1·涵洞病害状况调查分析
    1． 1 病害状况调查统计
    2009 年宝成线开行“和谐号”重载列车以来，绵阳工务段涵渠设备劣化率逐年明显增高，且病害发展速度较快。由于重载列车的牵引吨数大幅提升，运行中动荷载、冲击荷载、横向振动等物理效应也相应加剧，导致了涵洞洞身开裂、管节下沉错台、盖板裂损等病害的发展。截止2012 年6 月7 日绵阳工务段全段病害汇总如下: 08 年既有涵洞病害，后期有发展共计9 处; 09 年开行“和谐号”新生病害并有发展共计10 处; 10 年新生病害并有发展共计9 处; 11 年新生病害共计27 处。
    1． 2 涵洞病害评定及分析
    针对既有涵洞类型和病害状况，对《铁路桥隧建筑物劣化评定标准》中的既有涵洞评定方法进行了细化、改进和完善，在原有“劣化等级评定表”的基础上，结合劣化类型进行了分类，并对涵洞进行部件划分。盖板箱涵对盖板、涵身、涵底、附属设施分类评定，拱涵对拱圈、立墙、涵地、附属设施分别评定。另外，通过有限元软件，建立了典型涵洞的实体计算模型，分析结构最不利受力工况及可能出现病害的位置及原因。
    盖板箱涵，沿涵洞方向( 轴向) 的应力，主要表现为压应力，考虑地基长期应力作用下不均匀沉降和圬工结构风化，结构在铁路活载作用下，易产生竖向裂缝。在涵洞竖向均为压应力，应力值没有达到材料的容许压应力值，一般不会引起边墙的破坏。在垂直于涵洞的方向上，边墙主要是受压力，同时也有拉应力出现，但是值非常小，不会引起结构破坏，但对于圬工结构容易造成灰缝的脱落。
    拱涵，沿涵洞方向( 轴向) 的应力主要表现为压应力，在涵洞出、入口处会出现拉应力，这个方向的拉压应力值都比较小，一般不会引起此方向裂缝出现。涵洞竖直方向受到的应力值全部表现为压应力，最大值出现在活载作用区域的拱脚处，应力值较小，一般不会引起破坏。在垂直于涵洞方向上，拱涵还是主要受压应力的作用，压应力的最大值出现在活载作用范围内的拱顶处，此外左、右边墙均出现了拉应力，其中在左边墙底部出现的拉应力的值较大，为MU50 石料与M10 的砂浆砌筑的浆砌片石的设计弯曲拉力值的50%，虽然计算值并没有超过次设计容许值，但考虑到此拱涵为过水涵洞，受到水的侵蚀，材料的抗拉强度会下降，以及“和谐号”重载列车的频繁作用，很有可能在边墙上产生横向的裂缝。这与典型涵洞出现的病害相吻合。
    2 ·加固措施
    2． 1 盖板涵加固措施
    ( 1) 封闭裂缝． 涵身裂缝、盖板裂缝是绵阳工务段盖板涵存在的主要病害。部分出现的裂缝较宽，长度较长。国内外规范和实践说明，处在无侵蚀性介质中的结构，只要裂缝宽度在0． 2mm 以下，钢筋不会发生锈蚀。针对涵身、盖板裂缝，宜对宽度超过0． 2mm 的纵向裂缝采用优质灌缝胶或环氧树脂砂浆进行灌缝封闭处理。灌缝封闭时，裂缝内应保持干燥，封闭完成后进行表面涂装，防止发生钢筋锈蚀，以提高盖板、立墙的耐久性。
    ( 2) 内套框． 针对盖板强度下降，砌石边墙裂损、失稳的现状，采用“口”形钢筋混凝土框构和钢筋混凝土“门”形刚构方法进行加固处理，具有施工不影响行车、不需要点慢行或封闭线路的特点，特别适用于运输繁忙的铁路干线如宝成铁路。施工时在既有边墙布置梅花式钎钉，现浇钢筋骨架联结，保证与既有构筑物的整体性。加固后净高能够满足既有通行条件下，优先选用“口”形钢筋混凝土框构加固; 净高不富裕条件下，应选择钢筋混凝土“门”形刚构加固。灌注混凝土应按0． 8 ～1． 0m 从中间向两边逐步灌注，待顶板混凝土终凝后，填捣半干硬性砂浆，使现浇顶板与既有盖板底保持密实。采用半干硬性砂浆填捣具有一定的塌落度，不能保证套拱顶部与既有板底的密实性，既有盖板在动载作用下仍有挠度问题。
    ( 3) 减缓冲击，保证纵向平顺过渡． 涵洞顶部要求有一定厚度的填土，以保证涵洞与路基上的轨道竖向刚度纵向平顺过渡，一方面是为降低列车荷载对涵洞的冲击作用，另一方面是防止轨道竖向刚度出现突变，影响列车运行的平稳性。针对部分涵洞顶部填土严重不够的实际，制定以下技术措施。
    2． 2 拱涵加固措施
    ( 1) 基础注浆．《维修规则》中推荐加固方式，着重解决基础承载能力不足这一问题。由于基础不均匀沉降使主拱圈产生较大应力，是导致拱脚竖向变位，拱圈开裂的一个主要原因，本报告推荐对基础采取花管注浆的方式进行加固。
    对拱涵采用靠近涵台进行钻孔，钻孔深度一般不小于4m，推荐采用水灰比为1∶ 1 的普通硅酸盐水泥浆向孔内注浆，同时注浆时的瞬间压力不得超过1． 5MPa，稳定压力为1． 2MPa，，而且为了确保施工时结构的安全性及注浆的密实性，施工时采用反复间歇性注浆。注浆时严格按照设计图纸的顺序进行，注浆完毕后花管不拆除。
    ( 2) 台身加固． 由于拱涵侧向约束偏薄弱，可能引起拱涵横向和斜向变位，主拱圈开裂。一般采用原拱涵内侧台身增设钢筋混凝土补强层进行加固。
    加固前应先通过设计计算，确定所需的断面尺寸、钢筋及混凝土数量，方可据此进行施工。在施工过程中，首先要凿除原结构表面的松散砂浆，同时冲洗干净，并在新结构施工前进行连接钢筋的植入，为保持新增结构与原结构的整体性，植入深度不得小于15cm，同时为了保证原结构强度，建议封闭原结构表面裂缝。
    2． 3 耐久性问题
    根据我国运营铁路混凝土梁中性化的普查结果，C20 及以下强度等级的混凝土梁，使用不到40 年保护层中性化已至钢筋，导致梁体混凝土严重开裂、钢筋锈蚀、保护层脱落。因此从技术和经济两方面考虑，并与现行设计规范一致，规定预应力混凝土梁的混凝土强度等级不应低于C40，钢筋混凝土梁的混凝土强度等级不应低于C30，以保证混凝土梁设计使用年限。
    混凝土结构的耐久性修补及防护分: 钢筋锈蚀修补、混凝土破损修补、混凝土裂缝修补，应符合《铁路混凝土结构的耐久性修补及防护》( TB/T3228 － 2010) 要求。加固处理有表面补强、墩台身包箍、固化土壤、加深或扩大基础、换填卸载等。圬工表层风化、剥落、裂缝比较细密且面积较大时，可用挂网喷射水泥砂浆、钢纤维水泥砂浆和纤维等表面补强修补加固。对墩台身可根据具体情况，采用在墩台身周围包钢筋混凝土环形箍或整体套箍加固，混凝土强度不小于C30，钢筋配筋率应不小于0． 2%。墩台基底承载力不足时，可采用固化土壤进行加固。
    3· 结论
    宝成铁路涵洞建成时间较久，近年来由于提速、重载的影响，涵洞边墙开裂、顶板压溃等病害较为突出，对列车运行构成极大安全隐患。面对量大面广的涵洞病害，若单纯采用架空线路、重新改建的方案，费用高、工期长、施工安全风险大，对运输秩序影响大。本报告针对宝成铁路绵阳工务段涵洞病害特点，对病害原因进行分析，结合现有施工工艺，提出封闭裂缝、内套框架加固、基础注浆、拱涵台身和主拱圈加固等措施。