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摘要:为了保证铁路系统当中给排水类型构筑物能在冻融环境力具有良好的耐久性，则要认识到冻融环境对于给排水类型构筑物的影响以及冻融情况的特点，并能结合给排水类型构筑物有特点，制定高质量的给排水类型构筑物设计方案。本文就铁路系统当中给排水类型构筑物能在冻融环境里的耐久性设计进行了分析。
关键词:冻融环境；铁路；耐久性；构筑物；温度；湿度
耐久性是衡量工程结构的关键点，需要做好工程设计方面的耐久性设计，促进工程结构使用寿命以及稳定性强化。而结构耐久性在铁路系统显得更为重要，由于铁路系统是现代大宗货物运输以及旅客运输的主要的方式，所以需要有较高的质量以保证铁路系统的稳定性，在设计阶段也尤其需要设计人员做好冻融环境中给排水构筑物的实际设计工作。
1给排水类型构筑物实际耐久性分析
在构筑物使用阶段中，其往往会受到环境中某些因素的影响，使钢筋发生锈蚀、混凝土冻融类型破坏或者是混凝土的碳化，使得给排水类型构筑物的耐久性极大降低。而当给排水类型构筑物的实际耐久性降低之后，不仅对铁路工程会造成影响，同时还会对社会造成影响。从给排水类型构筑物具体结构来看，这种建筑结构通常为半地下模式或者是全地下模式，在给排水类型构筑物运行中会直接和水体相接触。
当代给排水类型构筑物的建造主要运用混凝土材料，这种材料具备较强的耐久性，那么满足工程对材料性能的要求。但在混凝土类型构筑物使用阶段中，其可能会受到水环境、化学腐蚀介质等因素的影响，而降低材料耐久度。在给排水类型构筑物使用中，由于结构的特点以及功能用途的影响，给排水类型构筑物所处环境会在干湿度方面有较大变化，甚至会直接被腐蚀液侵蚀。在这些环境要素的影响下就会导致混凝土发生劣化，出现给排水类型构筑物结构破坏、钢筋结构锈蚀等情况。最终混凝土类型构筑物的稳定性会大幅降低，给整个构筑物带来质量隐患。
2冻融物在其耐久性设计方面条件分析
在开展冻融物设计的时候要能结合环境条件进行，如果冻融物所处环境最冷月份的平均温度在零下3摄氏度以下，那么暴露在外的钢筋混凝土结构应具备较强的抗冻性。如果混凝土会长时间处在水环境中，反复在冻融状态之间转换，那么就充分的考虑到冻融环境对于构筑物的影响。而当铁路系统给排水类型构筑物所处的环境，最冷月份的平均温度在2.5摄氏度以上，那么就不必对冻融环境做特殊处理。
冻融环境下给排水类型构筑物其耐久性设计工作涉及的因素较多，但归纳来看需要做好几个核心方面的设计。首先，要重视暴露在环境中的混凝土结构，具体的耐久性设计要能以规定为基础，根据环境中温度是否处在零下3摄氏度为依据，进行进一步判断。其次，对于长时间在干湿环境中切换的给排水类型构筑物而言，要依据规定以及构筑物所处环境当中最冷月份温度是否在2.5摄氏度以上以为判断依据，确定具体的耐久性设计。
另外，对一些特殊的半露在外的给排水类型构筑，要对其所处土层地下水位具体位置以及冻深线位置进行分析，如果地下环境中水位变化范围在冻深线位置以上，或者是地下水具有较强的腐蚀，那么这时候则在最冷月份平均温度在2.5摄氏度以上地区的设计中不必考虑冻融作用的影响。
3铁路该排水构筑物冻融环境条件下的耐久性设计分析
3.1抗冻等级与抗冻耐久性指数的选择
《耐规》与《给规》中提出的冻融环境下耐久性设计参数就是抗冻等级Fi，具体来说，是指系数龄期在28天的混凝土构件，在要求冻融循环次数i次作用以后，它的强度不会降低到25%，同时其重量损失不会超过5%。《给规》抗冻等级是按照结构类别和气候条件得到的，而《耐规》抗冻等级是以环境作用等级查表为根据得到的。与《给规》、《铁路混凝土耐规》相比，《耐规》的不同之处在于给出的冻融环境条件下的设计指标跟抗冻等级Fi不是一回事，而是抗冻耐久性指标DF，抗冻耐久性指标DF是指经过300次快速冻融试验以后，混凝土构件的动弹模量和初始弹性模量的比值，
3.2常规设计参数的选择
《混凝土耐规》与《铁路混凝土耐规》中对冻融环境中作用等级的要求是不同的，其中，《混凝土耐规》对冻融环境下不同作用等级提出了要求，针对混凝土强度等级、钢筋混凝土保护层最大水胶比、最小厚度等参数的选择做出了明确规定;《铁路混凝土耐规》针对混凝土强度等级、钢筋混凝土保护层最大水胶比、最小厚度等参数的选择也做出了相对详细的规定。
3.3基于冻融环境中耐久性设计的几点建议
对于特殊铁路给排水结构如地下污水处理站，铁路站房内部或者与重要建筑物有交集的构筑物，冻融耐久性应按照其所属建筑物的冻融耐久性设计要求进行设计。此类建筑物往往按照《混凝土耐规》进行耐久性设计。当地质报告中以《铁混凝土耐规》描述的作用等级给出时，可先按照表1对应到《混凝土耐规》相应环境作用等级，按照《混凝土耐规》进行耐久性设计。结合铁路给排水构筑物埋深情况，建议采用以下处理方式。对于地下式或半地下式给排水构筑物，如埋深超过冻深，可不考虑冻融破坏的影响。如埋深较浅，可对高于冻深线以上的混凝土进行隔水保温处理。如冻深线较深或半地下式给排水构筑物地上部分，也可对高于冻深线以上的混凝土按照抗冻混凝土进行设计。对于半地上或者全地上的给排水构筑物，可视为外露式钢筋混凝土构筑物，应按照《给规》必要时并参考《铁混凝土耐规》的规定进行抗冻设计。对于长期与水接触的构筑物或长期与湿润腐蚀性土体接触的构筑物，应严格按照《给规》必要时并参考《混凝土耐规》的规定进行抗冻设计。对于特殊铁路给排水结构应分析其适用的规范，选取合适的规范进行抗冻设计。
铁路给排水结构在进行冻融耐久性设计时，可按照《给规》中的要求给出抗冻等级。其他参数可以参考《铁混凝土耐规》相关要求进行选取。如混凝土强度等级可按照“除灌注桩和隧道衬砌外的混凝土”规定的混凝土强度等级进行选取。保护层厚度可参考路基相应的保护层厚度选取。最大水胶比和裂缝宽度也可以参考《铁混凝土耐规》相关要求进行设计。
4结束语
本文首先针对给排水构筑物的耐久性问题进行了简单概述，然后列出了冻融耐久性设计的基本条件，最后结合笔者经验对铁路给排水构筑物冻融环境条件下的耐久性设计展开了深入分析，供大家参考。
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