CRTSⅢ型先張法軌道板質量控制研究

柳竹啟

（中鐵二十二局集團第二工程有限公司，北京 100043）

1 工程概況

本標段為新建北京至沈陽鐵路客運專線北京段站前工程JSJJSG-9標，負責北京段全部及河北段7-8標的CRTSⅢ型軌道板預制任務。預制CRTSⅢ型軌道板43468塊，P5600型36156塊、P5600A型10塊、P4925型4506塊、P4925B型110塊、P4856型2590塊、P3710型96塊。

2 CRTSⅢ型先張法軌道板生產工藝

根據CRTSⅢ型先張法軌道板的結構形式特點，軌道板場采用工廠化、信息化、機械化、專業化的生產管理模式，配置多個生產瑤池，每個瑤池配備8套軌道板模具。在專用加工臺上進行鋼筋綁扎作業，鋼筋籠成型檢查合格后按要求存放于鋼筋籠存放區。采用橋式起重機將鋼筋籠吊裝至組裝好的端側模內，進行預應力鋼筋和張拉連接桿的安裝，組裝完畢后運輸至對應軌道板生產臺座處，吊裝進入瑤池與模具底模進行可靠連接。將模具側模和底模連接加固，最后安裝張拉桿連接器，檢查無誤后進行預應力鋼筋張拉施工，張拉施工分為初張拉和終張拉，初張拉后檢查骨架絕緣性能、錨固板位置及預應力筋位置，終張拉完成后進行混凝土灌注及蒸汽養護等作業。

（1）使用清模工具對承軌槽內以及預埋件安裝位置內存在的各種雜物進行清理。

（2）對扣件預埋管套與配套螺旋筋進行底模定位銷的安裝過程中，需要防止混凝土振動，確保其成型過程中不出現上浮現象。

（3）在專業的作業區完成普通的鋼筋骨架和具有預應力鋼筋的端側模吊入工作，確保各預應力筋與張拉桿之間完成相應的組裝。

（4）在鋼筋骨架與端側模進行安裝過程中，將端側模的整體直接吊入張拉臺座，通過底部的螺栓將端側模固定在底模上。

（5）安裝連接器的過程中，安裝張拉端、固定端、模板間的連接器，確保張拉端與固定端間保持連續傳力。

（6）在初張拉過程中，使用單根的張拉設備，依次將預應力筋張拉到相應的控制值內，消除系統間的間隙，使張拉的過程基準保持均勻性。

（7）在終張拉過程中使用張拉梁，將預應力筋整體均勻緩慢張拉至相應的控制值，完成持荷后進行鎖緊處理。

（8）在軌道板上進行混凝土澆筑時，需要根據模板進行工作，完成混凝土振動工作。

（9）對軌道板的混凝土進行養護時，需要使用蒸汽養護方式，將其分為靜置、提升溫度、保持恒溫狀態、降低溫度階段，確保升降過程中軌道板芯部溫度保持在55℃以下。

（10）混凝土強度48MPa，彈性模量在3.4×104MPa以上時，利用張拉梁對整體預應力進行緩慢放張。

（11）對連接器進行拆除的過程中，需要按照張拉端、固定端、模板間的順序進行。

（12）解除端側模與底座螺母的過程中，需要將軌道板、端側模、張拉桿等相關物品采取吊離的方式離開張拉臺座。

（13）在專用臺座進行張拉桿的拆除工作時，打開端側模，使軌道板能夠完成全部脫模。

（14）錨穴進行填封的過程中，需要對其進行清理，進行界面劑的噴涂工作，最后填放封錨材料。

（15）封錨材料達到一定強度后，軌道表面溫度需要與養護水的溫度保持10℃的差距，可以將軌道板直接吊入水樣池內部，對軌道板進行養護。

（16）軌道板完成養護后，確保其達超過3d，檢測合格后運送至存放區進行濕潤養護，軌道板保濕不少于7d。

在雙向先張預應力混凝土軌道板生產過程中，預應力施工工序會對所有工序產生直接影響，對軌道板承載力、耐久性等具有一定影響。預應力出現偏心現象時，軌道板會在初始階段出現翹曲變形現象，對承軌槽的直線度、平面度都會產生相應的影響，嚴重時會導致軌道板無法在實際工程中使用。因此，需要對預應力施加進行關注。

混凝土蒸汽養護工作會對軌道板實體質量產生影響，對軌道板受力特性、耐久性等產生影響，是控制CRTSⅢ型先張法軌道板需要注意的關鍵。應對控制CRTSⅢ型先張法軌道板的預應力張拉、蒸汽養護工序進行重點研究。

3 CRTSⅢ型先張法軌道板質量控制的關鍵技術

3.1 預應力張拉工程質量控制關鍵技術

（1）預應力張拉總體要求。

張拉共分為兩個階段，分別為初張拉和終張拉，前者在固定端單根的張拉中實現；后者需要在張拉端通過張拉梁進行整體的張拉。

應采用自動張拉設備施加預應力，初張拉設備示值的誤差≤±1.0kN；終張拉測力傳感器示值誤差≤±0.5%F.S，位移傳感器顯示值誤差不大于±0.1mm；監測單根預應力筋終張拉完成后力值的傳感器，示值誤差≤±1.0kN，張拉記錄由系統自動生成。

預應力張拉值采用雙控，以張拉力數據為主，使用預應力筋伸長值校核。實測總張拉力與設計值偏差不超過3.0%，實測單根預應力筋的張拉力與設計值偏差不超過10.0%。軌道板生產前，根據張拉控制值測試確定每個臺座的基本伸長量，與實測伸長值偏差不超過10%。預應力施加應均勻，采用橫梁整體張拉時，單根預應力筋加載速率不超過4kN/s，到達設計張拉力時，持續載荷1min。張拉過程中，保持同一張拉橫梁兩千斤頂活塞伸長值的偏差不超過2mm。

（2）初張拉技術要求。

①初張拉將張拉的每根預應力鋼筋預張拉至終張拉力80kN的30%。

②初張拉控制系統由軌道小車、液壓站、升降平臺、多功能千斤頂、高精度壓力傳感器、AD模塊、PLC控制器以及主機等組成。

③初張拉順序為人工推動張拉小車沿張拉軌道范圍行走，縱橫向預應力鋼筋同時張拉，預應力鋼筋由張拉橫梁自中間向兩端依次張拉。

④初張拉設備示值誤差不超過±1.0kN。

⑤單根張拉預應力筋張拉至控制值的30%，偏差不超過3.0kN，鎖緊螺母。

⑥初張拉完成后，檢查確認預應力筋及錨固板位置，預應力筋垂向位置偏差不超過2mm。

（3）終張拉技術要求。

①張拉梁整體張拉預應力筋張拉至控制值，保持張拉力穩定，禁止超張拉。

②終張拉系統測力傳感器示值誤差不超過±0.5%F.S，位移傳感器示值誤差不超過±0.1mm；檢測單根預應力筋終張拉完成后力值的傳感器，其示值誤差不超過±1.0kN。

③張拉過程中，同一張拉橫梁兩千斤頂活塞伸長值之間的偏差不應超過2mm。

3.2 蒸汽養護工程質量控制關鍵技術

（1）蒸汽養護總體要求。

軌道板蒸汽養護采用自動溫控控制系統，蒸汽養護過程分為靜置階段（混凝土灌注完畢至混凝土初凝前養護期為靜置期）、升溫階段（靜置期結束2h內，溫度升至40～44℃）、恒溫階段、降溫階段。

每個瑤池外側臺座1#、8#或2#與7#對角處以及瑤池中心，各設置一個測溫探頭（共三個），監測瑤池內蒸汽溫度；3#或5#模具預埋一個測溫探頭，監測混凝土芯部溫度，預埋深度為軌道板厚度的2/3；混凝土澆筑完后，篷布覆蓋前在4#或6#號模具混凝土表面放置測溫探頭，實時監測混凝土的表面溫度。蒸養系統自動生成蒸養曲線。

（2）靜置階段技術要求。

①保持混凝土澆筑軌道板在5～30℃的環境中，靜置3h。

②靜停階段，自動溫控控制系統的溫度設定為25℃。

③混凝土初凝后，布置自動補水水管系統，覆蓋上單塊板的塑料薄膜，減少混凝土的水分損失，瑤池內單塊軌道板料薄布覆蓋完成后，整體覆蓋篷布。

④冬季施工時，可以在靜置階段向瑤池內供給小量的蒸汽，將瑤池內溫度控制為5～30℃。

（3）升溫階段技術要求。

①升溫階段設定為2h，自動溫控系統控制的溫度增加速度不大于15℃/h。

②靜置階段結束開啟臺座補水開關，補水5min/2h，補水水箱的水溫與混凝土表面溫度不超過10℃溫差（水箱水的溫度根據臺座內板體表面溫度變化進行動態管理）。

（4）恒溫階段技術要求。

①恒溫階段設置為9h，恒溫階段蒸汽溫度設定為39～43℃（可以根據現場實際情況進行調整）。

②恒溫階段，控制瑤池內蒸汽溫度不超過45℃，軌道板芯部混凝土溫度不超過55℃。

③根據恒溫溫度控制芯部溫度不超限，確保蒸養質量。

（5）降溫階段。

①降溫階段持續2～9h，溫度降速不超過10℃/h，軌道板脫模時，軌道板的表面溫度與環境溫差不超過15℃。

②降溫階段，軌道板達到脫模強度時，順序掀開瑤池篷布四角，1h后將篷布各邊掀開至模具側模處，散出蒸汽。不能過度掀開篷布，預防瑤池內與外部產生對流，導致溫度降速太快影響軌道板質量。

③根據現場實際情況，打開瑤池的補水系統降低瑤池內溫度，降溫速度不得超過10℃/h。

④試塊抗壓強度超過48MPa且軌道板表面與環境溫度低于15℃時，由現場施工人員根據放張通知單進行放張作業，放張作業前關閉補水系統，放張作業完成后將蒸養篷布全部揭開。

4 結語

CRTSⅢ型先張法軌道板是具有我國自主知識產權的先進技術，現階段，我國交通愈發便捷，高速鐵路的建設速度越來越快，為了使得我國交通事業能夠持續、穩定發展，必須采取有效的技術和管理措施保證軌道板在大批量生產時成品質量的穩定性和可靠性，彰顯我國的交通實力，提升高鐵建設的技術水平。