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【摘 要】近年来,我国铁路保持快速的发展,特别是在高速铁路建设方面,取得了重大成就。自铁道部体制改革以来,高铁进入了另一个发展阶段,逐渐从国内向国外市场发展。底座板是无咋轨道高铁施工中要求十分严格的项目,下面根据我在石武客运专线工作经历,谈谈无咋轨道底座板施工的技术认识,为同类施工提供一个参考。
【关键词】高铁;无咋轨道;底座板
一、工程概况:
由我单位负责本段起讫里程为DK540+943.07~DK545+213.48和DK547+622.18~DK568+325共计km,起讫墩号为鹤壁特大桥84#墩~212#台,计128跨,卫辉卫共特大桥0#台~643#墩,计643跨。桥上Ⅱ型无砟轨道系统主要分4个结构组成部分。自上而下的结构为:20cm厚砼轨道板,3cm沥青砂浆垫层,20cm厚(直线段)砼底座板,“两布一膜”滑动层,其中底座板宽2.95m。
二、施工准备
2.1 进行配合比试验,确定符合设计要求的设计和施工配合比,并进行原材料进场检验,确保底座板施工过程中原材料的性能符合要求。
2.2梁面验收、防水层施工、高强度挤塑板施工、滑动层两布一膜施工及验收合格。
2.3 线下工程沉降变形通過评估;CPⅢ网测设完成且通过评估。
2.4 根据各临时端刺及常规区划分表,用墨斗线分别弹出所有后浇带(BL1、BL2)的位置线及连接器中线,再用醒目油漆在防撞栏上标出每个桥墩的里程、编号及K0、J1、J2、J3、J4、K1的具体位置。
三、底座板施工工艺流程
底座板分为多个单元,可由一个单元开始向相邻单元依次施工,也可分多个工作面同时施工。同一单元内底座板施工顺序为:
底座板钢筋笼场内加工→钢筋笼整体吊装就位→钢板连接器及剪力齿槽锚固筋安装→模板制作安装→测温电偶安装→底座板混凝土浇筑(后浇带除外)→顶面边缘收坡→顶面拉毛→顶面边缘横坡收光→模板拆除→混凝土养护→钢筋连接器施工→后浇带混凝土浇筑→后浇带混凝土顶面收坡、拉毛→后浇带混凝土模板拆除养护。
四、底座板施工操作工艺
1.钢筋加工与安装
⑴ 底座钢筋在钢筋加工场内集中加工,根据分节绑扎成型后吊装上桥。钢筋保护层采用长条型同等级混凝土垫块,底层垫块的尺寸为35×5×3.5cm,采用梅花形布置,纵向间距0.8m。
⑵ 桥梁剪力齿槽内锚固筋,分为梁内和底座板内两部分。桥内部分(含套筒)在梁场制作时预埋在箱梁顶板的齿槽内;底座板内部分在底座板施工时旋入梁顶预埋套筒内。
⑶ 钢板连接器在桥下制作,安装时分两部分吊装上桥,与连接钢板焊接的钢筋在桥下与钢板提前焊接好,整体吊装上桥,安放到位后,再安装用螺母锁定的精轧螺纹钢筋。
2底座板模板制作及安装
⑴对准备使用的模板进行除锈打磨和涂刷脱模剂。
⑵顺底座两侧边线在底座板边线外侧10cm处每隔5m在防水层上用记号笔划出标高点,测出该点处梁面标高,并计算出对应该点处底座板边缘变坡点至该点的高差,以此作为调整模板高度的依据。
(3)按照计算出的模板安装高度安装底座侧模板,使模板顶面与底座顶面边缘的变坡点平齐,并支撑牢固。
(4)中间对撑的模板在混凝土浇筑完成拆除内撑杆后极易产生向底座板中心方向的变形和位移,模板安装时应该先进行5mm的预留量,防止底座板宽度产生负误差。
(5)后浇带模板之间的距离宜小不宜大,与设计值控制在±5cm,防止混凝土浇筑后,由于温度变化导致钢筋发生屈曲失稳现象。
(6)底座板混凝土浇筑前,每两个钢板连接器后浇带之间埋设1根温差电偶,用于测量浇注段混凝土的芯部温度,埋设位置在浇注段的中部。
3底座板浇筑段混凝土施工
(1)混凝土的坍落度控制在16~20cm之间,自由落差不能大于1m。混凝土浇筑由一道后浇带(钢板连接器后浇带或剪力齿槽后浇带)向另一相邻后浇带(钢板连接器后浇带或剪力齿槽后浇带)推进,一次成型,中间不留施工缝。除每个常规区浇筑段中间的剪力齿槽后浇带BL2可同时浇筑外,其余剪力齿槽后浇带BL2和钢板连接器后浇带BL1均不能浇筑。
(2)用木抹子在底座板顶面两侧边缘25cm宽范围内,抹出不小于2%的反向排水坡。
(3)对轨道板铺设范围内的底座板顶面进行拉毛,拉毛深度1~2mm。拉毛时间以手指按压混凝土表面,刚好不沾手时为佳。
(4)人工用铁抹子对底座板顶面两侧边缘25cm宽范围内的排水坡进行最后的抹平,对两侧20cm的范围进行收光。
(5)混凝土的养护须紧跟底座板施工,养护时间不少于7昼夜。环境温度高于5℃时应洒水养护,以能一直保持底座混凝土面湿润为宜。
(6)侧模应在砼强度达到2.5MPa以上,表面及棱角不因拆模而破坏时才可进行模板拆除。
(7)砼拆模后,在曲线地段的底座板,要加设临时侧挡,防止底座板在张拉时横向位移。临时侧向挡块设置的原则为:曲线半径≤2500m时,每个侧向挡块处设置1个;曲线半径在2500m~4500m时,每跨简支梁设置2处;曲线半径>4500m时,每跨简支梁设置1处,见图6-9所示。
4 底座板连接施工
底座板连接施工是围绕并确保底座板零应力状态而进行的连接筋张拉施工。连接方法是遵照一定程序将钢板连接器(BL1)螺母紧固,实现底座板张拉连接。南线底座板设计锁定温度TS=22℃;北线底座板设计锁定温度TS=20℃。按照环境温度和底座板的温度,可分为三种情况:
当(TS-15℃)≤T(底座板温度) 当TS≤T(底座板温度)≤30℃时,不张拉,直接用手拧紧螺母连接施工;
当T(底座板温度)>30℃或T(底座板温度)<(TS-15℃)时,禁止张拉连接施工。
4.1 新设临时端刺+常规区+新设临时端刺连接
底座板张拉连接和后浇带混凝土施工顺序:
当(TS-15℃)≤T ① 从临时端刺自由端开始,向常规区方向依次拧紧(但不张拉)钢板连接器后浇带J4→J3→J2→J1;
② 张拉常规区内最靠近K0的两个钢板连接器BL1;
③ 张拉K0;
④ 张拉J1、J2及其它常规区的钢板连接器BL1;
⑤ 少量张拉J3,其张拉量为J2的1/3;
⑥ 浇筑常规区所有钢板连接器后浇带及K0、J1;
⑦ 浇筑常规区剪力齿槽后浇带BL2;
⑧ 纵连3~5天后浇筑临时端刺中部(J2和J1中间,紧靠近J2)的两个剪力齿槽后浇带。
当TS≤T ≤30℃时:
此时钢板连接器后浇带无需张拉,只需要将螺母拧紧(扭矩不小于450N·m)到钢板上即可。
① 从两边临时端刺自由端开始,依次按J4、J3、J2、J1的顺序,先用手拧紧锁紧螺母,并用开口扳手对其加强,使锁紧螺母紧贴钢板,再采用扭矩套筒扳手紧固锚固螺母,扭矩为450Nm 。
② 采用同样方法,用扳手拧紧K0并从K0开始拧紧常规区所有的钢板连接器后浇带。
③ 浇筑常规区所有后浇带(BL1、BL2)以及K0和J1的混凝土。
④ 连接器拧紧3天后,浇筑其临时端刺中部LP2段中紧邻J2的两个剪力齿槽后浇带的混凝土。
4.2 固定端刺+常规区+新临时端刺连接
连接工序、工艺与“新设临时端刺+常规区+新设临时端刺”模式类同,区别是不再存在两端刺范围对称连接施工问题。
4.3 既有临时端刺+常规区+新设临时端刺连接
该结构中的常规区与新设临时端刺的连接与“新设临时端刺+常规区+新设临时端刺”的相关要求类同。既有临时端刺与常规区的连接有其独特要求,两类临时端刺与常规区的连接施工要对应施工,同步完成。连接张拉应该选择底座板温度尽可能接近锁定温度下进行。
4.4 固定端刺+常规区+固定端刺
固定端刺+常规区+固定端刺的连接结构,因没有临时端刺问题,其连接及混凝土浇筑施工与前述各种情况下常规区的连接方式、施工方法相同,连接顺序是从两端固定端刺开始向中间对称进行施工,张拉完一个,浇筑一个,直到连接完成,但应注意所有BL1应在24小时内连接完成。
五、结束语
无砟轨道是当今世界先进的轨道技术,可以减少维护、降低粉尘、美化环境,底座板施工正是其中的重要组成部分,本文对底座板施工过程及工艺作了一定的解释,希望可以与各位同仁有一个经验上的交流。
参考文献:
[1]高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量验收暂行标准(铁建设[2009]218号)。
[2]客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南 (TZ211-2005)。
[3]客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土轨道板(有挡肩)暂行技术条件(科技基[2008]173号)。
[4]铁路混凝土工程施工质量验收补充标准(铁建设[2005]160号)和《补充条文》(铁建设[2009]152号)。
[5]石武客专河南段CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板有關设计文件。
[6]石武客专河南段无砟轨道指导性施工组织设计。
【关键词】高铁;无咋轨道;底座板
一、工程概况:
由我单位负责本段起讫里程为DK540+943.07~DK545+213.48和DK547+622.18~DK568+325共计km,起讫墩号为鹤壁特大桥84#墩~212#台,计128跨,卫辉卫共特大桥0#台~643#墩,计643跨。桥上Ⅱ型无砟轨道系统主要分4个结构组成部分。自上而下的结构为:20cm厚砼轨道板,3cm沥青砂浆垫层,20cm厚(直线段)砼底座板,“两布一膜”滑动层,其中底座板宽2.95m。
二、施工准备
2.1 进行配合比试验,确定符合设计要求的设计和施工配合比,并进行原材料进场检验,确保底座板施工过程中原材料的性能符合要求。
2.2梁面验收、防水层施工、高强度挤塑板施工、滑动层两布一膜施工及验收合格。
2.3 线下工程沉降变形通過评估;CPⅢ网测设完成且通过评估。
2.4 根据各临时端刺及常规区划分表,用墨斗线分别弹出所有后浇带(BL1、BL2)的位置线及连接器中线,再用醒目油漆在防撞栏上标出每个桥墩的里程、编号及K0、J1、J2、J3、J4、K1的具体位置。
三、底座板施工工艺流程
底座板分为多个单元,可由一个单元开始向相邻单元依次施工,也可分多个工作面同时施工。同一单元内底座板施工顺序为:
底座板钢筋笼场内加工→钢筋笼整体吊装就位→钢板连接器及剪力齿槽锚固筋安装→模板制作安装→测温电偶安装→底座板混凝土浇筑(后浇带除外)→顶面边缘收坡→顶面拉毛→顶面边缘横坡收光→模板拆除→混凝土养护→钢筋连接器施工→后浇带混凝土浇筑→后浇带混凝土顶面收坡、拉毛→后浇带混凝土模板拆除养护。
四、底座板施工操作工艺
1.钢筋加工与安装
⑴ 底座钢筋在钢筋加工场内集中加工,根据分节绑扎成型后吊装上桥。钢筋保护层采用长条型同等级混凝土垫块,底层垫块的尺寸为35×5×3.5cm,采用梅花形布置,纵向间距0.8m。
⑵ 桥梁剪力齿槽内锚固筋,分为梁内和底座板内两部分。桥内部分(含套筒)在梁场制作时预埋在箱梁顶板的齿槽内;底座板内部分在底座板施工时旋入梁顶预埋套筒内。
⑶ 钢板连接器在桥下制作,安装时分两部分吊装上桥,与连接钢板焊接的钢筋在桥下与钢板提前焊接好,整体吊装上桥,安放到位后,再安装用螺母锁定的精轧螺纹钢筋。
2底座板模板制作及安装
⑴对准备使用的模板进行除锈打磨和涂刷脱模剂。
⑵顺底座两侧边线在底座板边线外侧10cm处每隔5m在防水层上用记号笔划出标高点,测出该点处梁面标高,并计算出对应该点处底座板边缘变坡点至该点的高差,以此作为调整模板高度的依据。
(3)按照计算出的模板安装高度安装底座侧模板,使模板顶面与底座顶面边缘的变坡点平齐,并支撑牢固。
(4)中间对撑的模板在混凝土浇筑完成拆除内撑杆后极易产生向底座板中心方向的变形和位移,模板安装时应该先进行5mm的预留量,防止底座板宽度产生负误差。
(5)后浇带模板之间的距离宜小不宜大,与设计值控制在±5cm,防止混凝土浇筑后,由于温度变化导致钢筋发生屈曲失稳现象。
(6)底座板混凝土浇筑前,每两个钢板连接器后浇带之间埋设1根温差电偶,用于测量浇注段混凝土的芯部温度,埋设位置在浇注段的中部。
3底座板浇筑段混凝土施工
(1)混凝土的坍落度控制在16~20cm之间,自由落差不能大于1m。混凝土浇筑由一道后浇带(钢板连接器后浇带或剪力齿槽后浇带)向另一相邻后浇带(钢板连接器后浇带或剪力齿槽后浇带)推进,一次成型,中间不留施工缝。除每个常规区浇筑段中间的剪力齿槽后浇带BL2可同时浇筑外,其余剪力齿槽后浇带BL2和钢板连接器后浇带BL1均不能浇筑。
(2)用木抹子在底座板顶面两侧边缘25cm宽范围内,抹出不小于2%的反向排水坡。
(3)对轨道板铺设范围内的底座板顶面进行拉毛,拉毛深度1~2mm。拉毛时间以手指按压混凝土表面,刚好不沾手时为佳。
(4)人工用铁抹子对底座板顶面两侧边缘25cm宽范围内的排水坡进行最后的抹平,对两侧20cm的范围进行收光。
(5)混凝土的养护须紧跟底座板施工,养护时间不少于7昼夜。环境温度高于5℃时应洒水养护,以能一直保持底座混凝土面湿润为宜。
(6)侧模应在砼强度达到2.5MPa以上,表面及棱角不因拆模而破坏时才可进行模板拆除。
(7)砼拆模后,在曲线地段的底座板,要加设临时侧挡,防止底座板在张拉时横向位移。临时侧向挡块设置的原则为:曲线半径≤2500m时,每个侧向挡块处设置1个;曲线半径在2500m~4500m时,每跨简支梁设置2处;曲线半径>4500m时,每跨简支梁设置1处,见图6-9所示。
4 底座板连接施工
底座板连接施工是围绕并确保底座板零应力状态而进行的连接筋张拉施工。连接方法是遵照一定程序将钢板连接器(BL1)螺母紧固,实现底座板张拉连接。南线底座板设计锁定温度TS=22℃;北线底座板设计锁定温度TS=20℃。按照环境温度和底座板的温度,可分为三种情况:
当(TS-15℃)≤T(底座板温度)
4.1 新设临时端刺+常规区+新设临时端刺连接
底座板张拉连接和后浇带混凝土施工顺序:
当(TS-15℃)≤T
② 张拉常规区内最靠近K0的两个钢板连接器BL1;
③ 张拉K0;
④ 张拉J1、J2及其它常规区的钢板连接器BL1;
⑤ 少量张拉J3,其张拉量为J2的1/3;
⑥ 浇筑常规区所有钢板连接器后浇带及K0、J1;
⑦ 浇筑常规区剪力齿槽后浇带BL2;
⑧ 纵连3~5天后浇筑临时端刺中部(J2和J1中间,紧靠近J2)的两个剪力齿槽后浇带。
当TS≤T ≤30℃时:
此时钢板连接器后浇带无需张拉,只需要将螺母拧紧(扭矩不小于450N·m)到钢板上即可。
① 从两边临时端刺自由端开始,依次按J4、J3、J2、J1的顺序,先用手拧紧锁紧螺母,并用开口扳手对其加强,使锁紧螺母紧贴钢板,再采用扭矩套筒扳手紧固锚固螺母,扭矩为450Nm 。
② 采用同样方法,用扳手拧紧K0并从K0开始拧紧常规区所有的钢板连接器后浇带。
③ 浇筑常规区所有后浇带(BL1、BL2)以及K0和J1的混凝土。
④ 连接器拧紧3天后,浇筑其临时端刺中部LP2段中紧邻J2的两个剪力齿槽后浇带的混凝土。
4.2 固定端刺+常规区+新临时端刺连接
连接工序、工艺与“新设临时端刺+常规区+新设临时端刺”模式类同,区别是不再存在两端刺范围对称连接施工问题。
4.3 既有临时端刺+常规区+新设临时端刺连接
该结构中的常规区与新设临时端刺的连接与“新设临时端刺+常规区+新设临时端刺”的相关要求类同。既有临时端刺与常规区的连接有其独特要求,两类临时端刺与常规区的连接施工要对应施工,同步完成。连接张拉应该选择底座板温度尽可能接近锁定温度下进行。
4.4 固定端刺+常规区+固定端刺
固定端刺+常规区+固定端刺的连接结构,因没有临时端刺问题,其连接及混凝土浇筑施工与前述各种情况下常规区的连接方式、施工方法相同,连接顺序是从两端固定端刺开始向中间对称进行施工,张拉完一个,浇筑一个,直到连接完成,但应注意所有BL1应在24小时内连接完成。
五、结束语
无砟轨道是当今世界先进的轨道技术,可以减少维护、降低粉尘、美化环境,底座板施工正是其中的重要组成部分,本文对底座板施工过程及工艺作了一定的解释,希望可以与各位同仁有一个经验上的交流。
参考文献:
[1]高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量验收暂行标准(铁建设[2009]218号)。
[2]客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南 (TZ211-2005)。
[3]客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土轨道板(有挡肩)暂行技术条件(科技基[2008]173号)。
[4]铁路混凝土工程施工质量验收补充标准(铁建设[2005]160号)和《补充条文》(铁建设[2009]152号)。
[5]石武客专河南段CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板有關设计文件。
[6]石武客专河南段无砟轨道指导性施工组织设计。