橋梁伸縮縫處無砟軌道混凝土底座施工技術研究

鄭春海

摘要：我國高速鐵路無砟軌道形式較多，其中有枕式、板式結構，有縱連式和單元式。CRTSI型板式、CRTSIII型板式以及雙塊式無砟軌道均屬于單元結構。單元結構在溫度受力條件下眾多優(yōu)勢，但由于混凝土底座與擋水臺（橋梁伸縮縫耐候鋼）同時澆筑，故在大跨度橋梁和小曲率半徑橋梁地段伸縮縫處混凝土底座施工較為困難，質量缺陷較多，而且屬于隱蔽工程，運營過程中出現(xiàn)病害很難整治。本文通過對無砟軌道底座混凝土模板設計研究，并結合混凝土澆筑工藝質量控制，有效提高了橋梁伸縮縫底座混凝土實體質量，便于參考借鑒。

Abstract： There are many forms of ballastless track in China's high-speed railway， including pillow type， plate type structure， longitudinal connection type and unit type. CRTSI type slab， double block and CRTSIII type slab ballastless track are all unit structures. The unit structure has many advantages under the temperature stress condition， but because the concrete base and the water retaining platform （bridge expansion joint weathering steel） are poured at the same time， it is difficult to construct the concrete base at the expansion joint of the large-span bridge and the small curvature radius bridge section， with many quality defects， and it belongs to the concealed project， so it is difficult to treat the diseases in the operation process. In this paper， through the research on the concrete formwork design of ballastless track base， combined with the quality control of concrete pouring process， the concrete quality of the bridge expansion joint base is effectively improved， which is convenient for reference.

關鍵詞：橋梁伸縮縫;擋水臺;混凝土底座;端頭模板

Key words： bridge expansion joint;water retaining platform;concrete base;end template

中圖分類號：[TU997] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0117-04

1 ?橋梁伸縮縫處無砟軌道混凝土底座設計形式

橋梁伸縮縫耐候鋼埋設在梁體上部的擋水臺，擋水臺與無砟軌道混凝土底座同步施工（如圖1）。根據扣件間距設計原則：軌道板板縫一般控制在70-100m范圍內，特殊情況下最小板縫不得小于60mm，最大不大于140mm，一般情況下相鄰扣件節(jié)點間距≤680mm，個別大跨度橋梁的大縫地段扣件間距最大不超過725mm。底座范圍內擋水臺在梁縫寬度超過100mm的簡支梁和寬度超過140mm的大跨度橋梁應懸出梁體[1]。

2 ?橋梁伸縮縫處混凝土底座存在問題

橋梁伸縮縫處底座施工未引起高度重視，底座縱向模板在與橋梁伸縮縫耐候鋼沖突時，往往是通過切割底座模板來實現(xiàn)，造成底座漏漿嚴重、混凝土質量差（如圖2）。遇到小曲率半徑或大跨度橋梁時，為保證梁縫處底座間距，懸出底座底部采用墊模板、泡沫板，澆筑混凝土時漏漿、塌陷現(xiàn)象嚴重。端頭模板固定方式各異，造成底座間距大小不一，橋梁伸縮縫橡膠止水帶安裝困難，底座長度不足造成道床懸出底座現(xiàn)象。成品保護不到位，耐候鋼擾動造成底座受力開裂[2][3]。

3 ?底座模板設計

3.1 混凝土底座端頭模板設計

橋梁伸縮縫處無砟軌道混凝土底座端頭模板采用高度500mm，厚度5mm，長度3000mm鋼板制作。端模兩側與底座縱向模板栓接，中間采用3道X型平均分布固定，混凝土澆筑振搗端模允許變形1.75mm，經檢算，直線段底座混凝土高度200mm，受力無明顯變形，滿足要求。曲線超高段底座混凝土高度440mm，經檢算300-500mm超高端模板，不等高，不加肋板最大變形1.35mm，加肋版最大變形0.35mm，豎肋（40cm間距）如圖3、圖4。

3.2 混凝土底座縱向長度調節(jié)設計

混凝土底座側模需根據梁體或無砟軌道單元長度不同進行調整，通過混凝土底座伸縮縫位置增加調節(jié)塊，調節(jié)塊選擇10mm、20mm厚鋼板，高度和寬度與混凝土底座側模斷面一致。

3.3 懸出梁端混凝土底座底部模板設計

懸出梁端底模為5mm鋼板加工而成，梁端與底座采用栓接固定，中部與底座端頭模板通過高強磁鐵吸附固定，高度通過伸縮拉桿與端頭模板上部固定。

3.4 端頭模板固定方式和受力分析

混凝土底座端頭模板兩端與縱向模板采用栓接固定，中間采用三個活動十字架+木楔對頂使其與耐候鋼密貼，下部與懸出梁體底部模板通過高強磁鐵自然吸附固定，上部通過上下和左右調整的卡扣固定。（圖5、圖6）

4 ?施工工藝

橋梁伸縮縫處無砟軌道混凝土底座施工工藝主要由測量放樣、鋼筋網片安裝、模板安裝、底座混凝土施工、模板拆除、底座伸縮縫填縫、檢查驗收、橋梁伸縮縫安裝、成品保護等工序組成。

4.1 測量放樣

首先根據采集的實際梁端坐標通過布板軟件進行計算，然后根據布板數(shù)據，利用CPⅢ控制網對每塊軌道板對應的底座進行測量放樣，底座靠梁端放樣應按距擋水臺向跨中方向在梁端5cm處設點，彈線后延伸至梁端，保證底座與梁端對齊，曲線地段或大跨度連續(xù)梁地段要根據梁縫兩端軌道板承軌臺距離滿足設計要求，確定底座懸出長度。

4.2 鋼筋網片安裝

鋼筋網片應按設計布置，鋼筋網片如有變形影響安裝時需做專門處理，并經重新檢查合格后方可使用。特別注意下層網片縱向鋼筋在下，上層網片縱向鋼筋在上。上下兩層網片縱、橫向端部采用U型筋連接閉合，并按設計要求設置架立筋。鋼筋與橋梁伸縮縫耐候鋼應進行焊接，梁縫處兩端伸縮縫耐候鋼位置、間距與布板數(shù)據一致，高度、平整度滿足設計要求。下層鋼筋網片應按設計要求設置保護層墊塊，墊塊混凝土強度等級同底座混凝土，墊塊按梅花形布置，上下鋼筋網片凈保護層厚度為35mm[4]。

4.3 模板安裝

模板安裝前需涂刷脫模劑，根據測量放樣的點位對模板進行定位，模板上標記出底座收坡前高程位置，模板頂面縱坡應與線路縱坡一致，便于找平。模板定位后，應采用砂漿封堵模板底部與梁面的縫隙，避免澆筑混凝土時漏漿[5]。

底座伸縮縫采用8+4+8mm三層鋼板，與相鄰底座側模通過螺栓連接，伸縮縫位置調整通過縱向模板的調節(jié)塊完成，確保軌道板縫與其一致。梁端底座縱向模板應與伸縮縫耐候鋼嚴密結合，防止漏漿。端模安裝前應檢查耐候鋼內密封條是否完好，與縱向模板通過螺栓固定，懸出底部模板與端模、縱向模板通過磁鐵連接，與梁體結合部的縫隙采用砂漿密封。

側模加固完成后，安裝凹槽模板。凹槽模板應先確定平面位置，再調節(jié)高程。凹槽橫梁與側模上的凹槽預留孔固定，通過橫梁上的長孔調節(jié)凹槽縱向位置，通過凹槽中間的垂向連接螺栓，調節(jié)凹槽橫向位置。凹槽高程調整完成后鎖緊螺栓，防止凹槽模板偏移或上浮[6]。

4.4 底座混凝土施工

底座混凝土施工主要包含混凝土的澆筑、振搗、整平、收面及養(yǎng)護等工序。模板安裝完成后，經檢查其幾何尺寸及高程符合設計要求后，方可澆筑底座混凝土。底座混凝土強度等級為C35，混凝土采用罐車輸送至施工地點，汽車泵泵送或滑槽入模，插入式振搗棒振搗混凝土。澆筑時注意限位凹槽處，不得出現(xiàn)漏振或過振等現(xiàn)象[7]。

①施工準備。混凝土澆筑前，除要仔細檢查澆筑前的準備工作是否充分。②混凝土澆筑。混凝土底座采用分塊進行澆灌。混凝土布料時，應由模板低邊往高邊進行，左右兩幅布料的速度要基本保持一致。③混凝土振搗。底座混凝土采用插入式搗固器振搗，振搗時間要合適，一般控制在25～40s為宜，以混凝土表面不再下沉、無氣泡、表面泛漿為宜，避免漏振、過振。振搗過程中遵循快插慢拔的方式，且應防止對鋼筋和模板的撞擊。凹槽四周應振搗密實，施工中嚴格控制底座標高。④混凝土整平。混凝土搗固完成后，人工用鋁合金尺刮平或攤鋪機來回輥壓幾遍粗平，然后用抹子壓平，一般情況下，收面工作至少要進行2次。⑤混凝土收面。因底座表面需鋪設土工布，所以混凝土表面無須拉毛，需壓光收面。⑥混凝土養(yǎng)護。底座混凝土養(yǎng)護采用塑料薄膜+土工布覆蓋灑水養(yǎng)護的方式。當環(huán)境氣溫低于5℃時，禁止灑水養(yǎng)護，并采取適當?shù)谋卮胧８采w灑水保濕養(yǎng)護時間至少14天[8][9]。

4.5 模板拆除

底座模板拆除混凝土強度不低于2.5MPa，梁體端部底座縱向、端頭和懸出底部模板應注意避免對耐候鋼的擾動，防止底座混凝土開裂或破損。

4.6 底座伸縮縫填縫

底座伸縮縫在底座施工完成后加以保護，防止雜物進入，并應在中間隔離層土工布鋪設前完成嵌縫板安裝和密封膠灌注，嵌縫板安裝前應將縫內雜物清理干凈，確保嵌縫深度符合設計要求。

4.7 檢查驗收

底座施工完成后應組織檢查，檢查主要項目有：底座頂面高程、寬度、中線位置、平整度、底座外側排水坡，凹槽中線位置、深度、平整度、長度和寬度、相鄰凹槽中心間距，伸縮縫位置、尺寸、嵌縫材料嵌填密實度等。對不符合要求的應進行處理，重新驗收合格后方可進行下道工序施工[10][11]。

4.8 橋梁伸縮縫安裝

橋梁伸縮縫安裝前應首先將耐候鋼內泡沫條清除干凈，選擇匹配的橡膠止水帶，安裝過程中注意底座邊角保護。

4.9 成品保護

無砟軌道底座與線下工程等交叉作業(yè)時，應做好線下已完工程及無砟軌道底座的成品保護，明確責任劃分，并組織檢查落實。無砟軌道底座混凝土成品應防止外力碰撞面導致混凝土結構出現(xiàn)“崩、缺、掉”等現(xiàn)象。橋梁底座施工結束后不允許有機油、油漆、膠或粘結劑等污染物灑落在梁面上，更不允許在其上拌和修補砂漿。在底座頂面上堆放鋼筋或其他重物時，要墊木塊避免劃傷工作面。吊裝移動時，嚴禁在底座頂面、板面上拖滑。嚴禁將橋面固體廢棄物通過泄水孔棄至梁體箱內或翼緣板下，并實行專人負責制，一經發(fā)現(xiàn)將從嚴處理[12]。

5 ?現(xiàn)場應用

橋梁伸縮縫處底座施工技術在寧安鐵路、京沈客專、合安鐵路等項目的不斷改進和提高，總結了經驗教訓，優(yōu)化了混凝土底座模板設計。橋梁伸縮縫處底座順直度得到了提高，漏漿現(xiàn)象明顯減少，梁縫寬度均控制在設計范圍。

6 ?結論

隨著我國高速鐵路建設的不斷發(fā)展，單元式無砟軌道結構是應用的趨勢，西部山區(qū)小曲率半徑和大跨度橋梁越來越多，超過140mm的梁縫會比較常見。施工質量控制更多取決于工藝工裝的適用性。橋梁伸縮縫處無砟軌道混凝土底座與擋水臺一體施工技術，有效解決了小曲率半徑和大跨度橋梁地段超寬梁縫處底座施工困難，端頭模板設計減少了混凝土漏漿、跑模等質量缺陷，高強磁鐵的應用提高了模板安裝和拆除施工工效，為類似工程提供了參考和借鑒，具有較高的推廣價值。

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