CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土施工技術(shù)研究

摘要：新型CRTSIII型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，是基于自密實(shí)混凝土為填充模式的一類新型軌道模式，它通過發(fā)揮自密實(shí)混凝土在無砟軌道的承載優(yōu)勢，提高無砟軌道施工效率和質(zhì)量。介紹CRTSIII型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)特征及施工工序，進(jìn)而分析CRTSIII型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)，在系統(tǒng)闡述CRTSIII型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土灌注施工工藝基礎(chǔ)上，提出了具體施工質(zhì)量控制措施，以期為相關(guān)無砟軌道工程效率和質(zhì)量提升提供參考。

關(guān)鍵詞：無砟軌道；自密實(shí)混凝土；灌注施工；技術(shù)應(yīng)用

0" "引言

作為鐵路工程中新型CRTSⅢ型板式無砟軌道的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，自密實(shí)混凝土灌注填充技術(shù)從初始拌和至填注工藝，均需遵循嚴(yán)格的技術(shù)要求。通過科學(xué)縝密的施工組織設(shè)計(jì)，配合有效、實(shí)用的自密實(shí)混凝土施工技術(shù)，便可高效完成混凝土填注施工[1]。新型CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土施工技術(shù)，以性能指標(biāo)為切入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)模板安裝。通過利用一系列自密實(shí)混凝土施工工藝，可有效提高新型CRTSⅢ型板式無砟軌道施工效率和質(zhì)量。

1" CRTSⅢ型板式無砟軌道概述

CRTSⅢ板式無砟軌道是國內(nèi)自主研發(fā)的新型鐵路軌道模式，其通過新型的自密實(shí)混凝土作為受力填充結(jié)構(gòu)，利用門狀鋼筋及混凝土接觸面的粘結(jié)作用，實(shí)現(xiàn)自密實(shí)混凝土軌道結(jié)構(gòu)板的相互連接，進(jìn)而構(gòu)成堅(jiān)固牢靠的復(fù)合板結(jié)構(gòu)，以達(dá)到承載鋼軌傳導(dǎo)的橫向和縱向作用力效果[2]。

軌道板框架為預(yù)制分塊單元，利用底座板搭建限位結(jié)構(gòu)槽，灌注自密實(shí)混凝土軌道板材構(gòu)建復(fù)合結(jié)構(gòu)軌道板，整體結(jié)構(gòu)從上至下，依次為鐵路鋼制軌道、連接扣件、混凝土軌道板、自密實(shí)混凝土、土工織物隔離層、回彈緩沖層和底座板等[3]。CRTSⅢ板式無砟軌道板結(jié)構(gòu)如圖1所示。

CRTSⅢ板式無砟軌道施工工序可分解為：安裝底座板、鋪裝軌道板上橋、精確調(diào)整就位軌道板、模板封邊處理及安裝、裝配防移動裝置和壓緊裝置、灌注填充自密實(shí)混凝土、混凝土拆模及保養(yǎng)。

2" CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土施工要點(diǎn)

2.1" "確保硬化體積穩(wěn)定效果和塑性穩(wěn)定效果符合要求

應(yīng)用自密實(shí)混凝土填筑施工的CRTSⅢ型板式無砟軌道，其結(jié)構(gòu)上端利用軌道板覆蓋遮擋，基本等同于全封閉狀態(tài)，為此對自密實(shí)混凝土塑性施工效果要求較高。應(yīng)確保流體混凝土不存在泌水及離析等狀況，混凝土內(nèi)的溶性氣泡控制在穩(wěn)定狀態(tài)，混凝土內(nèi)氣泡不隨自由水流至外表面。同時，還應(yīng)保證自密實(shí)混凝土硬化體積穩(wěn)定性達(dá)到施工要求，從而使使混凝土結(jié)構(gòu)及軌道板的形變達(dá)到最低。

2.2" " 嚴(yán)格控制自密實(shí)混凝土自填充效果和流動性

自密實(shí)混凝土灌注的空間有限且相對封閉，只可利用軌道板上方的預(yù)制孔，將其灌注至板下腔空間。土工織物隔離層表面粗糙且具有較好的吸水效果，會對自密實(shí)混凝土的流動效果構(gòu)成較大阻力，同時受操作空間限制，使其難以有效完成振搗操作，為使其達(dá)到鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道施工質(zhì)量要求，應(yīng)嚴(yán)格控制自密實(shí)混凝土施工技術(shù)的自填充效果和流動性 [4]。

2.3" " 保證自密實(shí)混凝土鋼筋穿透效果和抗離析性

CRTSⅢ型板式無砟軌道調(diào)整層中鋼筋網(wǎng)片結(jié)構(gòu)布控復(fù)雜，獨(dú)特的門狀結(jié)構(gòu)，使其分割空間更為有限，同時限位槽結(jié)構(gòu)，使得自密實(shí)混凝土流動效果受限，增加了骨料漿液離析的風(fēng)險發(fā)生，易導(dǎo)致槽內(nèi)混凝土堵塞。為了防止此現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)對自密實(shí)混凝土鋼筋穿透效果和抗離析性進(jìn)行有效控制。

3" CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土灌注施工工藝

3.1" " 自密實(shí)混凝土填充方式

3.1.1" "直接填注

自密實(shí)混凝土直接填注是通過在跨越軌道板位置裝配較大料斗平臺支架，利用大料斗將混凝土料置入下料斗，完成混凝土灌注。直接填注方式操作幅度較大，混凝土在填注時會由于卷入大量氣體，而使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量氣泡，影響施工效果。

3.1.2" "平臺兩端滑槽填注

平臺兩端滑槽填注主要通過在兩端軌道板間搭建可滑動的大型料斗平臺，通過兩端可移動滑槽，根據(jù)需要向兩邊小料斗補(bǔ)充自密實(shí)混凝土。通常設(shè)置支架平臺與地面間距2m，同圓錐狀料斗上端差0.7m，可移動滑槽長約為2.3m。平臺兩端滑槽填注方式的優(yōu)勢在于，有效解決了因底座同防護(hù)墻間距離有限而難以移動鋪板龍門起重機(jī)的問題，同時較長路徑的混凝土流動填注，有利于避免氣體卷入混凝土形成氣泡。

3.1.3" "曲線板填注

運(yùn)用曲線板側(cè)面實(shí)施混凝土填注，混凝土流經(jīng)距離長，填注效率低，在填注遠(yuǎn)側(cè)會形成放射態(tài)氣泡，相比于側(cè)面填注，曲線板中間填注方式在填注效率和表面氣泡形成方面均有更突出表現(xiàn)。

3.2" " 扣壓處理及模板裝配施工

3.2.1" "扣壓緊固和防側(cè)移技術(shù)

其通過門狀扣壓鋼制設(shè)施控制軌道板產(chǎn)生上浮，單塊軌道板可設(shè)置5處扣壓裝置。利用槽鋼配合隔板制備門狀鋼架，鋼架上端橫梁延伸至底座板與邊緣同寬，利用單向拉桿一側(cè)同底座板嵌套的錨固鋼筋，一同扣壓固定于門架位置，并合理控制扣壓扭力值。

3.2.2" "封邊模板裝配

封邊模板一般選取0.6cm厚鋼板及薄背楞，通過廠家一體化制備完成。其結(jié)構(gòu)簡單，裝配便捷，具備施工設(shè)計(jì)要求的穩(wěn)定性和剛度。邊角位置設(shè)置排氣孔，并設(shè)有出漿管和填注孔，可用于檢測混凝土填充情況。選擇調(diào)節(jié)螺桿和緊扣門架完成封邊側(cè)模的緊固，同時在緊扣門架豎向型鋼位置配置兩處調(diào)節(jié)螺桿，通過調(diào)節(jié)，可使封邊側(cè)模與軌道板壓緊，從而避免側(cè)模上浮。

根據(jù)鐵路工程設(shè)計(jì)要求，擰緊封邊模板壓桿位置的全部螺絲，使模板壓力符合要求。將模板布同模板間粘貼緊實(shí)，避免出現(xiàn)縫隙和鼓包情況，保證立模所用土工織物表面清潔。自密實(shí)混凝土應(yīng)用中間填注方式，并利用模板四角側(cè)面或圓弧完成漿液清排。四角圓弧為軌道板中間填注口最遠(yuǎn)端，板腔中的氣體可通過中間清排，使混凝土充分填注至填充層邊角位置。

3.2.3" "防側(cè)移處置

受重力作用，曲線區(qū)域軌道板填注過程中將發(fā)生一定程度的位移，應(yīng)用門狀鋼架緊固軌道板，可有效避免位移發(fā)生[5]。通過緊固螺栓將門狀槽鋼架兩端同底座板相互固定，利用門狀鋼架螺栓卡扣緊固于軌道板，使門架、軌道板及底座板形成一整體，便可控制位移發(fā)生。軌道板防側(cè)移施工如圖2所示。

3.3" " 自密實(shí)混凝土填充施工

3.3.1" "潤滑軌道板腔

CRTSⅢ型板式無砟軌道的隔離層土工織物施工及板腔潤滑，是自密實(shí)混凝土填注實(shí)施的關(guān)鍵工序。氣孔貫通、縫隙、水紋等常見病害都與板腔的潤滑質(zhì)量息息相關(guān)，因此應(yīng)科學(xué)控制板腔潤滑質(zhì)量。應(yīng)保證潤滑工序至少實(shí)施2次。

封板模板安裝實(shí)施前，利用噴霧裝置對板腔各位置實(shí)施潤滑，時間控制在10s。封邊模板安裝完成，對灌注口和檢測口實(shí)施封堵處理。正式填注實(shí)施前約1h，利用噴霧裝置通過灌漿孔完成約3s的噴霧潤滑處理。如填注時間間隔超過4h，應(yīng)重新實(shí)施潤滑處理。

3.3.2" "混凝土拆模保養(yǎng)

通過潤滑及拆模測試驗(yàn)證，施工溫度高于5℃時，約24h實(shí)施拆模效果較好。此時混凝土外表面較光滑，混凝土與模板織物間不形成粘貼，有利于提升自密實(shí)混凝土填筑效果。根據(jù)潤滑設(shè)計(jì)完成板腔潤滑，避免時間提前，模板間形成脫落，影響后續(xù)使用。

通過注水的方式實(shí)現(xiàn)自密實(shí)混凝土保養(yǎng)。在各個填充層中使用單面拋開的方鋼。方鋼中部填充配有泄水孔的軟管及吸水海綿，并加以固定，利用水泵完成注水保養(yǎng)，使填充層達(dá)到不同環(huán)境的保養(yǎng)效果。CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土施工效果如圖3所示。

4" "CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量控制

4.1" " 嚴(yán)控自密實(shí)混凝土拌和質(zhì)量

利用工藝試驗(yàn)，確定自密度混凝土拌和方案及對應(yīng)參數(shù)。按照投料次序、拌和頻率及時長等要求進(jìn)行操作，使混凝土具備良好流動性，避免發(fā)生浮漿及骨料下沉現(xiàn)象。定時檢測自密實(shí)混凝土含氣率、坍落度、防離析性等特征指標(biāo)參數(shù)，依據(jù)鐵路施工需求確定設(shè)計(jì)取值。

建議坍落度按60～66cm范圍取值，2h內(nèi)坍落度損失應(yīng)小于3cm，不可發(fā)生滯后現(xiàn)象。將含氣率控制在7%左右。將拌和混凝土溫度控制在30℃以內(nèi)，且不應(yīng)低于5℃。如溫度過高，可通過采用摻入冰塊等等溫度控制方式進(jìn)行處理。如溫度過低，可通過采用摻入熱水、加熱摻料等方式進(jìn)行處理。

4.2" " 優(yōu)化自密實(shí)混凝土技術(shù)

4.2.1" "作好混凝土填注前準(zhǔn)備工作

一是潤滑板腔處理。做到板腔內(nèi)面潤滑且不存在積水。遇到降雨天氣，應(yīng)在底座及軌道板處蓋裝塑料布等，避免水流進(jìn)軌道板填注口、檢測口及底座表面等位置。如果已有大量雨水流入板腔，應(yīng)通過吊裝方式清除軌道板中限位槽中水分，并將鋼筋網(wǎng)、軌道板及隔離層重鋪操作。

二是封邊處理。測試封邊穩(wěn)定性，驗(yàn)證緊壓處理軌道板效果，控制緊壓效果不易太緊，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，借助扭矩扳手實(shí)施扭矩大小調(diào)節(jié)。通常扭矩應(yīng)設(shè)置為60kN。

4.2.2" "合理控制混凝土填注

一是混凝土料高度控制。合理控制漏斗內(nèi)混凝土料位高度，控制漏斗最低點(diǎn)與軌道板面距離曲線保持10cm以內(nèi)，直線保持7cm以內(nèi)，進(jìn)而控制漏斗中拌和自密實(shí)混凝土的漏出量和速率。

二是混凝土填注速率控制。通過調(diào)整中轉(zhuǎn)斗閥門開度，以控制漏斗中自密實(shí)混凝土料高度。單塊軌道板填充層填注時長控制在8～10min為宜，以使得氣體及時清排，避免填充過程中產(chǎn)生間隙。通過“慢-快-慢”的模式實(shí)施填注，在混凝土填注軌道板底前控制填注速率，板腔內(nèi)坡度斷面流動時適當(dāng)加速填注，在混凝土料高度接近軌道板頂端馬上放緩填注速率，以避免混凝土過多造成軌道板上浮。填注操作應(yīng)一次完成，避免二次填注。

三是填注收尾控制。待自密實(shí)混凝土填注完成2～3h喪失流動性后，拔掉防溢管和填注管，插入連接鋼筋后抹平。混凝土終凝前完成一次收面抹平，并涂抹養(yǎng)護(hù)劑實(shí)施保養(yǎng)。

4.3" " 科學(xué)養(yǎng)護(hù)自密實(shí)混凝土

混凝土填注填充層完成1天后，移除封邊，觀測軌道板同填充層間可否存在發(fā)泡松軟層或間隙，如檢測合格應(yīng)繼續(xù)實(shí)施保養(yǎng)。帶模保養(yǎng)周期應(yīng)超過3天，如存在發(fā)泡或間隙等病害應(yīng)重新填注。自密實(shí)混凝土拆模后，應(yīng)及時涂刷噴涂養(yǎng)護(hù)劑、土工織物或采取養(yǎng)護(hù)膜包蓋等方式進(jìn)行濕潤保養(yǎng)，周期應(yīng)不低于14天。根據(jù)外界環(huán)境，及時做拆模時的隔熱或保溫處理。

5" "結(jié)語

新型CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，是基于自密實(shí)混凝土為填充模式的一類新型軌道模式，它通過發(fā)揮自密實(shí)混凝土在無砟軌道的承載優(yōu)勢，提高無砟軌道的施工效率和質(zhì)量。作為鐵路工程中新型CRTSⅢ型板式無砟軌道的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，自密實(shí)混凝土灌注填充技術(shù)從初始拌和至填注工藝，均需遵循嚴(yán)格的技術(shù)要求。本文在分析CRTSⅢ型板式無砟軌道的結(jié)構(gòu)特征及施工工序基礎(chǔ)上，討論CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土施工技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)，詳細(xì)論述了自密實(shí)混凝土灌注施工工藝，并提出了具體的施工質(zhì)量控制措施，有效提升了無砟軌道工程效率和質(zhì)量。

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