柔性墩桥病害的原因分析
南昆线两座柔性墩桥位于百色一威舍间，跨度分别为24 m, 32 m 两种钢筋预应力混凝土梁，柔性墩墩身均为上柔下刚。工务段于1999 年秋季检查时，发现各柔性墩的支承垫石不同程度存在明显裂纹。之后决定作病害观察和定时检查，经观测发现垫石裂纹宽度有发展，裂纹在顶帽两侧呈对称状分布。当列车通过时，明显感觉到桥上的横向振动比较厉害。经检测有的梁跨跨中横向振幅最大单峰值为7. 16 mm，裂纹发展较快，有的裂纹宽度已超过0.2 mm，不少裂纹发展到了托盘，已危及行车安全。经桥梁专家现场观察鉴定，决定其中一座桥按45km压限速运行，同时提出尽快将柔性墩改造为普通刚性墩（ 以下简称“柔改刚”工程） ，以达到彻底根治病害。
1、病害原因
1. 1 设计采用标准欠合理
1. 1. 1 采用的支座不是标准定型支座。桥上安装的柔性墩支座，均为盆式橡胶支座，支座的图号为《桥科03） 。据设计单位介绍，该支座不是标准定型支座，当时使用只是为配合南昆线柔性墩桥新研制开发的一种新型支座。从使用情况看，此种支座横向稳定性较差，现在已停止使用。
1. 1.2 预应力钢筋混凝土梁横向刚度不够。柔性墩桥构结梁跨，是采用预应力钢筋混凝土梁，图号均为《专桥2059》（直线梁） 、《专桥2059A》（ 曲线梁） 。由于在制定《专桥2059》标准图时，未对梁部进行动力仿真分析计算。据了解，其他铁路局采用该图号的预应力钢筋混凝土梁的简支梁桥，在列车提速后，横向振幅也有超出规定值的现象。
1. 1. 3 拉应力不能满足规范要求。通过检算，柔性墩顶帽其顺桥方向和垂直方向的拉应力，均不能满足规范要求，因而出现超规范允许的裂纹。
1.2 施工质量差
1.2. 1 基础竣工资料与实际尺寸不相符。在某桥的“柔改刚”工程施工中发现，柔性墩的基础，竣工图上注明有2- 3 层，而实际开挖发现均为1- 2 层，尺寸大多数不相符，详见下表1。因此造成基础普遍单薄，厚度尺寸不够。
1. 2. 2 混凝土所用河沙不符规范要求。从凿出的混凝土表面看，柔性墩的基础、墩身、顶帽、支承垫石的混凝土所用沙，均为山沙或是采用当地开采的片石加工而成的机制沙（又称石粉） 。这种山沙（石粉）的级配差，因而形成混凝土的质量很差，胶结性很不好，密实度不够。
1.2.3 支承垫石施工质量未达规范要求。
1. 2. 3 . 1 钢筋未按规定要求设置。在支承垫石未加高时，可设一层钢筋网，在支承垫石加高后达0.25 m左右时，支承垫石应按规定设置两层钢筋网。但实际只有一层钢筋网，故使支承垫石强度不够，容易造成支承垫石开裂。另外，原有施工钢筋定位不好，致使墩身钢筋保护层最大的达到11 cm，形成有效受力截面减小，从而造成原墩身抗弯能力减小。
1.2.3.2 个别支承垫石混凝土捣固不密实。在“柔改刚”工程施工中，发现原有的个别支承垫石混凝土有空洞，其直径达15 一20 cm，同时空洞中残留积水，造成支承垫石整体性差，很容易造成支承垫石的开裂。
1.2. 3.3 原支座地脚螺栓普遍不够长。在“柔改刚”施工中，发现埋人支承垫石混凝土中螺栓长度只有280 mm（地脚螺栓总长度也只有375 mm） ，与要求埋人混凝土规定深度相差较大，这样容易造成支座松动，影响水平力的传递。
1.2.4 预应力混凝土梁中心线与线路中心线的偏心较大。在“柔改刚”工程施工中，发现原墩台施工的架梁尺寸控制不严，造成预应力混凝土梁中心线与线路中心线均存在偏心，有的偏心值已达到容许偏心值的最大值（70 mm） ，因而造成梁的受力状况较差。
1. 2 .5 梁上道床厚度普遍不够。从施工中调查得知，梁上道床厚度一般为19一22 cm，最薄的道床厚度只有15 cm。由于道床厚度不够，加剧了列车荷载对预应力钢筋混凝土梁的冲击。
1.2 . 6 原架梁施工尺寸控制不好。施工中发现，原桥在架梁时，施工尺寸控制不好，对支承垫石标高控制不严，因而产生每孔梁同一端的支承垫石标高不一致，最大的相差达15 – 20 mm。由于梁的两端支承垫石标高不在同一标高上，产生一孔梁出现“三条腿”现象，这会对梁的受力带来不利。
1.2 . 7 支座底板与支承垫石不密贴。施工调查发现，原桥安装的支座底板与支承垫石均不密贴，孔隙比较大，一般孔隙都有10 mm，最大的孔隙达21mm。支座板下有空洞，最深空洞达100 mm。孔隙的原处理办法是采用填塞沥青，随着时间的延长，沥青老化，产生离析，形成孔隙（空洞） 明显外露。
1. 3 养护维修工作不到位柔性墩桥的养护维修工作要求高、标准严，必须严格按照《铁路柔性墩桥技术规范》（TB10052- 97） 的有关规定，建立观测标志，定期检查，发现问题及时分析原因、采取措施。而不能简单采用简支梁桥的养护维修方法进行养护维修。
1.3. 1 桥上轨道在梁端前后2 m 范围内有接头，同时接头出现瞎缝及大轨轨缝。桥上轨道承受因梁的变形而产生较大的挠曲力和伸缩力，实验资料证明，柔性墩桥的轨道承受着大于简支梁桥轨道的水平力。为防止轨道受力过大，防止轨道变形，对梁端前后2 m 范围内，如果有钢轨接头，接头有连续2 个瞎缝和大轨缝时，维修时必须采取措施。要调整接头位置，匀轨缝，使轨缝达到规定要求，以实现轨道及混凝土梁的受力均匀。
1. 3. 2 检测有待加强。柔性墩桥固定支座，要承受整个结构联的水平力，是全桥构成整体稳定结构的关键部分。而螺栓、销钉与梁体的连接强度，又是柔性墩桥安全运用的关键。柔性墩桥活动支座，要承担结构联的伸缩量，应具有足够的活动量并能自由活动，是柔性墩桥安全运用的必要条件。因此，在梁端、支座上、下板及下板与支承垫石间，应设置明显标志，经常检查观测相互间变位情况，做好记录，并随时分析是否有超限情况的发生。
1. 3 . 3 活动支座上、下盘顺桥方向错动量，超过允许偏差规定值。柔性墩桥支座各部分的接触面应密贴，活动支座上、下盘应能自由活动。施工发现原有的个别活动支座上、下盘的错动已达到25 mm，而且在不同方向列车荷载作用下，上盘未能复位，产生明显偏差，同时不能保持活动自如，大大超过允许活动量偏差为1 3 mm 的规定。
2、一点体会
柔性墩桥技术是六十年代末、七十年代初诞生，到现在从设计理论、施工方法、养护维修已日趋成熟。南昆线上几座柔性墩桥产生的病害，是由多种
原因造成的。建议今后在柔性墩桥的设计、施工、养护工作中，要严格按照有关规范，做到精心设计，严把施工质量关，养护维修方法妥当，就能减少或杜绝柔性墩桥病害的发生，使柔性墩桥技术更加完善，更为成熟。
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