高速鐵路CRTS Ⅲ型板式無砟軌道施工質量控制

劉旺

摘 要：我國整體經濟建設的快速發展加速我國各行業的發展進程，使得我國人們對于基礎設施建設的需求與日俱增。目前，我國高速鐵路及客運專線主要鋪設無砟軌道，無砟軌道具有整體性強、平順性好、堅固耐用、軌道變形小、利于高速行車等優點。但我國前期使用的CRTSⅠ型（簡稱I型）、CRTSⅡ型（簡稱Ⅱ型）無砟軌道，其核心技術分別源自日本和德國，我國并不具備自主知識產權。Ⅲ型無砟軌道技術體系是我國在總結I型和Ⅱ型無砟軌道技術體系優點的基礎上，通過自主研發形成的新型無砟軌道技術體系，其具備我國自主知識產權，并已成為我國新建高速鐵路的主要無砟軌道類型。

關鍵詞：無砟軌道工程;高性能混凝土;施工技術

引言

道路建設是我國基礎建設中非常重要的組成部分，其發展關系到我國運輸行業的發展速度和人們的出行質量。CRTSⅢ型板式無砟軌道成為我國高速鐵路建設領域的關鍵結構，在客運承載量逐步增加的條件下，如何提高無砟軌道的施工質量至關重要。

1軌道板氣泡問題研究

軌道板預制過程中，氣泡較多會減少混凝土斷面體積，降低混凝土強度，減少混凝土鋼筋保護層的有效厚度，加速表面碳化，降低混凝土耐腐蝕性。為了更好的控制和解決氣泡現象，對混凝土性能、布料、振搗及振搗時間等進行了優化。1.優化振搗臺結構。將箱式頂升振搗臺優化為板式頂升振搗臺，優化后通過對比試驗分析，相同坍落度、相同振搗頻率下板式頂升振搗臺作業時振搗力傳遞效果更好，混凝土隨振動更易流動，氣泡排出效果更好，持續跟蹤觀察脫模后軌道板表面氣泡更少。2.嚴格控制混凝土拌合物坍落度。通過不同塌落度值與振搗頻率對比試驗得出結論，在相同的振動頻率下，當混凝土入模坍落度在80-100mm時，混凝土狀態較好，有害氣泡能有效排出，脫模后軌道板小氣泡較少。3.分層布料控制布料厚度。通過不同布料方式及厚度進行對比試驗，確定比較合理的布料厚度是首層布料100mm，第二層80mm，第三層20mm找平。可減小混凝土中氣泡行程距離，快速有效排除氣泡，減少混凝土表面氣泡，既能夠有效排出氣泡又能滿足流水機組法生產線流水節拍，保證生產效率和外觀質量。4.分層控制振搗時間。為了更加科學合理制定每層混凝土振搗時間，通過對比試驗按照前2層每層120s，第3層為10s為最佳振搗時間。通過振搗時間控制，保證各層混凝土得到持續充分的振動，使粗細骨料盡可能相互緊密靠攏，從而將混凝土攪拌過程中無法自逸的氣泡擠壓排除。

2軌道板精調

1.采用自主研發改進的精調爪，四角安裝就位后控制智能精調機進行第1塊軌道板的定位調整。2.軌道板精調機器人包含測量系統與精調機兩部分，通過無線數據鏈路連接成一套完整的系統。測量系統包括全站儀、棱鏡、測量軟件等部分;2臺精調機器人硬件結構相同，軟件不同。通過將線路及布板參數導入精調機中，智能精調機可根據不同規格的軌道板，自動調整精調器與精調爪之間的位置，在對正后自動降下精調器，套上精調爪的螺桿，伺服電機驅動的精調器會根據軌道板誤差數據精確轉動螺桿，實現軌道板的高程方向、中線方向位移。精調器的動作量、速度、扭矩都根據控制器的指令設定，動作精度<0.1mm，調整精度高于人工。完成軌道板中間的彎曲精調后，調板人員進行復測工作，保證軌道板高度與位置達到設計要求。3.整體測量。完成軌道板精調作業后，調板人員要測量1次所有棱鏡的數據，計算存在的偏差并以此作為再次調整的參考。如果在整體測量棱鏡的過程中發生了超限情況，應先考慮消除超限，再對存在超限問題的棱鏡或全部棱鏡進行重新測量。如果只是某1個點需要調整或者調整量較小時，可以只重新測量該點。若出現多處調整，調板人員必須重新進行整體測量。

3CRTSⅢ型板式無砟軌道結構底座混凝土收縮開裂

通過對多條線路無砟軌道結構施工和運營期服役狀態調研發現，CRTSⅢ型板式無砟軌道結構整體服役狀況良好，軌道板和自密實混凝土層出現質量病害的情況較少，最易出現質量病害的是底座混凝土，主要表現為易開裂，其中限位凹槽四角八字形裂縫和橫向開裂現象突出，其次還有表層混凝土粉化、剝落等問題。底座混凝土作為整個無砟軌道結構最下部的受力支承結構，起著支承和傳力的重要作用，其質量直接關系著整體結構的穩定性。目前，對底座混凝土開裂問題的防治，工程現場主要還是通過加大凹槽四角倒角半徑、增加防裂鋼絲網片、優化配筋率等構造措施來防治，很少有從混凝土自身收縮控制方面進行考慮。而實際效果顯示：前述構造措施僅對減少凹槽四角開裂效果明顯，對底座混凝土橫向開裂作用有限。

4布板計算

Ⅲ型無砟軌道在不同地段、不同結構連接處和隧道伸縮縫等地段應分開布設。布板計算時應以結構起、終點的設計里程進行計算，計算時需考慮內、外業斷鏈的影響，將設計里程轉換為連續里程進行計算。布板計算時應遵循Ⅲ型無砟軌道布板設計原則，首先根據簡支梁長度確定全線主型板類型，然后以這些主型板為基本板型進行全線其他結構段軌道板的布設，對于U形槽等長度較短的線下結構，可將相鄰區段合并布設。通常優先采用較長的板型作為最優布板方案，當“較長板型+板縫在可調范圍內的調整”無法滿足布設要求時，可采用部分較短板型替代較長板型，再通過板縫調整進行布設;若采用“長、短板型組合配板方案+板縫在可調范圍內的調整”仍無法滿足布設要求，可根據實際布板失敗區段設計異形板，異形板結構設計參數需滿足本文前述支距長度、板縫間距等控制條件，同一線路應盡量減少異形板的設置，以便節約開模建造成本。

結語

無砟軌道具有整體性強、穩定性好、堅固耐用等優點，加強無砟軌道質量控制對后期軌道使用壽命起著重要的作用，質量控制工作需不斷總結、完善，進一步保障無砟軌道工程順利實施和工程質量。

參考文獻

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