1、無砟軌道產(chǎn)生裂紋原因的分析與防治摘要：綜合我國目前正在施工的無砟軌道裂紋形式進行分析，并進一步分析了其裂紋產(chǎn)生的機理，指出溫度和混凝土的收縮時產(chǎn)生裂紋的主要原因。最后提出通過優(yōu)選原材料、優(yōu)化混凝土配合比、采用二次振搗工藝及強化養(yǎng)護來防止裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展。關(guān)鍵詞： 無砟軌道、 裂紋、 施工工藝、配合比1 概述1.1無砟軌道的裂縫特征混凝土出現(xiàn)裂紋后，在開裂部位形成結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，加大了混凝土與周圍環(huán)境的接觸面積，加速了混凝土的裂化速度，無砟軌道裂縫一旦形成, 特別是形成貫穿裂縫后危害較大, 它會降低無砟軌道的耐久性, 降低無砟軌道的絕緣性能, 削弱軌道結(jié)構(gòu)的承載力, 同時還可能會危害到無砟軌道的

2、使用安全。目前我國無砟軌道試驗段主要有型( 雙塊式) 無砟軌道道床板裂縫和無砟軌道底座裂縫。道床板和底座都存在不同程度的裂縫, 出現(xiàn)這些裂縫的部位都有共同的特點: 型無砟軌道道床板裂縫主要有 混凝土與軌枕交接處的四個角端有 40左右的角裂縫; 道床板中間有橫向或斜向的裂縫; 裂縫在初凝結(jié)束后 23d和2 個月左右多會出現(xiàn)并逐步發(fā)展; 裂縫寬度無法測量, 肉眼可見, 裂縫不貫通道床板。圖 1 是 2006 年 8月上旬某一典型的型無砟軌道道床板裂縫調(diào)查示意圖( 調(diào)查區(qū)段是我國試驗段某橋上的型無砟軌道) 底座裂縫主要有以下規(guī)律和特點: 各種類型的無砟軌道底座多出現(xiàn)橫向貫通裂縫, 間距為 515m;

3、 伸縮假縫處裂縫沿假縫的深度方向向下延伸并貫通;型( 板式) 無砟軌道底座除與預留縫相鄰的凸臺處, 都有橫向貫通裂縫, 裂縫最大寬度在底座上表面達 0.2 mm 左右; 裂縫一旦出現(xiàn)都貫通整個底座混凝土; 有少數(shù)區(qū)域在離道床邊 10 cm 處的表面出現(xiàn)縱向裂縫, 裂縫最寬能達 0.5mm。圖 2 是 2006 年8 月中旬型無砟軌道底座裂縫調(diào)查示意圖( 調(diào)查區(qū)段是我國無砟軌道試驗段某路堤處) 41.2 裂縫區(qū)無砟軌道結(jié)構(gòu)狀況型無砟軌道道床板以 8 塊或 10 塊軌枕為一整體進行澆筑, 兩板間留 80 mm 的縫隙。道床板厚度350 250 mm, 布有上下 2 層鋼筋, 混凝土強度等級為C40

4、。道床板與底座之間用門型鋼筋或底座留有凹槽、道床面鑿毛, 進行連接。底座厚度為 300 mm, 分鋼筋混凝土底座和素混凝土底座兩類, 混凝土等級分別為 C40 和 C20。路基上底座澆筑前對 AB 組填料進行了刮皮, 并灑了足量的水。素混凝土底座上設(shè)伸縮假縫, 間距為 5 m, 縫深100 mm, 縫寬 8mm, 在初凝結(jié)束后 2d 時切割。鋼筋混凝土底座上伸縮縫直接在澆筑時用瀝青木板分離, 并用瀝青油膏封面, 間距為 20 m, 伸縮縫寬 20 mm。32 裂縫產(chǎn)生原因分析2.1 溫度裂縫 施工時間不當。無砟軌道混凝土要求在氣溫較高時施工，混凝土澆筑完成后，水泥水化加快，使混凝土在較短的時間

5、內(nèi)產(chǎn)生塑性收縮、溫度收縮、自生收縮和于燥收縮，上述各種收縮的疊加易形成表面裂縫。 養(yǎng)護措施不當引起的混凝土裂縫?；炷廖醇皶r灑水保濕養(yǎng)護，不能保證表面混凝土中水泥水化所需水分，而導致混凝土表面龜裂?；炷琉B(yǎng)護時機把握不準，在水泥水化混凝土凝固時升溫期內(nèi)使用大量溫度較低的水進行養(yǎng)護，引起混凝土內(nèi)外溫差急劇增大，導致混凝土開裂。22.2 荷載裂縫氣溫變化引起荷載裂縫?；炷翝仓瓿珊?，未能及時解除螺栓調(diào)節(jié)器及軌道扣件工具軌的約束，致使比熱容相對較小的混凝土在軌枕周圍出現(xiàn)裂縫。結(jié)構(gòu)變形引起的裂縫。路基、橋梁、隧道沉降變形觀測不到位，致使對軌道基礎(chǔ)變形預測不準，引起軌道板開裂。外加荷載引起裂縫。52.

6、3 鋼軌的伸長引起裂縫雙塊式和長枕埋入式無砟軌道施工時一般是先將鋼軌、雙塊式軌枕或長軌枕精確定位和扣件擰緊, 然后再澆筑混凝土。當白天太陽直射, 外界溫度比較高時,鋼軌的溫度發(fā)生急劇升高, 鋼軌伸長, 這時由于混凝土正處于初凝狀態(tài)混凝土強度趨近于零, 不能抵抗這種變形應力而導致開裂。2.4 新舊混凝土不良粘結(jié)裂縫雙塊式和長枕埋入式無砟軌道, 由于軌枕是預先制作的, 所以容易出現(xiàn)新舊混凝土粘結(jié)不良而出現(xiàn)裂縫。這在雙塊式和長枕埋入式無砟軌道中若不采用其它措施是很容易出現(xiàn)的。同時, 運營后隨著列車通過次數(shù)的增加, 裂縫還將進一步擴大。72.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題 設(shè)置間距合理的預留縫。由于影響裂縫寬

7、度和間距的因素很多, 設(shè)計人員的計算結(jié)果往往與實際情況偏差比較大。目前從混凝土底座的設(shè)計來看, 不管是鋼筋混凝土底座還是素混凝土底座, 基本上都出現(xiàn)了裂縫, 而且這些裂縫大多貫穿混凝土的底座。究其原因主要是預裂縫的間距設(shè)置過大引起的。 充分考慮施工荷載的影響。型軌道板從目前來看, 非預應力軌道板在吊裝和運輸過程中出現(xiàn)了一些裂縫, 有的甚至導致了軌道板報廢, 但預應力軌道板基本沒有出現(xiàn)可見的裂縫。所以需要充分地考慮施工荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的影響。83 預防和控制軌道板裂縫的措施3.1 規(guī)范配合比設(shè)計嚴格按照耐久性混凝土有關(guān)要求進行配合比設(shè)計，考慮堿骨料反應，在選擇混凝土材料的時候，要控制堿含量，避免

8、因為堿骨料反應而形成裂縫；根據(jù)骨料含水量測定值及時調(diào)整施工配合比。優(yōu)化混凝土配合比是有效防止裂縫的措施之一,相對于表 1 所示的混凝土配合比方案, C40 混凝土優(yōu)化為表 2 的方案后效果明顯, 其主要從以下幾個方面來考慮:降低水泥的用量。減少水泥的用量可以減少水化熱, 所以在滿足其他要求的時候可以采取水泥用量較少的配合比方案。 增加粉煤灰的用量, 提高粉煤灰的等級, 采用等級高的粉煤灰有減水作用, 這也是有效減少水化熱的措施。 降低砂的用量和增加石用量1。3.2 加強混凝土原材料質(zhì)量控制各種混凝土用原材料、外加劑等進場前查驗出廠合格報告，并按照規(guī)范要求的頻率進行取樣試驗，嚴格控制粗細骨料的含

9、泥量。63.3 加強施工工藝過程控制 確保枕木周圍鋼筋的保護層厚度。 盡量選擇在氣溫較低時進行混凝土施工，使混凝土水化凝固過程與氣溫上升過程一致，避免混凝土出現(xiàn)較大的內(nèi)外部溫差。 加強混凝土振搗，振搗捧要快插慢拔，避免過振、漏振，導致混凝土不密實引起較大的體積變化。 混凝土澆筑完成后，加強多次抹面收光，排除泌水、水分和氣泡。 混凝土澆筑完成后，及時解除螺栓調(diào)節(jié)器及軌道扣件對工具軌的約束，避免比熱容相對較小的混凝土在軌枕周圍出現(xiàn)裂縫。 混凝土澆筑過程及抹面過程中，避免多人同時在軌道上作業(yè)，防止施工荷載對混凝土的破壞。 混凝土澆筑完成收光抹面后，及時覆蓋土工布，避免混凝土表面水分揮發(fā)，同時緩解混凝

10、土表面溫度的變化速度。 避免在雨中或大風中澆筑混凝土。74 結(jié)論采取上述措施，能夠有效避免軌道板混凝土裂縫的出現(xiàn)。在混凝土澆筑過程中，施工人員嚴格控制混凝土的水灰比，準確把握振搗時機、初凝前的處置、覆蓋的時機和后期養(yǎng)護，一定能會減少混凝土軌道板裂縫的發(fā)生。參考文獻 1 李業(yè)蘭. 建筑材料M . 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 1995. 2 蔣家奮. 淺析混凝土的自收縮 J . 混凝土與水泥制品, 2001,6(3) : 56-59. 3 何華武. 無砟軌道技術(shù)M . 北京: 中國鐵道出版社, 2005. 4盧祖文. 客運專線鐵路軌道M . 北京: 中國鐵道出版社,2005. 5 張立. 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制與防止措施 D . 西安: 西安建筑科技大學, 2004. 6 童育林. 大體積混凝土裂縫控制研究 D . 重慶: 重慶大學