CRTSⅠ雙塊式無砟軌道道床板裂縫防治技術

楊超鋒 朱永霞

(1.中鐵大橋局第五工程有限公司，江西 九江 332001； 2.中鐵大橋局物資有限公司，湖北 武漢 430050)

CRTSⅠ雙塊式無砟軌道道床板裂縫防治技術

楊超鋒1朱永霞2

(1.中鐵大橋局第五工程有限公司，江西 九江 332001； 2.中鐵大橋局物資有限公司，湖北 武漢 430050)

結合滬昆客專長昆湖南段CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工實例，從結構設計、溫度變化、混凝土施工等方面出發，總結分析了雙塊式無砟軌道裂縫產生的原因，并對混凝土配合比設計及道床板施工關鍵點控制措施進行了闡述，以保證無砟道床的施工質量。

雙塊式無砟軌道，道床板，裂縫，預防措施

1 工程概況

由我單位承建的滬昆客專長昆湖南段CKTJ-1標一單元雙塊式無砟軌道施工，起訖里程為DK19+395.95～DK30+000，單線共長26.82 km。雙塊式軌枕由株洲雙塊枕場預制。

無砟軌道的下層結構為素混凝土支承層(路基段)和鋼筋混凝土底座板(橋梁段)，施工工藝參照普通混凝土施工，上層結構為道床板。雙塊式無砟軌道斷面形式見圖1。

道床板寬度為2 800 mm，厚度為260 mm。道床板除縱、橫向接地鋼筋交叉點按規定進行焊接外，其余縱向鋼筋與橫向鋼筋(含軌枕桁架橫向鋼筋)的交叉點處、上下層縱橫向鋼筋搭接處均設置絕緣卡做絕緣處理，以避免對行車信號產生干擾。

我部采用工具軌法進行無砟軌道的施工，進行路外、路內試驗段時，發現現澆混凝土道床板出現了兩類比較典型的裂縫(見圖2)，經過分析、研究及不斷改進，正線施工時，道床板裂縫得到了有效控制。現就無砟軌道施工過程中的裂縫產生原因及防治措施，談一些個人體會。

2 道床板裂縫產生的原因

1)結構設計原因。路基段道床板設計為連續式，中間未預留伸縮縫，而設計未考慮混凝土在季節性變化和日照溫差的影響，氣溫變化時，道床板整體結構縱向較長，縱向位移受到約束，就從最薄弱的位置(新老混凝土交界處)進行應力釋放，從而引起溫度裂縫。

根據力學常識，混凝土結構倒角的形式對混凝土收縮應力也有一定的影響，氣溫變化時，對比采用直角、倒棱角等，采用圓倒角的方式，混凝土收縮應力是最小的。

2)溫度變化。道床板混凝土澆筑前后，受外部溫度影響最大。

道床板澆筑前混凝土入模溫度與外部氣溫的偏差較大；澆筑完成后，養護期間混凝土產生大量水化熱，養護措施不到位，道床板混凝土表面溫度與外部環境氣溫的偏差較大；混凝土養護期結束后，混凝土收縮徐變過程，出現氣溫變化劇烈，混凝土表面溫度突然降低，而混凝土內部溫度變化較為緩慢，從而產生溫度梯度，產生裂縫。

3)粗精調、混凝土澆筑時間把握不當。雙塊式軌枕采用工具軌法施工，就是把與運營期規格相同的鋼軌(60 kg/m)作為基準尺，長度采用12.5 m工具軌，將軌枕通過彈性扣件與工具軌連接成一個整體，利用鐵路專用設備(精調螺桿、無級變速起道機，精調小車等)進行施工過程中的粗、精調定位，最后澆筑混凝土道床板至設計線路的位置。

通過在路外試驗段的施工，在下午和晚上進行粗精調，實驗數據對比發現，鋼軌平面位置、高程變化均超過2 mm以上。由于鋼軌導熱性好，對氣溫的變化也最敏感，鋼軌由于熱脹冷縮的原因，其變形幅度較大，帶動軌枕產生次生應力。鋼軌變化現場實測變化變形見表1及圖3。

表1 不同溫度下鋼軌的變形量

實驗時還發現，夜間精調時，氣溫變化不大，全站儀受氣溫變化最小，是最穩定的階段，設站的效率最高，精調效率也最高。

混凝土初凝后，隨著氣溫的升高，鋼軌伸長，縱向變形受到約束，帶動軌枕變形，從而影響軌枕周邊混凝土產生裂縫。

4)工具軌未設置伸縮縫。工具軌法施工采用的是12.5 m長鋼軌，鋼軌與鋼軌間利用魚尾板連接，鋼軌間未設置伸縮縫，或設置較少，氣溫變化，鋼軌伸縮，應力無法釋放，傳遞至道床板混凝土產生裂縫。

5)混凝土施工。道床板混凝土設計水灰比過大，或為保證流動性，坍落度偏大，粗骨料下沉，表面形成浮漿，或因為道床板鋼筋塌陷，造成保護層過大，表面浮漿收縮，產生裂紋。

6)軌枕精度不足。混凝土澆筑前，為滿足軌道精調精度要求，施加外部作用力，使軌枕內部集聚了次生內應力；產生開裂。

軌枕起吊、存放、運輸過程中，由于桁架鋼筋變形，雙塊式軌枕間距變化，粗、精調為了保證標準軌距(1 435 mm)，強行使用軌距撐桿，鋼軌產生內應力釋放時傳遞至軌枕，引起道床板開裂。

7)混凝土表面收縮裂紋。混凝土澆筑初凝后未及時進行覆蓋。夏季施工時，混凝土表面裸露暴曬，未及時補水、覆蓋；或遇到大風降溫等極端天氣，道床板混凝土未進行包裹；或澆筑前準備工作不充分，路基支撐層、橋梁底座板頂面土工布隔離層、隧道底基層表面未灑水濕潤等原因，造成混凝土失水較快，產生急劇收縮開裂。

3 道床板裂縫預防措施

3.1 做好混凝土配合比

進入正線施工前，施作試驗段，調整出最適宜的配合比。

路基支撐層要按設計要求預留切縫，保證支撐層混凝土的質量，不得隨意提高或降低混凝土標號，降低混凝土開裂的風險。更要確保C15水硬性混凝土的質量，在保證強度的前提下，水灰比越小，混凝土收縮值越小。支撐層施工完成后，應在12 h內盡快進行切縫(價縫)，縫深105 mm，寬度不大于5 mm，可有效引導裂縫的發展方向。

3.2 做好道床板施工關鍵點控制

道床板施工的精調作業和混凝土澆筑施工質量控制對道床板裂縫的防治將有決定性的作用，它的施工質量將直接決定后期正線鋪軌后精調的效率和無砟軌道的使用耐久性，是無砟軌道施工中最重要的幾道控制工序。現僅就道床板精調及混凝土澆筑前的準備工作及施工質量控制做出闡述。

1)做好施工準備工作。a.認真檢查雙塊式軌枕有無出廠合格證，不合格的產品嚴禁使用；b.雙塊式軌枕的吊裝要有專用吊具，存放不宜超過5層，避免倒運、運輸過程中的變形；c.兩工具軌的接頭應該落在兩個軌枕的中間，不能落在承軌座上，鋼軌接縫之間必須預留8 mm～10 mm間隙，為因溫差引起的鋼軌變化預留空間；d.軌距(1 435 mm)按照負誤差控制，考慮起道機起頂時，軌枕會產生彎矩，中間向下撓，軌距會比設計略小，澆筑混凝土后會產生少許上浮，軌枕中間會起拱，軌距變大。故粗調、精調時軌距按負誤差控制。偏差較大時嚴禁使用軌距撐桿擴大軌距。軌道精調采取先平面后高程的原則；e.混凝土澆筑前支撐層灑水，橋梁底座板采用噴霧器對軌枕四周及軌枕底部、土工布隔離層、路基支撐層進行灑水，充分潤濕，以保證混凝土與軌枕粘貼密實。嚴禁采用大量澆水方式，產生積水，影響與軌枕粘結。

2)混凝土澆筑質量控制。要控制好道床板混凝土澆筑質量，要確保雙塊式軌枕底部混凝土的密實度，減少邊角裂縫的產生，就必須先弄清楚道床板澆筑時混凝土工作的原理。雙塊式無砟軌道道床板澆筑時混凝土工作示意圖見圖4。a.要嚴格控制水灰比及澆筑現場混凝土坍落度(以180 mm為宜)；b.盡量避免太陽輻射較強的時間澆筑，澆筑混凝土宜安排在夜間進行；c.混凝土澆筑盡量采用汽車泵進行布料。混凝土澆筑時，應從一側向另一側整體分層推進，混凝土落點應待一側軌枕底部混凝土全部充滿，且軌枕側面出現明顯氣泡翻動，方可向前推進；d.混凝土振搗時，振搗棒應配備4臺(包括備用1臺)，左、中、右側各1臺進行振搗。從A點處先開始下料，然后從A1，A2點進行補充，待A點兩側軌枕底部混凝土充滿后，振搗A1，A2，使A點兩側軌枕氣泡完全排除，澆筑時，用探照燈仔細觀察軌枕底部混凝土翻動、氣泡排除情況。只有待A點兩側軌枕下部混凝土完全充滿后，方可移動澆筑點至B點，按照以上程序，逐個進行推進施工。混凝土振搗施工可參見圖5。

3)把握合適時機拆除豎向精調螺桿及工具軌。道床板混凝土澆筑完成后，可根據混凝土的初凝時間和混凝土現場坍落度、澆筑時的氣溫等條件綜合確定豎向精調螺桿拆除時間。常規都是用2 kg直徑75 mm鐵球測量混凝土表面的壓痕(直徑接近30 mm～33 mm時)來確定。根據現場施工經驗，施工熟練后，用手指按壓混凝土表面，混凝土有明顯痕跡，但混凝土已有塑性時(三次收光之前)拆除豎向精調螺桿。將螺桿調節器旋轉半圈，注意左右側對稱調整，待螺桿調節器全部拆除完成后，精調小車及時采集數據。此時混凝土已初凝，已達到人員可在其上行走的條件，盡快松掉鋼軌扣件(在松解螺桿調節器后約1 h就可以適當松開扣件)，必須徹底松完(用手可以轉動螺栓)，使鋼軌處于不受約束狀態，并松開魚尾板的螺栓。

4)進行三次收光。混凝土澆筑完成后，用木抹收光1次，混凝土澆筑完成后約2 h再收光一次，初凝前(用手指按壓有痕跡)進行第三次收光；最后一次收光需根據施工配合比和現場實際施工環境確定初凝時間。

5)加強道床板混凝土的養護。混凝土在三次收光完成后，馬上進行養護。夏季施工時，可先在混凝土表面灑水，保持混凝土表面噴霧灑水保濕，然后鋪設塑料薄膜，在塑料薄膜頂面鋪設一層土工布，土工布保持濕潤，再在頂面根據工作面的長度覆蓋一層帆布，帆布兩端要進行封閉，防止通風，并可起到保濕、節水的作用；在大風、降溫天氣又可起到保溫的作用。道床板的養護時間應不少于7 d。

表2 施工組織安排表

由于線上施工時，養護用水量較大，可購置較大型的塑料桶，在底部及側面鉆孔，采用滴漏方式節水，又可進行倒用。

雙塊式無砟軌道施工，要高度重視混凝土的養護工作，養護工作到位，可最大限度的降低道床板產生開裂的幾率。

6)合理的施工組織安排。根據路外、路內試驗段的不斷總結，道床板夏季施工時，按照100 m/d功效組織施工，可參考表2時間安排進行組織。

4 結語

雙塊式軌枕具有質量輕、整體性好，與道床板新老混凝土結合面小的優點；雙塊式軌枕與道床板結合處易產生裂縫，破壞無砟道床整體性，產生病害，增加了運營期間養護維修工作量，需從設計、施工、維護各個方面進行優化，本文通過施工實踐過程中的總結，希望對以后同類施工提供借鑒、參考。

Preventive technologies of CRTS Ⅰ double-block ballastless track bed board cracks

Yang Chaofeng1Zhu Yongxia2

(1.ChinaRailwayBridgeBureau5thEngineeringCo.,Ltd,Jiujiang332001,China;2.MaterialsCo.,Ltd,ChinaZhongtieMajorBridgeEngineeringGroup,Wuhan430050,China)

Starting from aspects of structural design, temperature alteration and concrete construction and so on, combining with CRTS Ⅰ double-block ballastless track construction of south Hunan section of Hu-Kun passenger special railway line example, the paper analyzes double-block ballastless track cracking causes, and describes concrete mixing proportion design and critical track bed board construction points and control measures, with a view to guarantee ballastless track bed construction quality.

double-block ballastless track, track bed board, cracks, preventive measures

2014-12-11

楊超鋒(1979- )，男，工程師； 朱永霞(1974- )，女，工程師

1009-6825(2015)06-0136-03

U213.244

A