京津城際高速鐵路ＣＲＴＳ?、蛐桶迨綗o(wú)碴軌道底座板鋪設(shè)技術(shù)

鮑　國(guó)　楊春艷

摘要：京津城際高速鐵路為我國(guó)第一次引用德國(guó)博格板式無(wú)碴軌道施工技術(shù)修建的高速鐵路，設(shè)計(jì)時(shí)速為350km/h。在學(xué)習(xí)德國(guó)引進(jìn)施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，在施工過(guò)程中研究摸索了一套切實(shí)可行的無(wú)碴軌道底座板施工方法。

關(guān)鍵詞：京津城際高速鐵路；CRTS Ⅱ；博格板；無(wú)碴軌道；底座板鋪設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TB115文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）05-0050-03

隨著世界高速鐵路的發(fā)展，盡管無(wú)碴軌道初期造價(jià)比有碴軌道高，但由于其具有軌道平順性好，整體性強(qiáng)，縱向、橫向穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)高度低，幾何狀態(tài)持久，以及低維修量，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)外越來(lái)越受到重視，越來(lái)越多的國(guó)家都在致力于采用和發(fā)展無(wú)碴軌道工程技術(shù)，并取得了長(zhǎng)足發(fā)展。毫無(wú)疑問(wèn)，無(wú)碴軌道工程技術(shù)在世界高速鐵路上的大范圍應(yīng)用將是大勢(shì)所趨。

博格板式無(wú)碴軌道改良后的CRTS II型板式無(wú)碴軌道，在世界上是第一次在長(zhǎng)橋上應(yīng)用，無(wú)論是在施工難度上還是在施工安排上都是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。混凝土底座板施工質(zhì)量的好壞是整個(gè)無(wú)碴軌道系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)也是難點(diǎn)。在施工前期和施工過(guò)程中，進(jìn)行了無(wú)數(shù)次的模擬試驗(yàn)，對(duì)測(cè)量、鋼筋的絕緣、模板的選擇、混凝土澆注，材料性能試驗(yàn)及選擇等方面做了大量的工作，總結(jié)了一套行之有效的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及工藝流程。

一、施工準(zhǔn)備及工序流程

無(wú)碴軌道施工前需對(duì)橋梁、路基、設(shè)標(biāo)網(wǎng)、沉降及變形評(píng)估、應(yīng)急網(wǎng)導(dǎo)線基準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行交接驗(yàn)收。

橋梁的檢驗(yàn)項(xiàng)目為高程0，-20mm；梁縫相對(duì)高差10mm；橋面排水滿足六面坡及坡度要求；橋面預(yù)埋件；防水層；平整度3mm/4m；伸縮縫；路基的檢驗(yàn)項(xiàng)目為中線高程±10mm；路肩高程±10mm；中線至路肩邊緣距離0，+20mm；寬度不小于設(shè)計(jì)值；橫坡±0.5%；平整度不大于10mm。

底座板施工工序：施工準(zhǔn)備→滑動(dòng)層鋪設(shè)→硬泡沫塑料板鋪設(shè)→鋼筋、后澆帶連接器安裝→底座板模板安裝→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)。

二、滑動(dòng)層及硬泡沫塑料板施工

在橋面和底座板之間的滑動(dòng)層由兩層土工布構(gòu)成，兩層土工布之間鋪一層聚乙烯薄膜。

鋪設(shè)滑動(dòng)層前，對(duì)梁體表面進(jìn)行仔細(xì)清理，橋梁防水層上表面不得殘留石子或砂粒之類(lèi)可能破壞滑動(dòng)層的磨損性顆粒，橋面油污用洗潔劑清洗干凈，以免影響與橋面的粘結(jié)效果。

1．鋪設(shè)從支座活動(dòng)端開(kāi)始，到橋梁固定支座端的連接錨固螺栓為止。

2．鋪設(shè)第一層土工布：采用膠合劑將其粘貼在橋梁防水層上，膠合劑的層厚必須合理選擇，每片32m梁用西卡膠或波士膠約為1.9kg，使土工布將其完全吸收。鋪設(shè)第一層土工布時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能連續(xù)整塊鋪設(shè)，也可將土工布對(duì)接，因?yàn)榇藭r(shí)膠合劑已將其固定在橋面上。但每塊的最小長(zhǎng)度為5m。在土工布縱向三個(gè)30cm寬的帶上涂膠合劑。

采用人工推滾土工布卷鋪設(shè)，速度要慢，注意好底座板邊線內(nèi)都鋪上布，由于一般廠家制造土工布寬度為3.10m，鋪設(shè)完要寬于底座板寬度2.95m，一邊鋪一邊拉平，不得起皺。

3．鋪設(shè)聚乙烯薄膜：在第一層土工布上鋪設(shè)聚乙烯薄膜，薄膜不得起皺。在接縫處采用熔接的方法處理。每塊的最小長(zhǎng)度也為5m。土工膜在夏天高溫下容易變形起鼓，造成底座板變薄及下底面不平。可以在鋪設(shè)完的土工布上澆水降溫，或鋪設(shè)完滑動(dòng)層后盡快的擺放鋼筋籠和立模澆筑混凝土，不宜鋪設(shè)完后長(zhǎng)時(shí)間暴露在陽(yáng)光之下。

4．鋪設(shè)第二層土工布：第二層土工布必須連續(xù)整塊鋪設(shè)，不留對(duì)接縫，從距離活動(dòng)端1.4m開(kāi)始至橋梁固定錨栓處為止，即留10cm土工布與硬泡沫板（長(zhǎng)1.5m）搭接。

5．在鋪設(shè)時(shí)，最好用水濕潤(rùn)第二層土工布，以利于將土工布吸附在聚乙烯薄膜上，也起到對(duì)土工膜的降溫作用。二布一膜任何一層都不能出現(xiàn)破損，一旦出現(xiàn)破損立即更換。

6．在鋪設(shè)后的土工布和聚乙烯薄膜上，嚴(yán)禁行車(chē)。安放鋼筋時(shí)選擇足夠間距的混凝土墊塊支撐，避免鋼筋將土工布刺穿。一旦出現(xiàn)破損，土工布或聚乙烯薄膜應(yīng)立即更換。

7．底座混凝土澆注完畢后，將土工布和聚乙烯薄膜的外露部分，緊貼底座板混凝土邊緣剪裁去。

8．硬泡沫塑料板鋪設(shè)在梁縫處，從活動(dòng)端開(kāi)始到固定端連接的錨固螺栓為止。橋梁固定端硬泡沫塑料板，采用膠合劑將其粘貼在橋梁上部結(jié)構(gòu)上。硬泡沫板宜在鋼筋網(wǎng)片及剪力釘安裝完之后，梁縫處接頭鋼筋綁扎前鋪設(shè)，避免提早鋪設(shè)給施工帶來(lái)的不便而容易損壞泡沫板。

9．橋梁滑動(dòng)端硬泡沫塑料板放置在滑動(dòng)層上，不需用膠合劑粘結(jié)。在兩端都是活動(dòng)支座或者固定支座時(shí)，只粘粘任意一端泡沫板在橋面上。

10．硬泡沫塑料板的接縫應(yīng)嚴(yán)密不得有通縫。為避免混凝土的滲入，在硬泡沫塑料板上及周?chē)吷细采w一層薄膜，薄膜不得與縱向底座板范圍橋面混凝土搭接，避免澆筑時(shí)造成混凝土空隙。澆筑混凝土前量體裁剪硬泡沫塑料板，不得少于底座板寬度，應(yīng)緊貼模板線剪裁。硬泡沫塑料板必須在橋梁接縫的中心線處對(duì)接，不得留有空隙，緊密對(duì)接。

11．鋪設(shè)的硬泡沫塑料板不能破損，安裝鋼筋籠時(shí)要選擇合適的墊塊間距，以免鋼筋將硬泡沫塑料板刺穿。一旦出現(xiàn)破損，硬泡沫塑料板必須更換。

三、墊塊擺放

鋼筋安裝前，在滑動(dòng)層和硬泡沫塑料板上布置長(zhǎng)55cm，底寬5cm、頂寬2cm梯形截面的混凝土保護(hù)層墊塊，防止滑動(dòng)層和泡沫板點(diǎn)狀受壓而破損。墊塊梅花狀布置，縱向間隔40cm，保證每縱向延米不少于7塊，即以一排4個(gè)一排3個(gè)“四三四三”排列。墊塊強(qiáng)度以不低于本體混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為準(zhǔn)。由于墊塊截面積小，容易斷裂，制作墊塊時(shí)內(nèi)部可以配根鐵絲。

在擺放墊塊時(shí)，鋼筋網(wǎng)片箍筋外箍處墊塊呈縱向布置，鋼筋網(wǎng)片箍筋內(nèi)箍處墊塊呈橫向布置，這樣可以更好的起到保護(hù)滑動(dòng)層和硬泡沫板的作用，保證了混凝土保護(hù)層的尺寸。

四、鋼筋加工

鋼筋加工安裝宜采用橋下鋼筋加工場(chǎng)集中利用胎具綁扎網(wǎng)片，之后吊裝上橋的方案。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是鋼筋

網(wǎng)片制作標(biāo)準(zhǔn)、速度快、容易管理、勞動(dòng)力投入少，但增加的運(yùn)輸和吊裝的工作量。

齒槽剪力筋，采用HRB335鋼筋，在加工場(chǎng)車(chē)絲并焊接鋼板（Q235）。施工次序宜在鋼筋籠安裝后梁縫接頭鋼筋綁扎前完成安裝，安裝早了影響鋼筋網(wǎng)片的安裝定位，安裝遲了由于搭接鋼筋過(guò)密會(huì)導(dǎo)致安裝極其困難。施工前須對(duì)沒(méi)保護(hù)好的預(yù)埋套筒進(jìn)行工絲處理，在梁面高程或預(yù)埋套筒高程與設(shè)計(jì)有出入的情況下，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的剪力釘，必要時(shí)可專(zhuān)門(mén)定制一批所需長(zhǎng)度的剪力釘。

鋼筋籠在鋼筋加工場(chǎng)集中制作，鋼筋籠出場(chǎng)前進(jìn)行絕緣、尺寸、規(guī)格等各項(xiàng)檢查，簽證合格后，運(yùn)輸至橋下采用懸臂龍門(mén)吊或汽車(chē)吊垂直提升至橋面安裝。鋼筋之間通過(guò)同向及異向塑料絕緣卡連接。在縱橫向鋼筋交叉點(diǎn)處，異向塑料絕緣夾，上下兩個(gè)互相垂直方向的卡口分別卡住縱、橫向鋼筋鋼。為避免吊裝過(guò)程中鋼筋籠松動(dòng)，對(duì)部分鋼筋交叉點(diǎn)采用強(qiáng)度高、耐久性好的有機(jī)合成材料綁扎，嚴(yán)禁使用鐵絲綁扎或焊接。

后澆帶連接器采用的是另選方案，在鋼筋加工場(chǎng)把一側(cè)的HRB500的∮28鋼筋與4cm厚的鋼板焊好（見(jiàn)下圖），橋面安裝精扎螺紋鋼筋。

曲線段后澆帶鋼板也是采用另選方案，即用直線段的后澆帶連接系代替曲線段的連接系，注意定位筋對(duì)連接系的固定牢固，防止因混凝土施工振搗對(duì)位置的影響。有一點(diǎn)需要注意，橋面安裝精扎螺紋鋼筋時(shí)，精扎螺紋鋼筋露出鋼板的尺寸為8cm最合適，方便以后的后澆帶連接扳手的使用，后澆帶鋼板盡量處于居中位置，安裝螺母一邊盡量留足空間以利于張拉。

五、底座板模板

側(cè)模采用槽鋼組合而成。本標(biāo)段施工范圍最大的曲線超高為120mm，故選用槽10、槽16、槽20搭配使用，施工前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣選用合適模板組合，再次進(jìn)行標(biāo)高測(cè)量校核好后超墊牢固，靠近橋面距離不大于5cm空隙用角鋼填充。槽鋼與槽鋼間用螺栓進(jìn)行法蘭連接，中間加墊薄橡膠皮防止露漿。為方便工人直接抬移安裝，側(cè)模小直徑曲線段可設(shè)計(jì)為3m長(zhǎng)，重約60kg；直線段或大直徑曲線段可設(shè)計(jì)為6m長(zhǎng)，可減少接縫數(shù)量。

端模：直線段端模采用鋼板改制，曲線段端模采用竹膠板開(kāi)槽，保證后澆帶精軋螺紋鋼筋通過(guò)，澆筑混凝土前用塑料薄膜、棉紗等物將開(kāi)口封堵嚴(yán)實(shí)，待混凝土初凝后立即取出，避免凝固后去除不凈，制作具體尺寸不同的端模板適應(yīng)不同超高地段。

每次模板安裝前，對(duì)模板面進(jìn)行除銹打磨并涂刷脫模劑，變形的模板應(yīng)立即挑出，不得使用。模板安裝時(shí)，由軌道設(shè)標(biāo)網(wǎng)控制模板的平面位置，并在模板上每隔6.5m標(biāo)出底座板頂面高程控制點(diǎn)。外側(cè)模通過(guò)方木支撐在防撞墻上。確保安設(shè)平順，接縫嚴(yán)密，滿足垂直度的要求。

側(cè)向擋塊橡膠支座對(duì)側(cè)邊平整度要求非常嚴(yán)格，模板安裝時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)配置，避免在側(cè)向擋塊區(qū)域設(shè)置模板縫。

模板安裝要求：平面位置偏差 5mm；相鄰模板錯(cuò)臺(tái)1mm；頂面高程偏差 3mm；寬度0，+10mm。

六、測(cè)溫電偶

鋼筋籠安裝完后，在每個(gè)底座板澆筑段距離后澆帶約1/3澆筑段長(zhǎng)度位置的橫斷面中心，安裝溫差電偶，用于監(jiān)控底座板混凝土結(jié)構(gòu)的溫度變化。

七、混凝土澆筑

底座板混凝土澆筑前，確保后澆帶螺母處于松開(kāi)狀態(tài)，且距離鋼板最小距離為10cm，避免因?yàn)榛炷恋臏囟?/p>

變形導(dǎo)致后澆帶連接器處于張緊狀態(tài)，導(dǎo)致底座板混凝土和連接器鋼筋受到溫度應(yīng)力的破壞。

混凝土按施工選配的配合比進(jìn)行配制，混凝土施工前對(duì)采用的原材料如砂、石、水泥、水、外加劑等按試驗(yàn)規(guī)程抽樣檢驗(yàn)，合格方準(zhǔn)使用，嚴(yán)禁不合格品用于施工當(dāng)中。混凝土在攪拌站拌制完成后，采用混凝土運(yùn)輸車(chē)運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)混凝土汽車(chē)泵輸送至澆注點(diǎn)模板內(nèi)，混凝土運(yùn)輸及輸送過(guò)程中嚴(yán)格控制坍落度和攪拌時(shí)間嚴(yán)防離析和泌水現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)混凝土運(yùn)抵工地時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，并按規(guī)定做好試塊。混凝土的坍落度控制在14～18cm之間。

混凝土澆注時(shí)，泵車(chē)的出料口距混凝土表面高度不得大于1米，從一端往另一端一次澆注成型，中間不得預(yù)留施工縫。澆筑過(guò)程中，首先人工將混凝土面大致攤平；然后用小直徑插入式振搗棒振搗，快插緩拔，插棒間距為1.5倍有效振搗范圍，振動(dòng)棒不能觸碰模板；最后表面采用振動(dòng)提漿機(jī)振搗或鋁合金刮尺搓拉收平成型。在混凝土初凝前，用拉毛器進(jìn)行表面拉毛處理。

混凝土表面高程控制通過(guò)模板頂面標(biāo)高進(jìn)行控制，在混凝土初凝前通過(guò)3m鋁合金直尺檢驗(yàn)及時(shí)進(jìn)行處理，確?；炷帘砻鏄?biāo)高和平整度。特別注意超高段混凝土的澆筑，因混凝土表面坡度大，混凝土容易下滑，在底座板低邊會(huì)出現(xiàn)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高的現(xiàn)象，控制好混凝土坍落度的同時(shí)，還需對(duì)混凝土表面反復(fù)的找平處理，直至混凝土初凝。

混凝土施工前可在底座板上架設(shè)好行人過(guò)道凳，過(guò)程中嚴(yán)防踩踏鋼筋變形，保證保護(hù)層厚度符合要求。

施工后需滿足：中線位置允許偏差為±10mm；頂面高程允許偏差為±5mm；寬度允許偏差為+15mm，0；平整度允許偏差為7mm/4m。

八、混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土施工完成終凝后，由專(zhuān)人及時(shí)覆蓋，保濕養(yǎng)生，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。每次澆筑的混凝土應(yīng)用明顯的標(biāo)識(shí)牌標(biāo)出混凝土所澆筑的日期及需養(yǎng)護(hù)的截止日期，避免搞混淆。待混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度達(dá)到5MPa后，拆除模板。拆模時(shí)嚴(yán)防強(qiáng)拉硬拽模板和撬棍強(qiáng)行硬撬、防止防水層、混凝土表面受損和模板變形。

九、結(jié)語(yǔ)

該工藝流程經(jīng)過(guò)了京津城際高速鐵路工程的使用，有效的在極短工期內(nèi)保質(zhì)保量的完成了底座板的鋪設(shè)，滿足了設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場(chǎng)施工的需要。此項(xiàng)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的推廣對(duì)城市高架輕軌、高速鐵路橋梁等工程，具有重要參考價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]博格公司技術(shù)轉(zhuǎn)讓文件及相關(guān)函件資料．

[2]京津城際高速鐵路相關(guān)施工圖．

[3]國(guó)家，鐵道部現(xiàn)行客運(yùn)專(zhuān)線設(shè)計(jì)，施工指南，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，等．

作者簡(jiǎn)介：鮑國(guó)（1981-），男，中鐵大橋局集團(tuán)第二工程有限公司助理工程師，研究方向：橋梁施工及無(wú)碴軌道施工；楊春艷（1982-），女，上海錫明光電科技有限公司工程師，碩士，研究方向：機(jī)器視覺(jué)軟件開(kāi)發(fā)。