王耀東
中鐵六局集團北京鐵路建設有限公司
橋梁CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工技術
王耀東
中鐵六局集團北京鐵路建設有限公司
CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道主要采用的是將雙塊式軌枕采用工具軌組成相應的鋼軌軌排,待到軌排安裝到位后使用現場澆筑的方式將軌枕澆筑在道床內,從而形成無砟軌道的道床板,待到完成對于混凝土的養護且待到混凝土凝固強度達到設計強度后在進行鋼軌的鋪設,待到鋼軌鋪設完成后現場對長鋼軌進行無縫焊接。基于此,本文將著重分析探討橋梁CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工技術要點及控制,以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。
橋梁;CRTSⅠ;無砟軌道;技術
1)正線鋼軌采用60kg/m、100m定尺長、非淬火無孔U71Mn(G)新軌。2)扣件采用福斯羅300-1型扣件。3)雙塊式軌枕采用SK-2型,滿足600mm<間距≤650mm,混凝土強度等級為C40。4)路基支承層及橋梁底座:路基支承層。路基段在路基表層級配碎石上連續鋪設水硬性支承層,大于200m地段必須采用水硬性混合料滑模攤鋪機施工,路基較小長度地段可采用低塑性混凝土施工。支承層寬度為3400mm,厚度為300mm,支承層兩側邊設置3:1的斜坡。曲線段設超高,超高值全部在基床表層級配碎石上施做;橋梁底座板。底座板直接澆筑在橋面上,并與橋面間采用連接鋼筋連接。底座采用C40鋼筋混凝土結構,寬度、長度與道床板一致,直線底座板厚度為210mm,曲線段超高在底座上設置,緩和曲線超高采用線性過渡。每塊底座設置兩個限位凹槽,凹槽頂面尺寸1022×700mm,底面尺寸為1000×678mm。底座頂面設置中間隔離層,隔離層采用聚丙烯土工布。凹槽側面鋪設8mm厚的彈性墊層,彈性墊層周圍鋪設泡沫板,并用膠帶封閉所有間隙。5)道床板。路基地段:路基道床板采用C40混凝土,分單元現場澆筑。道床板的寬度均為2800mm,高度為260mm。直線段道床板頂面設置0.7%的人字排水坡。道床板接地每100m 形成一個接地單元,每個接地單元內取一根Φ16的橫向結構鋼筋做為橫向接地鋼筋與板內縱向接地鋼筋連接,接地端子與外部接地相連。
2.1 安裝底層鋼筋布設
道床板連續配筋,縱向Φ20螺紋鋼,橫向Φ16螺紋鋼。橫向鋼筋長2.7m,間距650mm,兩端鋼筋保護層厚度為50mm。縱向鋼筋共7根,間距440mm。定位:使用自行制作的鋼筋定位尺,將縱橫向鋼筋按設計間距定位。縱向鋼筋搭接:搭接長度不小于700mm。相鄰接頭錯開不小于1m,同一截面接頭數量小于50%(不多于3 個)。絕緣:接頭采用2個絕緣卡固定,兩端各設1個。墊塊及保護層:采用同等級C40混凝土墊塊將鋼筋墊起,保護層厚度不小于35mm。在每根縱向鋼筋的7個交叉位置,按點位1、3、5、7的順序,每斷面設置4塊。
2.2 組裝軌排
使用龍門吊將軌排吊運至自動分枕平臺處,通過自動分枕平臺一端的軌排定位器,將軌排定位到自動分枕平臺上的軌枕上組裝軌排。安裝時,先安裝絕緣擋塊,要與鋼軌密貼,再安裝彈條,最后擰緊螺旋道釘。使用扭力扳手擰緊螺旋道釘,扭力控制為160N·m。當扭力達到要求時,扭力扳手會發出提示響聲,此時即可停止。檢查組裝質量:軌枕間距偏差不大于5mm;扣件完整、無缺少、損壞、污染。
2.3 安裝頂層鋼筋及綜合接地
軌排安裝就位后,穿插上層縱向鋼筋并綁扎。在縱、橫鋼筋以及軌枕桁架鋼筋交叉處,均采用絕緣卡進行絕緣綁扎。絕緣卡使用時需注意,不同型號的絕緣卡顏色不同,使用的部位也不相同。綜合接地系統:利用道床板內上層結構鋼筋作為接地鋼筋,即中心線1根和最外側2根,共3根。道床板接地每100m為一個接地單元,每一個接地單元內,取1根Φ16mm的橫向結構鋼筋作為接地鋼筋,縱橫向鋼筋交叉處使用Φ16mm圓鋼進行“L”型焊接。為方便施工及統一管理,鋼筋焊接時統一采用單面焊接,焊縫長度不應小于10cm,厚度不小于4mm。接地端子的焊接應在模板安裝完成后進行,接地端子頂面應與模板保持密貼狀態。絕緣測試:首先目測絕緣卡是否安裝牢固,有無損壞或脫落現象,如有上述情況,應及時更換。目測檢查完成后采用歐姆表檢測鋼筋間的絕緣數據。根據設計要求,任何非接地鋼筋間的絕緣電阻不應小于2MΩ。
2.4 模板
模板安裝前應將模板打磨除銹干凈,人工刷涂脫模劑。縱向模板加固采用撐桿和拉桿相結合的形式,穩固支撐。在模板外側的梁面上鉆孔,孔徑16mm,孔深不得小于50mm,孔內錨入φ16鋼筋作為固定模板的受力點,用帶調節絲扣的拉撐桿固定模板。拉撐桿通過模板背面的加強鋼板與模板連接,既能支撐模板,又能拉緊模板。每個位置設置兩根拉撐桿分別對模板的底部和頂端進行固定。在加固模板時,模板內側的下緣邊線必須與底座板的邊線平齊,模板的上緣采用拉線來調整模板的線形,保證模板豎向豎直,縱向線形順直。橫向模板與縱向模板采用螺栓連接。橫向模板的支撐采取與相鄰橫向模板之間夾入φ12的圓鋼,圓鋼頂端焊接一個小圓圈,以便拆模時圓鋼容易拔出,方便拆模。伸縮縫型鋼應同底座板模板一起進行安裝。模板安裝必須穩固牢靠,接縫不得漏漿。
2.5 混凝土澆筑養護
盡量安排在傍晚或晚上澆筑,不宜安排在早上澆筑以免氣溫升高到最高時加劇混凝土內部溫升。在澆筑底座板混凝土前,采用噴霧器對底座板范圍內的梁面進行噴水濕潤。底座板混凝土采用混凝土罐車運輸上橋或罐車運輸到施工點橋下泵車泵送上橋。混凝土的入模溫度與鋼筋、模板及梁面混凝土間的溫差不得大于15℃。布料采用一端向另一端推進的方式,澆筑混凝土時下料口距離縱向模板頂面30~50cm高度,減小混凝土對鋼筋和模板的沖擊,同時保證混凝土不出現離析現象。在混凝土澆筑之前和澆筑過程中由試驗員按照規范要求對混凝土進行坍落度、含氣量及入模溫度的檢測,塌落度控制在14~18cm,含氣量控制在2%~4%之間,入模溫度控制在5~30℃之間。混凝土澆筑應連續進行,當因故間歇時,間歇時間應小于混凝土的初凝時間,絕不允許留置施工縫。同時按每100m3取樣留置2組標準養護試件,每澆筑批取樣留置同條件養護試件6組(2組用于同條件抗壓強度報告,2組用于確定強度2.5MPa的時間,2組用于確定強度為75%設計強度的時間)。混凝土澆筑完成后,必須及時進行養護。養護方法采用土工布+塑料布覆蓋灑水保濕養護。在混凝土表面覆蓋土工布,灑水濕潤土工布后再覆蓋塑料布。在養護區間內每隔一定的距離擺放1個塑料水桶(約1m3)用于養護水的儲存,灑水車每天供給保證塑料水桶內水量充足,水源采用當地飲用井水。
3.1 底座板限位凹槽問題處理
1)底座板限位凹槽定位不準。按照設計圖紙要求,每塊混凝土底座板上有兩塊限位凹槽,由于定位不準,常常出現凹槽不在一條直線上,左右擺動,或距離底座板前后位置變動,影響外觀美感。通過實踐,進行工裝改進。底座板限位凹槽模板采用兩條橫向壓杠固定平面位置,與側向模板采用固定錨固螺栓定位。再在橫向壓杠上固定錨固螺栓,采用4根螺桿支撐,來定位水平位置,既可通過絲扣調節凹槽模板高程,且便于拆模。這樣澆筑出來的底座板限位凹槽大小一致,位置整齊,順直。2)底座板限位凹槽氣泡。由于工裝底座板限位凹槽模板不宜設置排氣孔,常常出現混凝土拆模后,表面有較多氣泡,影響外觀質量。通過實踐改進限位凹槽模板,將限位凹槽模板底板改進為可拆卸模板,在混凝土初凝后拆除限位凹槽模板,進行人工收面消除氣泡,同時注意限位凹槽邊角棱的混凝土保護。
3.2 道床問題處理
1)采用不同計算軟件驗證軌道幾何狀態測量儀內設置的線路平、縱斷面參數是否正確;2)隧道、橋梁無砟軌道加密CPⅡ控制網測設完成后,應按照加密CPⅡ控制網成果對隧道、橋梁建筑界限進行檢測;3)隧道檢測隧道凈空斷面,橋梁檢測線路中線至橋梁兩側防護墻之間的寬度,如界限滿足要求,方能進行CPⅢ控制網數據的平差,確保CPⅢ控制網的起算依據正確無誤;4)檢測結果侵界時,應通過調整加密CPⅡ控制網平差方案或處理侵界地段線下工程結構物,將侵界問題徹底消除。該問題造成的后果往往非常嚴重,將會給企業和國家造成重大經濟損失,必須引起施工單位的高度重視。
3.3 連續梁精調問題處理
1)連續梁上施工精調時,為避免外界環境變化使CPⅢ點發生位移,應以“即測即用”為原則,按插網或插點的方式現場更新連續梁上的CPⅢ點成果,每次精調時采用當次更新的CPⅢ點成果進行設站。2)加強對軌排的定期檢測,確保用于無砟軌道施工的軌排無變形情況;3)精調前對軌排所有螺桿和扣件進行檢查,確保鋼軌表面、內腹及底面無混凝土浮漿粘連,清除軌道幾何狀態測量儀車輪及軌距傳感上的污垢,螺桿與鋼筋之間有足夠間隙,扣件彈條與軌距擋板密貼,達到設計扭力,避免精調數據不能真實反映軌排偏差;4)用于軌排精調的軌道幾何狀態測量儀性能穩定;5)精調時,將平面、高程偏差控制在同方向0.5mm以內,避免出現反號方向,保證軌排具有高平順度;6)嚴格執行軌道板澆筑前對軌排進行檢測、軌道板達到強度拆除固定系統后再次復測的精調質量控制流程,以利于及時發現和總結軌排精調中存在的問題,在下一精調循環中予以改正;7)各工作面軌道幾何狀態測量儀應互相比對,避免各工作面使用的軌道幾何狀態測量儀系統誤差給無砟軌道施工搭接處理造成錯臺;8)應從混凝土塌落度、混凝土下料速度及下料方式、混凝土振搗等方面控制混凝土澆筑時對軌排產生的各種擾動;9)長軌精調時,除應注意軌排精調期間關于CPⅢ控制點、儀器設備、測量搭接等方面的注意事項外,還應加強對鋼軌軌面的清理,檢查軌底與軌枕扣件接觸面是否密切、扣件安裝是否齊全,扣件安裝順序是否正確,每個細節部位存在偏差都將造成精調數據失真,增加扣件更換率。
總而言之,相對于其它的軌道來說,無砟軌道本身具有高度低、穩定好、彈性均等優點。因此,它才被廣泛的運用在對客運專線鐵路的建設之中。而CTRSI型雙塊式無砟軌道的施工特點就是以現場澆筑混凝土的形式,將預制的雙塊式軌枕,自然的嵌人均勻的,連續的鋼筋混凝土澆筑的道床內。在此基礎之上,還可以根據其埋人式施工的特點,采用人工軌排施工法,故而有必要在以后的實際工作中得到我們進一步優化應用。
[1]曹土.CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工技術研究[D].西南交通大學,2013.
[2]王小明.CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工質量通病及防治方法[J].鐵道標準設計,2009,S1:25-27.
[3]蔣建設,羅新南,彭仁軍.武廣客運專線CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工設備配套研究[J].鐵道工程學報,2009,07:54-56+66.
[4]韓蓉.鄭西CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道施工技術[J].山西建筑,2009,29:276-278.
[5]嚴少發,丁立金,王善高.隧道內CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工關鍵技術[J].鐵道工程學報,2009,11:13-16.
[6]王興林,李新芳,趙香萍.鄭西客專CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道施工技術[J].鐵道建筑技術,2010,01:61-66+70.
[7]郝軍.客運專線CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道施工技術[J].中國科技信息,2010,21:55-56+61.