CRTS I型双块式无砟轨道施工质量控制的研究

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:焦健
[导读] 摘要:CRTSI型双块式无砟轨道轨排框架法施工技术是在引进德国无砟轨道技术的基础上,结合我国实际建筑施工环境及地理位置,推出的可满足较高时速要求的轨道工程技术。
        中铁建大桥工程局集团第三工程有限公司  天津市  300000
        摘要:CRTSI型双块式无砟轨道轨排框架法施工技术是在引进德国无砟轨道技术的基础上,结合我国实际建筑施工环境及地理位置,推出的可满足较高时速要求的轨道工程技术。同时具有耐久性、舒适性、平顺性要求高等特点。
        关键词: CRTSI型双块式  无砟轨道    轨道工程技术
        引言
        CRTSⅠ型双块式无砟轨道轨排框架法施工技术是在引进德国无砟轨道技术的基础上,结合我国实际建筑施工环境及地理位置,推出的可满足较高时速要求的轨道工程技术。同时具有耐久性、舒适性、平顺性要求高等特点。
        无砟轨道结构由四部分组成,分别钢轨、扣件、道床、底座板(支承层)组成。一般扣件采用WJ-8及福斯罗两种分常阻力及小阻力扣件,轨枕采用SK-2型轨枕。
        WJ-8型扣件调整原则:轨距调整量:-10~+10mm,调整级别为1mm。单股钢轨左右位置调整量:-5~+5mm。
        1  工程特点
        CRTS-I型具有结构整体平顺性较好,分层设计,受力明确,施工灵活,适应性强,道床板与底座间设置中间隔离层。结构为道床板与底座二层,稳定性强等优点。但同时作为列车直接作用的受力结构具有精度要求高、耐久性、平顺性要求高等特点。
        2  CRTSI型双块式无砟轨道施工技术
        2.1  轨枕运输存放
        双块式轨枕采用预制场集中预制,出场前对双块式轨枕需进行外观检验,检验合格后方可装车运输。按水平层次放置(枕底向下),每层之间采用一定厚度的方木垫好,按5根×(5-8)层码放。
        工地集中存放:适用于隧道施工作业区段。
        工地分布存放:适用于桥梁、路基施工作业工区。
        2.2  底座板(支承层)施工
        路基支承层施工:对于长大路基地段,为了标准化施工的要求和满足支承层表面质量及密实度,宜采用滑模摊铺法。
        2.3  滑模摊铺法
        ①底座板施工前对基础进行验收,验收合格后,才可进入下一道工序。
        ②滑模施工后,在初凝前采用人工抹面并保证表面光洁度,人工放坡宽度为30cm,坡度为16%,为了保证边坡点线型顺直平整,修整时应采用3米靠尺进行配合施工。
        ③支承层摊铺前弹墨出支承层切缝位置。
        ④支承层施工完成后,及时覆盖洒水养护,养护时间不少于7d,个别地区需要延长养护时间。
        2.4  模筑法施工
        ①施工前先验收基床表面,施工方法和滑模摊铺法施工相同。
        ②支承层的施工之前,检查级配碎石层应符合验收要求方可进行下一道工序。对表面垃圾进行清理,并对下面的结构进行预先湿润处理。
        ③模板安装时必须用钢丝绳配合紧线器进行拉线调整,保证线型的顺直。
        ④每车混凝土均作坍落度检查。混凝土浇筑时采用振捣棒振捣。4根振捣棒同时振捣,均匀间隔。振动器要“快进慢出”,在一个位置振动至无气泡溢出再换另一位置。
        ⑤在初凝前底座板顶面两侧30cm范围内16%坡度的散水面采用人工抹面。
        ⑥拆模必须要在混凝土具备一定强度时进行,时间不得小于24小时,以免造成支承层掉边缺角。拆模后应立即对支承层的根脚部位进行修整,尤其是因漏浆造成烂根的应修补一致。
        ⑦切缝施工在支承层施工后完成。
        2.5  桥梁底座板施工
        ①梁面清理及钢筋连接
        采用全站仪测设底座板模板安装线,板缝及凹槽位置,要求每块板及凹槽四角。
        桥梁底座板施工前对梁面进行拉毛处理,拉毛范围为轨道中心线两侧各1.4m范围内,拉毛面积不低于总面积的90%。
        钢筋植入深度为225mm,“L”形钢筋弯钩未端方向应与线路方向垂直,并指向线路中心线,抗拉拔力大于55KN,间距大于100mm。
        ②底座板钢筋绑扎
        为了防止凹槽部位混凝土开裂,在凹槽倒角位置增设防裂网片,凹槽倒角处设置钢板网,钢板网尺寸200mm*100mm,网格直径25mm*10mm,网厚1.2mm。
        ③底座板混凝土浇筑
        混凝土浇筑时采用振捣棒振捣,防止出现浇筑不密实、空洞等现象。
        ④底座板混凝土养护
        混凝土终凝后采用蓄水养护。混凝土强度达设计强度后进行拆模,拆模后洒水并覆盖土工布及塑料苫布,利用贯通全桥的给水管道进行洒水养生,养护期不少于7天。
        3  隔离层施工
        首先清洁底座表面和凹槽底面。然后开始施工隔离层和弹性垫层。铺设于底座顶面,中间用胶粘好,四周采用胶带将土工布固定。对应凹槽位置处的土工布单独采取,然后将其铺设于凹槽的底面。
        在铺设土工布时必须保证表面无空鼓、翘起、脱层、折皱,封口要严密。土工布间不允许搭接、不能出现折叠或重叠现象。土工布铺设完成后,底座板四周及限位凹槽四周30cm范围内用万能胶粘贴紧密。
        4  轨排框架组铺
        根据不同梁长度,单组排架长度做针对性设计,能最大限度方便现场施工,并提高设备综合利用率。
        4.1  轨枕组装与就位
        人工清理轨枕后立即将扣件安装于轨枕上,为避免人为导致误差或保证轨枕间距,按照图纸设计轨枕间距在分枕平台上提前焊接固定挡块。
        道床板钢筋绑扎:绑扎钢筋时使用标准钢筋卡并控制钢筋间距,砼垫块按梅花型布置。


        4.2  轨排框架粗铺
        ①轨排利用铺装龙门吊从分枕组装平台上吊起运至铺设地点,相邻轨排间使用夹板连接,每接头安装4套螺栓,初步拧紧。
        ②安装轨向锁定器。
        4.3  轨道精调
        采用全站仪配合轨道小车进行精调,测量时采用自由设站法定位,设站时至少观测附近4对CPⅢ点。
        4.4  粗调
        粗调顺序为:1→4→5→8→2→3→6→7→1→2→3→4→5→6→7→8,先两端、在中间、先中线、后高程原则进行。
        4.5  精调
        全站仪一般采用徕卡TS16。
        如果改变测站位置,必须至少交叉观测后方利用过的6个控制点,如偏差大于2mm时,应重新设站,并复测至少已完成精调的一组轨排。
        为保证轨道测量精度和相互校核,与下一循环的轨道排架顺联和固定,上一循环的最后一榀排架暂不拆除。
        4.6  绝缘电阻测试
        每100m接地单元中需加焊一个接地端子并与防护墙相连。使用铜线带夹子的方法进行绝缘电阻测试。
        4.7  道床板混凝土浇筑
        模板内不应该有杂物,对轨枕的湿润应该在浇筑前2小时开始并持续湿润到开始浇筑,底座上不得有积水。浇筑用防护罩覆盖轨枕、扣件及钢轨,并对浇筑附近的防护墙进行围挡保护。
        道床混凝土人工进行振捣,分成2个区域振捣。
        4.8  混凝土养护
        道床板混凝指定专人负责养护,采用表面覆盖土工布洒水湿润再加盖一层塑料薄膜保湿保温养护,简称“一布一模”养护。根据规范要求,养护水与混凝土表面、混凝土表面与环境温差不大于15℃,标准养生时间不少于14天,并根据平均日气温相应调整洒水次数。
        5  常见问题质量分析及措施
        5.1  限位凹槽极易产生裂纹
        限位凹槽是双块式轨道结构重要受力部分,施工中控制凹槽几何尺寸符合规范要求至关重要。除此之外混凝土施工结束后极易产生裂纹,因此施工中控制好凹槽施工质量尤其关键。
        采取控制措施:
        1.钢筋中要用防裂钢筋网片,严格控制混凝土保护层厚度。
        2.混凝土施工过程中,采用阴阳抹子抹倒角,倒角处圆弧过渡。
        5.2  道床板混凝土表面凹凸不平
        道床板顶面平整度规范要求:5mm/1m,表面排水坡:-1%~+3%,相对高差±5mm。现场精度控制起来较为困难,并且轨枕埋入道床混凝土面深度直接影响结构安全。
        采取控制措施:
        1.现场采用由型钢制成特制刮尺,按照钢轨顶面高程反算道床顶面标高,型钢分节段焊接成带有坡度的刮尺,强行限制混泥土顶面高程。
        2.抹面时采用多种形式抹子,如:轨道下方及轨排支架下采用特定长抹子等。
        5.3  轨枕间距控制不满足设计规范要求
        承轨台间距设计600-650mm施工中,出现大小间距后期工务验收会出问题,钢轨铺设后极难整改。
        混凝土浇注后对轨枕间距及时检测,一般采用钢尺测量,确认轨枕间距是否合格。
        5.4  无砟道轨控制精度不满足规范要求
        CRTS双块式无砟轨道床应依据轨道控制网,采用轨道几何状态测量仪检测几何形位,进行轨排精确调整。CPIII采用全站仪自由设站进行模板及轨道中心线平面放样施工中精度控制,是无砟高速铁路建设成败的关键。
        采取控制措施
        1.搭接:精调长度宜超出本日混凝土浇筑长度3榀排架以上并相互校核,当日施工的无砟轨道作业面,精调后对轨道状态进行全面复测。
        2.采用塞尺进行逐根检查,保证每根轨枕精调前初始几何状态一致,从而确保精度要求。。最大容许间隙为0.5mm。
        3.通过调整轨检小车限差,在规范允许范围内进行优化,结合施工工艺及精调钢轨扣件调整范围,可充分控制精度。
        5.5  混凝土表面裂纹的问题
        针对无砟轨道结构特点,基本为“薄板式”结构,混凝土施工结束后表面极易出现裂纹,采用了“一布一膜”洒水覆盖养护,满足养护时间要求。除此之外混凝土结构裂纹与混凝土本身质量也有很大关系,针对无砟轨道施工特点,进行多次混凝土配合比室内试验选定。
        采取控制措施:
        优化配合比,结合多条高铁施工经验,根据规范及设计文件要求进行配合比选定。建议选用:采用“三低一高”及“双掺”确定最佳配合比。
        以上是多年来无砟轨道施工过程中的一些经验方法与大家共勉,希望各位领导、各位同事对我们的工作提出宝贵的意见,以便以后工作做得更好。
        参考文献:
        [1] 李中华.,CRTS I型与CRTS II型板式无砟轨道结构特点分析,华东交通大学学报,2010
        [2] 常海林.,CRTSIII 型板式无砟轨道施工关键技术综述,石家庄铁路职业技术学院学报,2014
        [3] 李进锐.,高速铁路板式轨道充填层自密实混凝土性能研究,武汉理工大学,2011
        [4] 付钢,王建伟.,CRTSIII型板充填层自密实混凝土施工质量控制研究,铁道建筑技术,2016
        [5] 张彬彬,冯坚.,不同养护条件下SCC弹性模量试验研究,青海大学学报,2018
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