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【摘 要】CRTSⅢ型板式无砟轨道结构是具有自主知识产权的新型轨道结构,具有稳定性高、刚度均匀性、结构耐久性好等特点,当前正在全面推广应用。通过昌赣客专的工程实例,阐述了CRTSⅢ型板式无砟轨道底座精确控制施工技术,有效解决了底座施工质量控制难度大的问题,供类似工程参考借鉴。
【关键词】CRTSⅢ型板式无砟轨道;底座;精确控制;施工技术
1 概述
从郑徐高铁试验到昌赣客专运用,具有自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道已成为体现我国高铁施工技术水平,彰显国家实力的名片。CRTSⅢ型板式无砟轨道结构主要由钢轨、扣件、预制轨道板、配筋的自密实混凝土调整层、限位凹槽、中间隔离层和钢筋混凝土底座等部分组成。轨道板的施工质量决定了敷设线路的平顺性,底座作为支撑结构尤为重要。
经施工调研发现,当前底座施工多采用“高模低收”的施工方法,成型底座普遍存在表面平整度差、平顺性差、限位凹槽四角易开裂等质量通病,无砟轨道实体施工质量不易控制,甚至影响后期铁路运营安全。由于底座配套工装不佳,致成型底座板厚度超限,造成后期打磨处理工作量大;相反底座板厚度不足,需采用自密实混凝土补充,造成自密实混凝土消耗大。因此,应对工装进行优化,采取有效措施,精确控制底座高程,有利于经济、环保。
为解决底座施工中存在的质量通病,中铁四局集团机电设备安装有限公司在昌赣客专CGZQ-2标正线33.58km无砟轨道施工过程中,通过积极开展工装工艺优化创新,有效解决了以上质量通病,为我国CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工提供借鉴。
2 底座精确控制施工方法
2.1 施工工艺
2.2 施工准备
⑴作业人员进场技术培训,重点培训底座施工关键技术控制要点,培训合格后,方可上
岗作业。
⑵施工过程中涉及的各种外部技术数据收集完成,所需各类材料已到位并按要求存放。
⑶通过沉降观测及CPⅢ评估,梁面经验收合格,梁面附属工程不影响底座施工后,开
始进行底座施工。
2.3 测量放样
根据线路平、纵断面资料,确定底座高程。注意消除因线路纵坡及平面曲线引起的误差,必要时对轨道板板缝宽度进行调整。底座施工前,根据布板软件成果,在底座基面上分别放样底座边线、伸缩缝位置和凹槽中心线位置(弹出凹槽底部边线),以便作业。底座尺寸一般分三种,5650mm*2900mm、4950mm*2900mm、4886mm*2900mm。
2.4 基面处理及验收
由监理工程师组织完成基面验收工作。桥梁基面应按设计要求进行凿毛处理,凿毛采用RWZJ11型 电动凿毛机,凿毛纹路应均匀、清晰、整齐,露出新鲜石子面,凿毛范围不小于75%,凿毛后及时清理基面的浮渣、碎片、尘土等,并提前进行预湿,保湿2小时以上且无多余积水。
2.5梁面植筋与套筒连接
按照设计要求对梁面套筒缺失或不足处补植钢筋筋。在植筋前,应进行探测确定植筋范围无桥梁钢筋,然后在垂直于线路方向,在预埋连接套筒周围距离连接套筒中心≥35mm的位置钻直径为20mm、深度为200mm的孔,经清孔、除尘后注入植筋胶,以连续旋转的方式植入一根直径16mm、长448mm的HRB400热轧带肋钢筋,钢筋植入深度200mm。植筋抗拔力不应小于65kN。
2.6 钢筋安装
底座上下层钢筋网片采用工厂化定制加工,其他钢筋(如架立筋、连接筋等)由钢筋加工场集中加工。保护层按设计要求设置,横竖成线。在凹槽四角位置增设高强防裂钢丝网,防裂网分两部分,上层紧贴四角防裂钢筋设置,下层弯折90°紧贴凹槽四角设置,单片长度不小于50cm。曲线超高地段,架立筋高度在缓和曲线区段按線性变化进行过渡,安装时注意其内外侧高差及其沿线路纵向的渐变。
2.7 模板安装
通过设计CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工成套模板,能精确控制底座量测排水坡坡度和顶面平整度。成套模板由专用坡度调节板(含支座)、伸缩缝钢模、凹槽模板模板及支架、端模、侧模等组成。
2.7.1侧模安装
根据测量放线位置,对侧向模板进行定位,复核准确后用螺栓连接固定。横向伸缩缝按放样尺寸严格控制,各连接处采用螺栓紧固,确保模板安装平顺、牢固,接缝严密。为方便轨道板的扣压,在底座施工时压紧装置对应底座板位置,以PVC管预留φ25mm轨道板压紧用锚固孔,锚固孔在底座靠下位置,高度不大于保护层厚度,深度以30cm为宜;为保证压紧时连接钢筋不滑动,预留孔设置一定向下的角度。
底座侧模板为独立单元设计,设计标准节段和调整节段,进行多种型号轨道板的组合拼装,同时在侧模预留套管,解决后续压紧装置预留定位不准确的问题;利用梁面泄水孔固定内支撑体系,外支撑杆支在防护墙,提高侧模及其支撑体系刚度,同时避免传统施工中采用的梁面打孔支撑加固方式,减少对梁面的破坏。
2.7.2伸缩缝安装
侧模安装完成后,上部采用G型卡与铝合金方钢将5mm厚钢板与2cm厚泡沫板紧密固定,泡沫板底部适量采用绑扎于下层钢筋网片的钢筋紧贴固定,确保混凝土浇筑时泡沫板不上浮。见图4。
2.7.3坡度调节板安装
设计底座侧模与侧边坡度调 节一体化装置,控制调节螺栓高度精确控制坡度调节板高程,确保底座侧边散水坡度、线型、标高、平面位置及平整度,减少自密实混凝土消耗。每单元底座含4块专用坡度调节板、6个调节支座。采用调节螺杆将坡度调节板精确调整至设计高程位置,调节完成后采用木楔将坡度调节板与调节支座压紧固定。
2.7.4限位凹槽模板安装
限位凹槽模板采用定尺钢模板,凹槽模板和支架组装完成后,根据放样位置线将限位凹槽调节至设计位置,利用支架上的调节螺栓精确调节至设计高程。为减少限位凹槽四边缺棱掉角问题,将凹槽模板拼缝打磨圆顺;将半封闭式凹槽模板改为带排气孔的封闭式模板,拆模后及时收面消除气泡,确保凹槽底部平整度满足设计要求。见图6。 底座限位凹槽四角在设计的基础上增设四道防裂高强钢丝网,防裂网分两部分,上层紧贴四角防裂钢筋设置,下层弯折90°紧贴凹槽四角设置,单片长度不宜小于50cm。同时做好日常的养护措施,解决凹槽四角易开裂的问题。
2.8 混凝土浇筑及养护
桥梁底座为分块结构,浇筑混凝土时采取一端向另一端推进,一次成型。混凝土的入模温度应控制在5℃~30℃,混凝土的坍落度及含气量应控制在设计(坍落度180±20mm;含气量2~4%)范围内。混凝土浇筑时,先用人工大致摊平,然后用φ50mm插入式振捣器振捣。底座混凝土在拌和站内集中生产,采用混凝土罐车运输至施工地点。浇筑过程中,采用铝合金刮杠,两头紧贴坡度调节板及时完成收面,确保底座顶面平整度满足设计要求。混凝土初凝前及时拆除专用坡度调节板及限位凹槽模板,采用25cm定尺抹子进行收面,消除气泡。伸缩缝处应在初凝前及时抽出钢板,并采用φ30型插入式振捣棒振捣密实。混凝土浇筑完成后及时覆盖洒水养生,成型底座验收合格后采用“L”型塑料条保护,确保边角不受损。
3 质量控制要点
通过昌赣客专CRTSⅢ型板式无砟轨道工程的实践与总结,其施工过程中的质量控制要点总结如下:
⑴线路上轨道板的位置和数量是固定的,轨道板板缝的标准长度为70mm。但在特殊情况下,桥梁曲线段需要结合实际情况对轨道板板缝予以调整,底座长度及钢筋长度也应作出相应调整。
⑵应严格控制底座表面高程施工误差,确保后续自密实混凝土填充层的厚度。
⑶底座模板和支撑杆件的材质及支撑方法应满足施工工艺要求。模板安装必须稳定牢固,接缝严密,不得漏浆。模板必须打磨干净并涂刷隔离剂。用指压法确定伸缩缝端模和凹槽模板的最佳拆模时间,确保混凝土表面及棱角不受损伤。
⑷成型底座混凝土结构应密实、表面平整,无露筋、蜂窝、孔洞、疏松、裂纹、麻面和缺棱掉角等外观缺陷,外观尺寸符合设计要求。
4 结语
结合郑徐高铁、京沈客专CRTSⅢ型板式无砟轨道施工经验,在设计“高模低收”底座模板理念基础上,创新引入坡度调节板设计,操作简单、大幅提高工效,成功应用于新建南昌至赣州铁路客运专线CGZQ-2标段无砟轨道施工,有效解决了底座限位凹槽拆模后易出现缺棱掉角及开裂,排水坡及顶面高程控制不准确,外形尺寸合格率低、整体线型差等问题,成型底座线型平顺、美观,一次验收合格率达100%,,实现降本增效目标的同时,缩短工期、质量得以保证,为我国CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工提供借鉴。
参考文献:
[1]豐逍野.CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工技术要点.交通工程建设,2017(6).
[2]史升亮.CRTSⅢ型板式无砟轨道结构技术研究.轨道工程,2017(1).
[3]常海林.CRTSⅢ型板式无砟轨道施工关键技术综述.石家庄铁路职业技术学院学报,2014(12).
[4]陈严生.高速铁路桥梁CRTSⅢ型板式无砟轨道施工技术应用.价值工程,2017(4).
(作者单位:中铁四局集团机电设备安装有限公司)
【关键词】CRTSⅢ型板式无砟轨道;底座;精确控制;施工技术
1 概述
从郑徐高铁试验到昌赣客专运用,具有自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道已成为体现我国高铁施工技术水平,彰显国家实力的名片。CRTSⅢ型板式无砟轨道结构主要由钢轨、扣件、预制轨道板、配筋的自密实混凝土调整层、限位凹槽、中间隔离层和钢筋混凝土底座等部分组成。轨道板的施工质量决定了敷设线路的平顺性,底座作为支撑结构尤为重要。
经施工调研发现,当前底座施工多采用“高模低收”的施工方法,成型底座普遍存在表面平整度差、平顺性差、限位凹槽四角易开裂等质量通病,无砟轨道实体施工质量不易控制,甚至影响后期铁路运营安全。由于底座配套工装不佳,致成型底座板厚度超限,造成后期打磨处理工作量大;相反底座板厚度不足,需采用自密实混凝土补充,造成自密实混凝土消耗大。因此,应对工装进行优化,采取有效措施,精确控制底座高程,有利于经济、环保。
为解决底座施工中存在的质量通病,中铁四局集团机电设备安装有限公司在昌赣客专CGZQ-2标正线33.58km无砟轨道施工过程中,通过积极开展工装工艺优化创新,有效解决了以上质量通病,为我国CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工提供借鉴。
2 底座精确控制施工方法
2.1 施工工艺
2.2 施工准备
⑴作业人员进场技术培训,重点培训底座施工关键技术控制要点,培训合格后,方可上
岗作业。
⑵施工过程中涉及的各种外部技术数据收集完成,所需各类材料已到位并按要求存放。
⑶通过沉降观测及CPⅢ评估,梁面经验收合格,梁面附属工程不影响底座施工后,开
始进行底座施工。
2.3 测量放样
根据线路平、纵断面资料,确定底座高程。注意消除因线路纵坡及平面曲线引起的误差,必要时对轨道板板缝宽度进行调整。底座施工前,根据布板软件成果,在底座基面上分别放样底座边线、伸缩缝位置和凹槽中心线位置(弹出凹槽底部边线),以便作业。底座尺寸一般分三种,5650mm*2900mm、4950mm*2900mm、4886mm*2900mm。
2.4 基面处理及验收
由监理工程师组织完成基面验收工作。桥梁基面应按设计要求进行凿毛处理,凿毛采用RWZJ11型 电动凿毛机,凿毛纹路应均匀、清晰、整齐,露出新鲜石子面,凿毛范围不小于75%,凿毛后及时清理基面的浮渣、碎片、尘土等,并提前进行预湿,保湿2小时以上且无多余积水。
2.5梁面植筋与套筒连接
按照设计要求对梁面套筒缺失或不足处补植钢筋筋。在植筋前,应进行探测确定植筋范围无桥梁钢筋,然后在垂直于线路方向,在预埋连接套筒周围距离连接套筒中心≥35mm的位置钻直径为20mm、深度为200mm的孔,经清孔、除尘后注入植筋胶,以连续旋转的方式植入一根直径16mm、长448mm的HRB400热轧带肋钢筋,钢筋植入深度200mm。植筋抗拔力不应小于65kN。
2.6 钢筋安装
底座上下层钢筋网片采用工厂化定制加工,其他钢筋(如架立筋、连接筋等)由钢筋加工场集中加工。保护层按设计要求设置,横竖成线。在凹槽四角位置增设高强防裂钢丝网,防裂网分两部分,上层紧贴四角防裂钢筋设置,下层弯折90°紧贴凹槽四角设置,单片长度不小于50cm。曲线超高地段,架立筋高度在缓和曲线区段按線性变化进行过渡,安装时注意其内外侧高差及其沿线路纵向的渐变。
2.7 模板安装
通过设计CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工成套模板,能精确控制底座量测排水坡坡度和顶面平整度。成套模板由专用坡度调节板(含支座)、伸缩缝钢模、凹槽模板模板及支架、端模、侧模等组成。
2.7.1侧模安装
根据测量放线位置,对侧向模板进行定位,复核准确后用螺栓连接固定。横向伸缩缝按放样尺寸严格控制,各连接处采用螺栓紧固,确保模板安装平顺、牢固,接缝严密。为方便轨道板的扣压,在底座施工时压紧装置对应底座板位置,以PVC管预留φ25mm轨道板压紧用锚固孔,锚固孔在底座靠下位置,高度不大于保护层厚度,深度以30cm为宜;为保证压紧时连接钢筋不滑动,预留孔设置一定向下的角度。
底座侧模板为独立单元设计,设计标准节段和调整节段,进行多种型号轨道板的组合拼装,同时在侧模预留套管,解决后续压紧装置预留定位不准确的问题;利用梁面泄水孔固定内支撑体系,外支撑杆支在防护墙,提高侧模及其支撑体系刚度,同时避免传统施工中采用的梁面打孔支撑加固方式,减少对梁面的破坏。
2.7.2伸缩缝安装
侧模安装完成后,上部采用G型卡与铝合金方钢将5mm厚钢板与2cm厚泡沫板紧密固定,泡沫板底部适量采用绑扎于下层钢筋网片的钢筋紧贴固定,确保混凝土浇筑时泡沫板不上浮。见图4。
2.7.3坡度调节板安装
设计底座侧模与侧边坡度调 节一体化装置,控制调节螺栓高度精确控制坡度调节板高程,确保底座侧边散水坡度、线型、标高、平面位置及平整度,减少自密实混凝土消耗。每单元底座含4块专用坡度调节板、6个调节支座。采用调节螺杆将坡度调节板精确调整至设计高程位置,调节完成后采用木楔将坡度调节板与调节支座压紧固定。
2.7.4限位凹槽模板安装
限位凹槽模板采用定尺钢模板,凹槽模板和支架组装完成后,根据放样位置线将限位凹槽调节至设计位置,利用支架上的调节螺栓精确调节至设计高程。为减少限位凹槽四边缺棱掉角问题,将凹槽模板拼缝打磨圆顺;将半封闭式凹槽模板改为带排气孔的封闭式模板,拆模后及时收面消除气泡,确保凹槽底部平整度满足设计要求。见图6。 底座限位凹槽四角在设计的基础上增设四道防裂高强钢丝网,防裂网分两部分,上层紧贴四角防裂钢筋设置,下层弯折90°紧贴凹槽四角设置,单片长度不宜小于50cm。同时做好日常的养护措施,解决凹槽四角易开裂的问题。
2.8 混凝土浇筑及养护
桥梁底座为分块结构,浇筑混凝土时采取一端向另一端推进,一次成型。混凝土的入模温度应控制在5℃~30℃,混凝土的坍落度及含气量应控制在设计(坍落度180±20mm;含气量2~4%)范围内。混凝土浇筑时,先用人工大致摊平,然后用φ50mm插入式振捣器振捣。底座混凝土在拌和站内集中生产,采用混凝土罐车运输至施工地点。浇筑过程中,采用铝合金刮杠,两头紧贴坡度调节板及时完成收面,确保底座顶面平整度满足设计要求。混凝土初凝前及时拆除专用坡度调节板及限位凹槽模板,采用25cm定尺抹子进行收面,消除气泡。伸缩缝处应在初凝前及时抽出钢板,并采用φ30型插入式振捣棒振捣密实。混凝土浇筑完成后及时覆盖洒水养生,成型底座验收合格后采用“L”型塑料条保护,确保边角不受损。
3 质量控制要点
通过昌赣客专CRTSⅢ型板式无砟轨道工程的实践与总结,其施工过程中的质量控制要点总结如下:
⑴线路上轨道板的位置和数量是固定的,轨道板板缝的标准长度为70mm。但在特殊情况下,桥梁曲线段需要结合实际情况对轨道板板缝予以调整,底座长度及钢筋长度也应作出相应调整。
⑵应严格控制底座表面高程施工误差,确保后续自密实混凝土填充层的厚度。
⑶底座模板和支撑杆件的材质及支撑方法应满足施工工艺要求。模板安装必须稳定牢固,接缝严密,不得漏浆。模板必须打磨干净并涂刷隔离剂。用指压法确定伸缩缝端模和凹槽模板的最佳拆模时间,确保混凝土表面及棱角不受损伤。
⑷成型底座混凝土结构应密实、表面平整,无露筋、蜂窝、孔洞、疏松、裂纹、麻面和缺棱掉角等外观缺陷,外观尺寸符合设计要求。
4 结语
结合郑徐高铁、京沈客专CRTSⅢ型板式无砟轨道施工经验,在设计“高模低收”底座模板理念基础上,创新引入坡度调节板设计,操作简单、大幅提高工效,成功应用于新建南昌至赣州铁路客运专线CGZQ-2标段无砟轨道施工,有效解决了底座限位凹槽拆模后易出现缺棱掉角及开裂,排水坡及顶面高程控制不准确,外形尺寸合格率低、整体线型差等问题,成型底座线型平顺、美观,一次验收合格率达100%,,实现降本增效目标的同时,缩短工期、质量得以保证,为我国CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工提供借鉴。
参考文献:
[1]豐逍野.CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工技术要点.交通工程建设,2017(6).
[2]史升亮.CRTSⅢ型板式无砟轨道结构技术研究.轨道工程,2017(1).
[3]常海林.CRTSⅢ型板式无砟轨道施工关键技术综述.石家庄铁路职业技术学院学报,2014(12).
[4]陈严生.高速铁路桥梁CRTSⅢ型板式无砟轨道施工技术应用.价值工程,2017(4).
(作者单位:中铁四局集团机电设备安装有限公司)