,当墩台基础地基在进行埋设时,如果其埋设深度较小,在冻融循环的情况下,就会使墩台整体发生倾斜,这种倾斜带来的直接变化就是,表面的铁轨出现变化,较为明显的变化就是弯曲和凹凸,这种线路的水平高度發生问题,将会给列车在运行时带来巨大的安全隐患。
2、铁路桥梁病害的产生原因
2、1、桥梁基础在进行设计时不符合实际情况
目前在我国寒冷地区进行桥梁基础建设时,其采用的还是传统设计理念,这种理念和方案在大体上比较符合,天气环境不会出现较大明显变化的地区。这种设计方案多会采用明挖扩大的方法进行基础建设,而在建设的主要结构材料上,多选择砌石或强度较低的混凝土,这些建设方式和结构的选择都会给冻害出现提供条件。
2、2、桥梁相关建设基础的埋设深度不够
目前我国铁路桥梁建设单位,通常把跟桥梁相关建设基础修建在,被多年冷冻的土层或季节冻层强度最大的土质结构上,在这些土质层被施工挖掘触动以后,其本身的承载能力想较于较好的土质结构本身就较为脆弱,在被触动以后其脆弱的承载力又会产生较大程度上的下降而。而伴随着季节温度的变化,墩台的主要基础建设还会发生一定程度上的下沉和冻起,在经过几年反复循环以后,冻害的只要问题就会显现出来。
2、3、桥梁的基础施工技术不够,方法使用不当
在进行铁路桥梁施工时,通常都会选择夏季进行,而这时就会给桥梁施工的基础带来很多影响的因素。在施工开始前要挖掘较大的基坑,而基坑敞开使其中的冻土长时间受到太阳的照射,同时混凝土在进行浇筑时又会释放较大的热量,这种认为操作严重破坏了冻土自身本就不强的性能。而且,现阶段我国对于冻土方面的桥梁基础施工技术还不够成熟和完善,在选择施工方法上也通常不会考虑其施工地点的具体情况,这都给桥梁病害的产生带来条件。
3、寒冷地区铁路桥梁病害的治理措施
3、1、针对温度和湿度设置防护层
根据铁路桥梁建设的实际地点土质情况,在地下水较为丰富的地区,针对温度和湿度设置一定量的防护层。在对墩台选择防护层的材料时,应该选择防水性较好的PE材料膜,在选择PE材料膜时其厚度应该为2cm,同时对墩台四周进行较为严实的包裹,最后在墩台附近铺设防水吸水性能较好的炉渣灰对PE膜进行保护。对于隔水层的设置,通常选择隔水性较好的黏沙土,这些方法的采用可以有效杜绝冻害的产生。
3、2、对基础结构进行改变
为了最大程度上减少寒冷地区冻土对桥梁基础结构造成的影响,就要对桥梁的相关基础上的侧面积进行减小,通过对冻土地基中的动胀力进行检测和计算,可以对墩台的截面进行增加,这中增加可以促使墩台的实体质量有明显提高,最后再把桥梁建设中较多应用的台阶式基础转变成圆锥式基础,这样可以增加基础结构的抗冻胀能力。
3、3、适当采用物理化学的治理措施
为了防止基础出现冻胀,最大程度上使冻土对桥梁建筑基础的挤压力有效减少,或制止土质结构出现冻胀现象,我们可以选择在桥梁相关基础的表面上涂刷较厚的厚沥青,如果缺少沥青也可以选择黄油,这种方法的使用主要是针对处于冻土范围内的相关基础上,其主要原则是把土体跟桥梁相关基础接触面原本的性质进行了改变。在基础建设挖掘回填工作进行时,可以在回填土中加入适量的盐,把土壤结构改变成盐渍土质,用来加大土中所含有的水盐溶液含量,进一步降低土壤会产生的冻胀度。
结束语
随着社会经济的发展需要,铁路建设对于我国经济发展起着至关重要的作用,为了铁路在我国寒冷地区冬天可以稳定高效的运行,我们就要对其铁路桥梁病害的产生原因进行分析,同时提出较为有效的治理措施,用来保证我国铁路行业的平稳发展。
参考文献
[1] 李守宝.浅析寒冷地区铁路桥梁病害的产生原因及治理措施[J].科技创业家,2013,(19):12.
[2] 殷涛.严寒地区铁路提速后桥梁产生病害的原因分析与整治措施[J].铁道标准设计,2010,(S1):89-91.
[3] 张宝鹏.浅析铁路路基病害产生的原因及防治措施[J].工程技术:文摘版,2016(12):00272-00272.
[4] 付钰.铁路桥梁检查种类及常见病害的处理方法[J].城市建设理论研究:电子版,2015(17).
作者简介
邹彦琦,1989年9月19日,男,汉族,籍贯:黑龙江省佳木斯市,哈尔滨铁路局佳木斯工务段路桥科助理工程师,助理工程师,学历:本科。
[关键词]寒冷地区;铁路梁桥病害;原因;措施
中图分类号:X731 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)47-0209-01
因为我国地理位置的纬度和经度影响,所以就导致我国北方地区的四季温差较大,而且冬季的时间较长,在这种温度条件的影响下就造成铁路桥梁会受到一定程度上的病害。铁路作为我国人文、社会经济的主要支撑,其对于人们生活来说是必不可少的,为了进一步保证寒冷地区铁路在运行时的安全和高效,就要对桥梁病害的产生原因进行全面分析。
1、铁路桥梁在寒冷地区病害的具体类型和种类
1、1、土壤冻起发生的不均匀
在发生这种冻害是多是因为在建设铁路桥梁时采用了较多的黏性土质,这种土质具有渗水量差、留水时间等特点。在寒冷地区的十月份开始,土壤就会受天气影响开始解冻,而这种粘土或多年被反复冷冻的土层就会发生冻起不均匀现象,这种现象会随着时间的增长变得愈加明显,达到十一月到十二月份时,这种情况会出现一个最为明显的阶段。这种冻害会在很大程度上对铁路正常运行造成影响,给其形成较大的安全隐患。
1、2、铁路墩台出现不均匀沉陷
在寒冷地区温度开始出现回暖时,铁路墩台的冷冻也会伴随着天气温度升高开始解冻,在解冻过程中其就会产生一定程度上的下沉,而因为建设特性就导致其在下沉的过程中不够均匀,其中黏土的下沉深度较大,而其它土质下沉深度则较小。这种墩台不均匀沉陷会随着寒冷地区温度的变化产生恶性循环,这也在很大程度上使冻害出现的几率大大增加,冻害的发生也会使铁路墩台出现倾斜、线路弯曲、高度和低度跨度较大、铁路钢轨出现变化等现象,这些现象的出现对于铁路平稳安全运行可谓有着较大威胁。
1、3、墩台出现松动或损坏导致混凝土受到腐蚀
在修建铁路墩台时,如果墩台建设在冬季会出现较大冻层或被反复冷冻多年的冻土上,就会使墩台会出现很大程度上的冻裂,而冻裂的裂缝暴露在外就使水流或冰进入到其中,这时就会使墩台建设中应用的混凝土受到这种外界因素的影响,混凝土受到腐蚀就有很大可能会使墩台出现损坏。在冷冻热缩的天气原理作用下,墩台中的顶处、托盘处、顶帽处、垫石处等出现断裂的情况。
1、4、墩台不稳出现摇晃把梁缝堵死
在天气环境热胀冷缩的影响下,墩台的地基结构就会出现很大程度上的不稳定,其横向钢化强度被减小,出现地面滑动的现象,伴随着列车高速运行所产生的冲击力、墩台土层结构的压力作用,就会对墩台造成挤压,使其桥跨方向产生移动,这种墩台不稳就会产生一定程度上的移动,而墩台在移动的过程中会把相关梁缝堵死,会给列车运行造成较大影响。
1、5、墩台自身的较大冻裂
墩台处于长期的热胀冷缩原理下,就会使墩台跟墩身之间出现较大程度上的移动,在这种情况下,就导致其连接之间的基础结构会产生一定的裂缝,更为严重的甚至出现墩台错误、断裂等问题。这种问题在基本都是由冻害所形成的,裂缝存在的主要形式不光墩台的表面,有些裂缝较深的也会出现在墩台内部,更有甚者会出现外部与内部的贯穿裂纹,而裂纹产生的具体方向又分为纵向、环形和斜向三种,在对裂缝进行较为透彻的分析以后得知,其中纵向裂缝和内外部贯穿裂缝给墩台带来的危害最大。
1、6、墩台整体发生倾斜使表面铁轨发生变化
在建设墩台时,通常其建设基础较深,在这种条件下地基就会受地下水影响。因此,当墩台基础地基在进行埋设时,如果其埋设深度较小,在冻融循环的情况下,就会使墩台整体发生倾斜,这种倾斜带来的直接变化就是,表面的铁轨出现变化,较为明显的变化就是弯曲和凹凸,这种线路的水平高度發生问题,将会给列车在运行时带来巨大的安全隐患。
2、铁路桥梁病害的产生原因
2、1、桥梁基础在进行设计时不符合实际情况
目前在我国寒冷地区进行桥梁基础建设时,其采用的还是传统设计理念,这种理念和方案在大体上比较符合,天气环境不会出现较大明显变化的地区。这种设计方案多会采用明挖扩大的方法进行基础建设,而在建设的主要结构材料上,多选择砌石或强度较低的混凝土,这些建设方式和结构的选择都会给冻害出现提供条件。
2、2、桥梁相关建设基础的埋设深度不够
目前我国铁路桥梁建设单位,通常把跟桥梁相关建设基础修建在,被多年冷冻的土层或季节冻层强度最大的土质结构上,在这些土质层被施工挖掘触动以后,其本身的承载能力想较于较好的土质结构本身就较为脆弱,在被触动以后其脆弱的承载力又会产生较大程度上的下降而。而伴随着季节温度的变化,墩台的主要基础建设还会发生一定程度上的下沉和冻起,在经过几年反复循环以后,冻害的只要问题就会显现出来。
2、3、桥梁的基础施工技术不够,方法使用不当
在进行铁路桥梁施工时,通常都会选择夏季进行,而这时就会给桥梁施工的基础带来很多影响的因素。在施工开始前要挖掘较大的基坑,而基坑敞开使其中的冻土长时间受到太阳的照射,同时混凝土在进行浇筑时又会释放较大的热量,这种认为操作严重破坏了冻土自身本就不强的性能。而且,现阶段我国对于冻土方面的桥梁基础施工技术还不够成熟和完善,在选择施工方法上也通常不会考虑其施工地点的具体情况,这都给桥梁病害的产生带来条件。
3、寒冷地区铁路桥梁病害的治理措施
3、1、针对温度和湿度设置防护层
根据铁路桥梁建设的实际地点土质情况,在地下水较为丰富的地区,针对温度和湿度设置一定量的防护层。在对墩台选择防护层的材料时,应该选择防水性较好的PE材料膜,在选择PE材料膜时其厚度应该为2cm,同时对墩台四周进行较为严实的包裹,最后在墩台附近铺设防水吸水性能较好的炉渣灰对PE膜进行保护。对于隔水层的设置,通常选择隔水性较好的黏沙土,这些方法的采用可以有效杜绝冻害的产生。
3、2、对基础结构进行改变
为了最大程度上减少寒冷地区冻土对桥梁基础结构造成的影响,就要对桥梁的相关基础上的侧面积进行减小,通过对冻土地基中的动胀力进行检测和计算,可以对墩台的截面进行增加,这中增加可以促使墩台的实体质量有明显提高,最后再把桥梁建设中较多应用的台阶式基础转变成圆锥式基础,这样可以增加基础结构的抗冻胀能力。
3、3、适当采用物理化学的治理措施
为了防止基础出现冻胀,最大程度上使冻土对桥梁建筑基础的挤压力有效减少,或制止土质结构出现冻胀现象,我们可以选择在桥梁相关基础的表面上涂刷较厚的厚沥青,如果缺少沥青也可以选择黄油,这种方法的使用主要是针对处于冻土范围内的相关基础上,其主要原则是把土体跟桥梁相关基础接触面原本的性质进行了改变。在基础建设挖掘回填工作进行时,可以在回填土中加入适量的盐,把土壤结构改变成盐渍土质,用来加大土中所含有的水盐溶液含量,进一步降低土壤会产生的冻胀度。
结束语
随着社会经济的发展需要,铁路建设对于我国经济发展起着至关重要的作用,为了铁路在我国寒冷地区冬天可以稳定高效的运行,我们就要对其铁路桥梁病害的产生原因进行分析,同时提出较为有效的治理措施,用来保证我国铁路行业的平稳发展。
参考文献
[1] 李守宝.浅析寒冷地区铁路桥梁病害的产生原因及治理措施[J].科技创业家,2013,(19):12.
[2] 殷涛.严寒地区铁路提速后桥梁产生病害的原因分析与整治措施[J].铁道标准设计,2010,(S1):89-91.
[3] 张宝鹏.浅析铁路路基病害产生的原因及防治措施[J].工程技术:文摘版,2016(12):00272-00272.
[4] 付钰.铁路桥梁检查种类及常见病害的处理方法[J].城市建设理论研究:电子版,2015(17).
作者简介
邹彦琦,1989年9月19日,男,汉族,籍贯:黑龙江省佳木斯市,哈尔滨铁路局佳木斯工务段路桥科助理工程师,助理工程师,学历:本科。