CRTSⅡ型板式無砟軌道可調高底座板模板的研制與應用

楊 忠，蔣宗全，林 茂，沙 濤，楊明波

(1.中國水電集團，北京 100048;2.中國水電七局有限公司，成都 610081;3.中國水電二局有限公司，北京 100011;4.山東鐵鷹建設工程有限公司，濟南 250000)

CRTSⅡ型板式軌道底座板混凝土的外觀質量及效率很大程度上取決于模板。原模板采用槽鋼搭配、組合使用，施工前根據現場測量放樣選用合適模板組合，測量校核后支墊牢固，靠近橋面的空隙用角鋼填充，在緩坡段、路基段及曲線段用砂漿找平。使用中發現，這種模板存在效率低、施工質量難以控制等問題，為了解決這些問題，在施工中，研制了一套 CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板可調型模板，有效地解決了以上問題。論文介紹了該套模板的設計思路、結構組成以及在施工中的應用。

1 可調高底座板模板設計

1.1 原模板存在的問題

CRTSⅡ型底座板施工中多采用圖1所示模板。其側模采用槽鋼組合而成，選用槽10、槽16、槽20等搭配使用，施工前根據現場測量放樣選用合適模板組合，再次進行高程測量校核好后超墊牢固，靠近橋面距離不大于5 cm空隙用角鋼填充。該模板存在以下一些問題:

圖1 CRTSⅡ型板式軌道底座板原側模(單位:mm)

1)模板種類繁多不易選擇，組合難度大、零部件多;模板安裝因需要反復測量、反復調整，特別是在緩和曲線段、曲線段測量及調整很慢而且需要多次校準，調整校核好模板后還要支墊牢固，砂漿在模板下找平等工作也極大地影響效率。

2)為了在模板上行走提漿攤鋪機，必須等待砂漿達到一定強度才能進行底座板混凝土施工。

3)混凝土底座板要求底座板表面的不平整度，在4 m長的測量段內不允許大于10 mm;底座板的設計寬度為2.95 m，允許有 ±1 cm的寬度誤差，側向擋塊處底座板側面誤差不超過1 mm。原有模板難以滿足這樣的精度要求，尤其在緩和曲線段、路基段及曲線段不易形成平滑過渡段。

4)用塑料膜來防止漏漿，因鋼筋籠、墊塊等原因往往會使塑料膜損壞或皺褶，造成漏漿或外觀混凝土皺褶;靠近橋面距離不大于 5 cm空隙用角鋼填充，會形成錯臺和爛根。

1.2 新模板設計要點及構成

為解決原模板存在的問題，滿足底座板施工的需要，組織了設計、生產及使用單位共同攻關，設計了一套新的、可調高度的底座板模板。其設計要點如下所述。

橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道由鋼軌、彈性扣件、預制軌道板、砂漿調整層、連續底座板、滑動層、側向擋塊等部分組成，橋梁固定支座上方設置剪力齒槽固結機構，梁縫處設置高強度擠塑板，臺后路基上設置摩擦板、端刺及過渡板。梁面設置加高平臺，梁端設置高強度擠塑板的1.45 m范圍內加高平臺厚度為15 mm，其它部位厚度為65 mm;15 mm厚加高平臺表面平整度為2 mm/1 m，65 mm厚加高平臺表面平整度為3 mm/4 m。

直線地段軌道結構高度為679 mm(內軌頂面至梁面加高平臺頂面的垂直距離)。曲線超高在底座板上設置，曲線超高180 mm地段，軌道結構高度為753 mm(內軌頂面至梁面加高平臺頂面的垂直距離)。其余超高地段，軌道結構高度按線性內插計算確定。

曲線地段偏移量X是指在緩和曲線及圓曲線地段底座板中心線相對軌道中心線向線路外側的偏移距離，其計算方法是根據每孔梁對應的橋墩里程及梁上軌道預埋件布置圖，計算確定各預埋件(剪力齒槽、側向擋塊)的準確里程;根據直線順坡原則計算確定各預埋件處對里程處的超高值H;根據公式X=0.322×H計算對應里程處軌道預埋件的偏移量X值。

底座板絕對公差要求:頂面高程 ±5 mm，中線位置±10 mm，寬度0～+15 mm，頂面平整度為7 mm/4 m。模板的設計應有足夠的剛度，能滿足提漿攤鋪整平機自重2.5 t及提漿振動負荷的強度要求;方便模板的拆裝、連接，與梁面密貼防止麻面和爛根;方便模板安裝的測量和調整，實現直線地段、緩和曲線及圓曲線地段按順坡原則平滑過渡。

1.3 結構組成

針對上述已有模板存在的問題及有關的技術標準的要求，研制的CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板可調型模板采用標準長度模塊化設計，便于制作、安裝及使用;采用螺栓調節及測量定位系統，滿足不同高度底座板混凝土施工無級差調整模板高度;利用調節螺栓安置棱鏡，方便 CPⅢ測量系統對模板的準確放樣及定位;采用空心鋼作底座、釹鐵硼磁鋼塊和2 mm鍍鋅鐵皮，解決爛根、錯臺和側向檔塊對底座板側面高精度的要求。CRTSⅡ型板式無砟軌道可調高底座板模板由上部模板、下部模板組成，每標準節2 m。

1.3.1 上部模板

如圖2所示，上部模板由螺栓1、角鋼3、槽鋼4、鍍鋅鐵皮5組成。M16六角螺栓用于上部模板、下部模板連接緊固;∠50×50×5角鋼作為提漿攤鋪整平機的軌道，角鋼與橫梁焊接;2 mm鍍鋅鐵皮作為模板的面板，與下部模板的角鋼靠釹鐵硼磁鋼塊的強磁力密貼;橫梁為8號槽鋼，是上部模板的主要受力部件。上部利用作軌道的角鋼加固，下面與調整螺栓對應的位置用無縫鋼管和鋼板加強。

圖2 模板設計

1.3.2 下部模板

如圖2所示，下部模板由豎向支撐2、調整螺栓6、無縫鋼管7、角鋼、釹鐵硼磁鋼塊9和空心方鋼底座8組成。豎向支撐采用4根∠50×50×5角鋼，用于上部模板的連接和固定并與其它模板單元連接，下部與空心方鋼底座焊接牢固。調整螺栓采用M24六角螺栓，用于測量并調節模板的高度，支撐上部模板及提漿攤鋪整平機的負荷并將負荷經無縫鋼管傳遞到梁面。φ40 mm×5 mm無縫鋼管通過調整螺栓將上部模板及提漿攤鋪整平機的負荷并將負荷經無縫鋼管傳遞到梁面。空心方鋼底座也為空心方鋼，作為模板的支撐面并與角鋼一起構成下部面板，與上部模板的2 mm鍍鋅鐵皮構成整套模板的面板。釹鐵硼磁鋼塊采用的釹鐵硼(NdFeB)是金屬釹、鐵、硼和其他微量金屬元素構成的合金磁體，是目前磁性最強的稀土永磁，有著高的磁能積(8MGOe～55MGOe)和良好的矯頑力。利用這一強磁力將2 mm鍍鋅鐵皮緊緊吸住密貼在角鋼上，達到不漏漿的目的，從而消除因漏漿產生的質量問題。

1.4 模板所用材料

模板所用材料如表1所示。

表1 CRTSⅡ型板式無砟軌道可調高底座板模板材料

2 可調高底座板模板制作

圖3 可調高模板制作流程

1)下料。空心鋼、角鋼、無縫鋼管、槽鋼采用鋸床下料，誤差控制在0.5 mm以內。剪鍍鋅鐵皮、連接板、磁鋼堵板，鍍鋅板要求長度、對角誤差控制在0.5 mm。鉆孔，制作工裝鉆制空心鋼鋼管放置孔。兩端孔距保證位置誤差1 mm。沖孔，定位沖制磁鋼放置孔、槽鋼連接孔、鉤具孔。槽鋼開口75 mm，角鋼鋼管放置位置開圓弧口。

2)組裝。包括平臺放樣和制作工裝。平臺放樣是在平臺上按圖紙劃出實際側面圖形(劃針放樣以保證精度)。制作工裝是在樣板一端用槽鋼做直角垂直限位，上部焊接壓板螺栓用于固定空心鋼，另一端設置的直角垂直定位要大于模板長度6 mm(利于在模板制作完成后取出工件)，用斜鐵固定后進行組焊。

3)施焊。模板全部焊點為斷焊，嚴格按要求進行焊接。角鋼與空心鋼之間焊縫需磨平，斷縫處用原子灰處理，以保證表面平整度并控制漏漿。各沖孔處打磨平整。

4)校正。焊接完畢后，對各工件校直、校平，經檢驗合格進入下道工序。

5)噴涂。經檢驗合格后，清理油污、除銹，均勻噴漆。

3 可調高模板的應用

該套模板已經成功應用于底座板施工，其安裝使用流程如圖4所示。

苗木感病后，頂端葉片和幼苗嫩莖出現灰白色斑塊，覆蓋白粉。嚴重時，病斑擴展至全葉，病葉萎縮，漸變為褐色而枯死。新梢頂端受害后展葉遲緩，葉片細長，呈紫紅色。頂梢微曲，發育停滯。

圖4 可調高模板安裝流程

3.1 安裝前準備

1)核對該段軌道幾何、線路等相關資料與設計圖、修改通知數據核實無誤。

2)根據調整螺栓對應的位置確定測量點進行編號。

3)計算各測量點對應的調整螺栓超高值H和偏移量X。

3.2 安裝、調整

1)底座模板安放:根據測量放好的邊線安放底座板下部模板。安裝時需要2個人配合，一定要輕拿輕放，防止損傷兩布一膜。

安放前先計算出模板的放樣高程，用水準儀實測梁面高程，計算安裝高度并在梁面以調整螺栓點間距標記出高度。

2)調整模板高度時，將CPⅢ測量棱鏡放置在底座模板M24調整螺栓上，調整底座模板 M24螺栓高度，模板高程符合放樣高程要求(圖5)。

圖5 模板測量及調整

3)安裝上部模板，帶上1#M16螺栓。

4)安裝支撐桿，調整模板位置。

5)精調底座模板 M24調整螺栓，校準模板高度、模板位置符合設計要求;緊固1#M16螺栓和所有支撐桿件。

6)從上向下安裝鍍鋅鐵皮，保證與槽鋼、角鋼沒有縫隙。

7)每塊模板與鍍鋅鐵皮需相互搭接2 cm，保證每塊模板之間不出現縫隙。

8)模板驗收并安裝提漿攤鋪整平機。

3.3 模板優點及應用效果分析

3.3.1 優點

該可調高底座板模板具備多種施工作業功能，采用標準化、模塊化設計加工理念，優化了無砟軌道底座板施工工藝，提升了CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板施工水平，滿足無砟軌道直線段、曲線段和緩坡段底座板澆筑施工。采用下部模板方鋼底座實現模板與梁面二布一膜密貼，徹底解決混凝土澆筑爛根的問題;采用釹鐵硼磁鋼塊和2 mm鍍鋅鐵皮，利用釹鐵硼磁鋼塊的強磁力使上部模板的2 mm鍍鋅鐵皮面板與下部模板密貼，解決了混凝土澆筑漏漿等質量通病;采用M24調整螺栓調整上部模板的高度實現底座板全行程無級差高度調整，解決直線段、緩坡段、路基段及曲線段底座板混凝土澆筑及相互間的平滑過渡。通過現場應用效果非常理想，可直接應用于底座板混凝土澆筑及其它相似混凝土澆筑。該模板具有以下優點:

1)低成本。設計簡單，原材料主要是型鋼，所以可制作性強，制作成本低。

2)調節幅度大、通用性強。由于它可調節性強，方便在各種不同長度及高度情況下使用;尤其方便在緩坡段的模板調節。這樣就可以大大減少模板的種類，從而達到低投入高回報的效果。

3)方便操作。設計2 m一節，使用的全部是小型材料，自重小，方便拆模、搬運。

4)效果明顯。本設計中設有索具和反絲扣調節支撐，模板在澆筑時穩定性好，經過實際澆筑混凝土，整體效果良好。

5)方便配套設施。為了方便使用吊具及布料整平機而特別在上部模板上設置了角鋼軌道，以利攤鋪機走行。

6)成形效果。在設計中采用2 mm鍍鋅鐵皮做面板，保證了混凝土成型效果好(圖6)，高度調節方便。

圖6 可調高模板成型底座板效果

7)解決了混凝土底部爛根的質量通病。

8)利用模板兩端的調節螺栓作為CPⅢ測量點，模板定位準確、安裝調整方便以及測量模塊化。

3.3.2 應用效益分析

采用研發的可調高模板，具有顯著的經濟效益和社會效益。表現為工效得到極大提高，比以往的施工方法，效率提高了6倍;施工質量得到極大改善，減少了缺陷處理的時間和費用;創造了可觀的效益，使用本模板，10 km底座板施工比以往的施工方法節省約89萬元。

本模板已申報國家實用新型專利。實現了先進技術的資源共享，對于鐵路建設有重要的意義，可廣泛應用于鐵路及公路路面的混凝土施工，能極大提高施工效率和施工質量。

4 結語

底座板是CRTSⅡ型板式無砟板式軌道的關鍵部位，研發的底座板可調高度模板與已有模板相比，大大提高了底座板施工工效和質量控制水平，實際使用效果良好，具有推廣應用價值。

［1］宋廣輝.京津城際鐵路常規區底座板施工技術［J］.鐵道建筑，2008(增):66-69.

［2］肖洪斌，方明.CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板施工技術［J］.鐵道建筑，2008(增):70-76.