隨著(zhù)鐵路建設飛速發(fā)展,科技水平不斷提高,軌枕生產(chǎn)對混凝土的各種性能要求越來(lái)越高,不僅要求混凝土工作性能好、強度指標高、耐久性好等,而且還要求有個(gè)好的外觀(guān)。預應力混凝土軌枕從研究、生產(chǎn)到推廣使用已經(jīng)歷時(shí)四十余年,在這幾十年的使用當中發(fā)現混凝土軌枕發(fā)生了不少損傷、裂紋,危及行車(chē)安全,損傷的軌枕還要考慮是否應從運營(yíng)線(xiàn)上換下,這樣會(huì )耗費大量的人力物力,甚至影響行車(chē),損傷裂紋軌枕除了少量是由于行車(chē)、裝卸事故造成的破損外,絕大部分產(chǎn)生的各種各樣的裂紋,影響了軌枕承載力而被迫換下,研究預應力混凝土軌枕裂縫的成因及其危害性,如何預防和控制裂縫,對提高混凝土軌枕的結構耐久性,延長(cháng)軌枕的使用壽命將有十分重要的意義�；炷�土軌枕裂縫的成因主要有兩大類(lèi)型引起的,在荷載作用下引起的裂縫和非荷載作用因素引起的裂縫。

　　一、荷載作用引起的裂縫主要類(lèi)型有

　　1、鋼軌下方正彎矩作用產(chǎn)生的裂縫。

　　2、軌中彎矩產(chǎn)生的裂縫。

　　3、軌枕頂面釘孔處縱向裂縫、橫向裂縫。

　　4、軌枕端部的縱向裂縫。

　　5、頂面或側面出現的縱橫交錯不規則的網(wǎng)狀龜裂。

　　以上幾種裂縫是在使用荷載的作用下軌枕截面的拉應變大多是大于混凝土極限拉伸值,作用于截面上的彎矩、剪力、軸向拉力以及產(chǎn)生的扭矩等這些荷載效應都可能引起軌枕產(chǎn)生裂縫。

　　二、非荷載因素引起的裂縫主要有

　　1、溫度變化引起的裂縫�；炷�土從澆筑至硬化過(guò)程中,由于水泥的水化作用將產(chǎn)生并釋放大量的水化熱,造成軌枕內部溫度較大,膨脹不一致,軌枕表面產(chǎn)生拉應力,內部產(chǎn)生壓應力,當內外應力不均衡時(shí)便產(chǎn)生了裂縫;二是軌枕在脫模時(shí),軌枕溫度較高,超過(guò)了規范規定的環(huán)境溫度與軌枕表面溫度之差,就會(huì )產(chǎn)生溫度收縮,軌枕表面會(huì )產(chǎn)生很大的拉應力,而形成表面裂縫;三是施工過(guò)程中人為因素引起的溫度變化,如新布的混凝土與剩余混凝土的接觸面、布灰不均勻新舊混凝土分層分塊不合理等;四是在蒸汽養護過(guò)程中升溫過(guò)快,恒溫溫度又很高時(shí),由于混凝土中的材料熱膨脹系數不同,而混凝土初期結構強度又很低,高溫使氣、水大大膨脹,造成混凝土內部結構缺陷,容易引起軌枕端部表面的混凝土龜裂疏松,出廠(chǎng)時(shí)僅有肉眼不可見(jiàn)的微細裂縫,在運營(yíng)使用過(guò)程中受到外力的不斷作用,以及環(huán)境的干濕、凍融影響,也會(huì )是裂縫的寬度、長(cháng)度發(fā)展。

　　2、混凝土的收縮變形引起的裂縫�；炷�土振搗完成后進(jìn)入預養階段,在空氣中結硬時(shí)體積要收縮變形,這種變形不同程度地受到外界的約束作用,如預應力鋼筋、箍筋等,對于這些受到約束而不能自由伸縮的軌枕,混凝土的干縮就可能導致細小裂縫的產(chǎn)生,實(shí)踐表明有擋肩的軌枕要比無(wú)擋肩的軌枕裂縫高于很多倍。另外在施工中要嚴控配合比,人們往往為了施工方便,對控制用水量有很大的隨意性,其施工用水量常常大于試驗室提供的配合比用水量,致使混凝土坍落度大,泌水現象明顯,這種混凝土往往伴隨著(zhù)較大的塑性收縮,從而出現塑性收縮裂縫。

　　3、堿—骨料化學(xué)變化引起的裂縫。如果混凝土中含有堿活性骨料和堿含量高的水泥,或受到含有可溶性硫酸鹽的水作用時(shí),反應生成物遇水可產(chǎn)生膨脹,導致混凝土體積的變化而形成裂縫。當骨料具有堿—碳酸鹽反應時(shí)不得用作混凝土骨料,當具有堿—硅酸鹽反應時(shí)混凝土中最大堿含量不得大于3kg/m3。

　　三、防治措施

　　預應力混凝土軌枕作為一種混凝土結構要想完全杜絕裂縫是很難做到的,但裂縫對軌枕的正常使用畢竟是有害的,為此,應當竭盡全力防治裂縫的出現。預防和控制裂縫可以從下四方面入手:

　　1、從受力角度來(lái)看,為防止橫向、縱向裂縫,除了根據可能出現的最大荷載,合理配置預應力鋼筋外,箍筋、螺旋筋的配置也尤為重要,因為箍筋、螺旋筋的設置有利于防止軌枕的縱裂及釘孔處裂縫,有些軌型箍筋與預應力鋼筋只是松散搭接,不成整體,對防止裂縫效果有限,設計人員已考慮到這一點(diǎn),現箍筋布置合理,并與預應力鋼筋牢固綁扎在一起,從而對防止端部裂縫效果明顯。

　　2、加強生產(chǎn)管理,提高全員質(zhì)量意識,充分認識道裂縫的危害性。鐵路建設在不斷發(fā)展,軌枕型號也在不斷更新,這就要求軌枕生產(chǎn)和使用單位的技術(shù)管理人員不斷加強自身的學(xué)習和提高,加強對混凝土結構組成、各種材料對混凝土性能的影響、新工藝新過(guò)程的充分了解,才能合理生產(chǎn),正確使用。

　　3、嚴格控制進(jìn)場(chǎng)的原材料。材料的質(zhì)量直接關(guān)系到混凝土的質(zhì)量,所以必須嚴把進(jìn)場(chǎng)材料的質(zhì)量關(guān),合理選取水泥,優(yōu)先采用收縮小的或具有微膨脹性的普通硅酸鹽水泥,這種水泥可以提高混凝土的抗裂能力。骨料應選用巖石彈性模量低,膨脹系數小,表面清潔,質(zhì)地堅硬,級配良好的骨料,這樣可以獲得較小的空隙率及表面積,從而減少水泥的用量,降低水化熱,減少干縮,并減少了混凝土裂縫的開(kāi)展。骨料在運輸、裝卸和堆放過(guò)程中不得混有樹(shù)葉、爐渣的雜物,外加劑、預應力筋等材料也均要滿(mǎn)足國家規范的要求。在使用時(shí)既要考慮外加劑與水泥的兼容性,又要考慮堿—骨料反應問(wèn)題。

　　4、合理選用摻和材料。微膨脹劑和礦物摻和料的應用也是防止混凝土裂縫的一個(gè)很好措施,微膨脹劑具有極好的抗滲性,能較好的補償收縮膨脹式能力,對混凝土的抗裂有很好的效果,在混凝土中使用礦物摻和料可提高混凝土的抗滲性、耐久性,較少收縮,降低膠凝材料的水化熱,這些摻和料具有延遲和降低混凝土水化降溫作用,改善泌水性能,抗裂能力優(yōu)異無(wú)比。

　　結束語(yǔ)

　　在實(shí)際生產(chǎn)使用過(guò)程中采用以上綜合措施,有效地減少了混凝土軌枕裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展,取得了較明顯的效果。但混凝土軌枕裂縫的預防與控制是一項系統工程,需要從設計、施工、材料、檢測等各方面進(jìn)行控制,并且要在提高控制技術(shù)和技術(shù)管理水平系統地、綜合地運用各種預防措施,以確保軌枕質(zhì)量的提高,延長(cháng)其使用壽命。