铁路桥梁钢筋混凝土人行道步行板破损

铁路桥梁钢筋混凝土人行道步行板破损

原因简要分析及防治

李亚波

大秦铁路股份有限公司秦皇岛西工务段  河北秦皇岛  066000

摘要：铁路桥梁上的人行道作为重要的安检设施，其安全性、稳定性直接关系到作业人员人身安全，本文对桥梁的钢筋混凝土步行板开裂、钢筋锈蚀等病害进行了简要分析，并针对现有病害提出相关整治措施及可替代新型材料的研究。

关键词：钢筋混凝土  步行板  开裂锈蚀  病害整治  新型材料

1.引言

简支T梁人行道主要由托架、栏杆（包括立柱和扶手）、步行板等组成，主要为铁路作业人员在桥梁上的维修、保养、检查等作业提供作业通道，同时可临时堆放作业所需的机具材料等，人行道托架还同时为通讯、信号线缆提供支撑。目前圬工梁上步行板基本上采用钢筋混凝土材质，但随着使用年限的增加，混凝土步行板出现开裂、钢筋锈蚀等病害，曾发生过多起步行板裂损严重折断而造成人员伤亡事故，因此提高步行板的安全性、稳定性是至关重要的。

2.钢筋混凝土步行板病害分析

2.1影响混凝土结构耐久性因素。钢筋混凝土步行板出现开裂、掉块、钢筋锈蚀等病害直接影响步行板的使用寿命。决定混凝土结构耐久性的原因可大致分为三个要素：环境、材料和介质通道。环境因素对混凝土的影响是由混凝土结构所处地域决定，不可避免，比如步行板的露天特性就决定了其必须经受温度、湿度、风、霜、雨、雪等的腐蚀；沿海地区需要经受盐雾的侵蚀；西南地区就需要经受酸雨的侵蚀；东北地区就要经受冻融循环的侵蚀考验。因此施工作业时应根据不同的环境选用相适用的混凝土。混凝土材料的耐久性设计中需要考虑材料自身的抗腐蚀能力，需选用优质材料、确定合理的配合比、选用合适的矿物掺合料、适当引气等。阻止或降低腐蚀介质进入混凝土内部是影响混凝土结构耐久性的又一关键因素，即使环境中存在腐蚀物质，但是腐蚀物质无法进入混凝土内部，同样不会造成混凝土的破坏。消除腐蚀介质作业通道的方式可大致分为两类：一是细化混凝土内部孔隙，增加混凝土孔隙的曲折度，提高腐蚀介质进入混凝土内部的难度；二是采用抗腐蚀强化措施，提高混凝土表面的抗腐蚀能力，阻断腐蚀介质进入混凝土内部。

2.2钢筋混凝土步行板病害成因

(1)桥梁人行道步行板均采用预制作业，在制作工厂中基本上为当地农民工全程操作，由于农民工技术水平、思想修养等有限，在制作过程中存在未严格按照配合比拌制混凝土现象，在制作完成后的养护阶段，养护标准不达标等问题，均会导致混凝土强度不足，影响其使用寿命。

(2)材料选用不合格，个别生产企业在制作钢筋混凝土步行板的过程中，在材料选用上未能达到行业标准，以次充好，导致步行板质量较差。

(3)施工卡控不严格，步行板的制作过程中混凝土的拌制不均匀、不充分，入模灌注时不密实，导致混凝土步行板内部孔隙较多，碱骨料反应明显，造成混凝土强度降低，减少使用寿命。

(4)制作完成后的步行板，商家为减少浪费，对于存在微小裂缝的板块未进行清除，而是直接上桥进行铺设安装，由于现场卡控人员的疏忽，不能及时发现。随着使用年限的增加，曾有裂纹的板块会首先出现开裂、钢筋锈蚀等问题。

(5)步行板在运输、吊装上桥、安设等一系列过程中，难免会造成步行板的磕碰，严重时会导致钢筋混凝土保护层的开裂、板角掉块漏筋等问题，极易造成内部钢筋的锈蚀。

(6)由于步行板露天的性质，时刻要经受温度、湿度、风、霜、雨、雪等的侵蚀，在环境的长期作用下，通过介质通道，腐蚀物质易造成对混凝土内部和钢筋的腐蚀，进而造成混凝土的开裂和钢筋的锈蚀，钢筋的锈蚀直接削弱受力截面积，降低步行板的承载能力。

3.整治处理的建议

(1)源头卡控，要强化对步行板制造商的质量监督，从原材料的进场、配合比的选用、拌和作业、钢筋骨架的绑扎、灌模密实、洒水养生等过程均要进行严格的把控，应设立专业技术人员全程进行监督指导，坚决杜绝农民工的蛮干现象。

(2)步行板出厂时进行质量检查，对于存在裂纹、掉块、漏筋等的步行板要坚决剔除，不能进入桥梁进行铺装安设。在运输、吊装、铺设的过程中，要尽量避免步行板的磕碰，以免造成步行板的掉块漏筋等问题。

(3)在更换步行板的过程中，当拆除托架上旧步行板时，要清理干净托架上的残渣杂物，再进行新板的安装就位，避免残余杂物造成对步行板的硌伤，同时也是为了保障步行板的平顺、稳定性。

(4)新的步行板铺设完成后要设置专业人员进行步行板的调整稳定，然后采用石油沥青等材料对同一托架上纵向相邻步行板之间的缝隙进行填补密实，目的就是要防止步行板在动荷载的作用下在托架上的微小错动，步行板的长期错动位移不仅会造成托架角钢防腐层的破坏，也会造成步行板混凝土表层的破坏，进而加剧了托架的锈蚀和步行板的开裂。

4.新型材料的研究

4.1橡胶步行板。新型轻质橡胶步行板是以橡胶为主要材料，内设螺纹钢骨架，经高温混炼而成，橡胶步行板与托架之间采用螺栓连接。由于步行板的露天性质，橡胶步行板存在两大问题：一是在风、霜、雨、雪、热、光、氧气等的作用下，容易老化，表现为表面龟裂、发黏、粉化、变色、长霉等，性能降低，丧失使用价值；二是当环境温度较高时，橡胶材质的弹性模量降低，当橡胶步行板上有人通过或是堆放材料时，步行板变形较大，存在安全隐患。

4.2复合材料步行板。复合材料是由2种或2种以上材料通过一定的施工工艺，复合形成的一种新材料。纤维增强复合材料是由增强纤维材料与基体材料经过缠绕、模压、拉挤或真空灌注等成型工艺而形成的复合材料。复合材料步行板一般包括模压形成复合材料步行板和拉挤成型步行板复合材料。模压成型步行板复合材料一般以不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂为基体材料，以玻璃纤维或玄武岩纤维为增强材料复合而成。此类步行板由于受温度、模压压力、模压温度的影响，不同步行板的质量强度难以保持稳定，即使是同一步行板的不同部位，可能因为增强纤维含量不同导致板的各部位力学性能不同，同时生产此类步行板投入设备较大，生产效率较低；拉挤成型步行板复合材料同样以玻璃纤维或玄武岩纤维为增强材料，以聚氨酯为基体材料复合而成，此类复合材料具有低粘度、中度至高度反应性、良好的冲击强度和韧性以及剪切性能，但是当此类复合材料中加设钢筋时，由于复合材料与钢筋的弹性模量相差较多，在应力作用下，容易造成粘结面的破坏，同时玻璃纤维作为增强纤维，其含碱量的高低直接影响复合材料的性能，含碱量越少，复合材料性能越好，因此生产复合材料步行板时需掺假无碱玻璃纤维，这无疑增大了制作成本。较目前来说，钢筋混凝土步行板是最经济的选择。

5.结束语

桥梁人行道步行板的安全性直接关系到铁路作业人员的人身安全，提高对步行板质量的把控是对作业人员生命的负责。目前现场仍大量采用钢筋混凝土步行板，相关部门在做好日常检查的同时，还要及时做好破损步行板的更换，必要时进行整孔桥梁的更换。相关人员要根据可能存在的影响步行板施工质量的因素进行严格把控，确保步行板质量合格，同时要关注一些新型材料的研发，当有合适材料可替换钢筋混凝土材质时要及时推广应用，为设备的安全稳定迈入更高的台阶。

参考文献：

［1］曾志斌.铁路混凝土梁人行道步行板的技术要求和结构选型［J］.铁道建筑，2019,59(8)：42-44.

［2］李化建.谢永江.我国铁路混凝土结构耐久性研究的进展及发展趋势［J］.铁道建筑，2016（2）：1-8.