京津城際鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道橋梁段底座板施工技術(shù)

王 強(qiáng)，季文玉

(北京交通大學(xué)，北京 100044)

根據(jù)京津城際鐵路長橋多且橋梁比重大等特點，為避免橋上過多使用補(bǔ)償板并加快施工進(jìn)度，設(shè)計提出了長橋上無砟軌道設(shè)計新方案(簡稱“長橋新方案”)。在長橋新方案中，軌道結(jié)構(gòu)的主承重構(gòu)件是底座混凝土板，各項設(shè)計均是圍繞底座混凝土板展開的，以下通過對底座板現(xiàn)場施工進(jìn)行介紹。

1 橋梁段底座板施工流程

常規(guī)區(qū)的底座板施工流程見圖1。

2 底座板現(xiàn)場施工技術(shù)

2.1 底座板施工單元段劃分

在底座板施工前結(jié)合現(xiàn)場施工條件及施工工期要求，按照施工組織設(shè)計提前對底座板施工區(qū)域進(jìn)行單元段落的劃分。在劃分的同時還應(yīng)注意以下原則:①施工單元要根據(jù)作業(yè)面布置情況事先統(tǒng)一規(guī)劃，確定相鄰作業(yè)面張拉順序和分工責(zé)任。②常規(guī)區(qū)兩個相鄰后澆帶之間距離不大于150 m。③臨時端刺不能設(shè)置在連續(xù)梁上，且距連續(xù)梁至少兩孔梁。④左右線臨時端刺布置要錯開兩孔梁。⑤鋼板連接器與剪力齒槽間距≤75 m。⑥未與梁剪切連接的長度≤150 m。⑦鋼板連接器距硬泡沫板間距≥5 m。

2.2 滑動層及彈簧板的施工

在對所有設(shè)標(biāo)網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測，對梁面高程、梁面平整度、中線線位、相鄰梁端高差等幾何要素進(jìn)行測量復(fù)核無誤且滿足施工要求后，可以進(jìn)行底座板的施工。

圖1 底座板施工工藝流程

每孔箱梁上滑動層的鋪設(shè)范圍為橋梁固定端的剪力齒槽邊緣至橋梁活動端，在梁縫處配合硬泡沫塑料板的安裝局部調(diào)整滑動層的鋪設(shè)。

在鋪設(shè)時應(yīng)該注意以下事項:①首先對橋面高壓清洗，當(dāng)發(fā)現(xiàn)防水層破裂時，破裂處的修補(bǔ)方法為:在底座板范圍內(nèi)沿線路縱向兩側(cè)及中間各彈出寬30 cm的粘合劑涂刷帶，底層土工布可對接，中間薄膜可采取熔接方式，上層土工布不許對接。②土工布訂制幅寬要至少大于3.05 m，無破損，與梁面粘結(jié)平整，無皺褶，底座混凝土施工完成后切除多余部分。③硬泡沫塑料板鋪設(shè)時結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足設(shè)計要求，接縫應(yīng)位于梁端縫的中央，并且成階梯形，不得出現(xiàn)通縫;與梁面的粘結(jié)應(yīng)牢固，不得出現(xiàn)破損，頂面覆蓋一層塑料布。

2.3 底座板鋼筋工程

1)鋼筋籠的加工、運輸與吊裝

根據(jù)工期要求和現(xiàn)場實際情況，鋼筋籠可在鋼筋加工廠預(yù)制或在橋上綁扎施工。由于京津城際軌道工程施工工期極為緊張，為了縮短工期，鋼筋籠采取在鋼筋加工廠預(yù)制，拖車運輸至橋下，用吊車或小龍門吊吊裝至橋面組裝聯(lián)結(jié)的方案施工。

2)剪力筋的安裝

橋梁固定齒槽內(nèi)剪力筋因架梁運梁的需要，分為梁內(nèi)和底座板內(nèi)兩部分。橋內(nèi)部分(含套筒)在梁場制作時預(yù)埋在箱梁頂板的齒槽內(nèi);底座板內(nèi)部分在底座板施工時用套筒連接，伸入底座板鋼筋內(nèi)。剪力筋制做長度應(yīng)根據(jù)底座板超高設(shè)置及現(xiàn)場預(yù)埋套筒高低“量身定做”，以避免安裝后過高或過低，影響剪力筋受力。安裝時應(yīng)將剪力筋擰緊到位，確保安裝質(zhì)量。

3)鋼筋籠的安裝

根據(jù)鋼筋籠方向和位置安放鋼筋籠并進(jìn)行連接。檢查鋼筋絕緣情況，清理底座板范圍內(nèi)雜物，準(zhǔn)備澆筑混凝土。

4)測溫電偶的安裝

在每個底座板澆筑段安裝(距梁縫10 m避免安裝后過高或過低問題。安裝時應(yīng)確保剪力筋擰緊到位。)溫差電偶(Nickel鎳—Chrom鉻—Nickel鎳)用于結(jié)構(gòu)的溫度測量。

5)安裝鋼筋連接器

鋼筋連接器在橋下預(yù)制，安裝時整體吊裝上橋，在鋼筋籠安裝時初期安放到位。在現(xiàn)場施工中還應(yīng)注意:①橋梁上鋼筋綁扎要注意跨縫處縱向鋼筋變化情況，可事先在對應(yīng)防撞墻上標(biāo)明配筋種類、數(shù)量，方便材料準(zhǔn)備和施工。②剪力齒槽處錨固鋼筋和鋼板要注意旋入深度和高度。③后澆帶鋼板要注意焊縫質(zhì)量和鋼板變形情況，采用特制焊條和工藝，后澆帶鋼板安裝完成后要保持鎖緊螺母松開狀態(tài)。

2.4 底座板混凝土施工

底座板混凝土灌注施工采用混凝土泵車泵送入模?；炷寥肽：?，前面混凝土振搗采用人工插入式振搗器搗固，后面采用混凝土攤鋪整平機(jī)攤鋪并整平混凝土面。超高地段底座板施工，混凝土攤鋪整平過程中須用人工不斷補(bǔ)充超高范圍混凝土，最后用攤鋪機(jī)來回兩遍整平壓實?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)須緊跟底座板施工，整段混凝土完成后再正式進(jìn)行覆蓋土工布和塑料薄膜以實現(xiàn)保濕養(yǎng)護(hù)。

在現(xiàn)場澆筑作業(yè)時還應(yīng)特別注意:①兩個后澆帶之間的混凝土必須一次澆筑完成。②澆筑時預(yù)埋溫差電偶。③混凝土入模溫度及底座板混凝土入模溫度不能超過30℃。④澆筑完成后混凝土初凝前要進(jìn)行以下工作:人工抹出反向排水坡;頂面拉毛;拆除端模，及時修整鑿毛。⑤混凝土拆模后，在曲線地段的臨時端刺，要加裝臨時側(cè)擋，防止底座板在張拉時引起橫向位移。臨時側(cè)向擋塊采用枕木配合鋼板，兩側(cè)以防撞做支撐，中間支撐在兩底座板之間。

2.5 底座板連接施工

進(jìn)行底座板連接施工應(yīng)滿足以下要求:①所有混凝土澆筑段完成結(jié)束;②軌道基準(zhǔn)點放樣結(jié)束(注意此時不進(jìn)行測量);③連接前臨時端刺區(qū)域內(nèi)澆筑段落要進(jìn)行長度和溫度的測量并紀(jì)錄備用;采用大地測量法測量臨時端刺混凝土的長度，利用全站儀測量在后澆帶旁的軌道基準(zhǔn)點可以快速測量長度;④臨時端刺區(qū)域內(nèi)要安裝臨時側(cè)向擋塊;⑤底座板張拉在施工單元內(nèi)所有混凝土澆筑段完成且末次澆筑段達(dá)到20 MPa后進(jìn)行;⑥清潔精軋螺紋鋼筋，錨固螺母涂上油脂;清潔后澆帶浮渣，準(zhǔn)備足夠的張拉工具(包括長套筒扳手，開口扳手)。

連接操作是圍繞并確保板內(nèi)20℃時零應(yīng)力狀態(tài)而進(jìn)行的連接筋張拉施工。所有類型單元段底座板的連接施工均須在溫差較小的24 h內(nèi)完成。底座板常見的連接有4種。

2.5.1 新設(shè)臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺連接

新設(shè)臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺連接見圖2，常規(guī)區(qū)兩端及兩臨時端刺后澆帶按單元段中心對稱原則和順序進(jìn)行連接施工。

1)臨時端刺LP2～LP5的基準(zhǔn)測量

基準(zhǔn)測量時間盡可能安排在與底座板連接時間靠近時(即連接溫度盡可能與測量時的溫度接近)進(jìn)行。首先進(jìn)行長度測量:測量J2前方(向J1方向)第一個固定連接后澆帶 ～J2間的距離;再測量 LP3～LP5段的長度，準(zhǔn)確記錄各分段長度值;其次進(jìn)行溫度測量，使用預(yù)埋在混凝土底座板中的測溫電偶測量。一般在中午時分進(jìn)行，相鄰板溫不一致時，按兩板長度及溫度加權(quán)平均計算。

各段長度與對應(yīng)溫度測量于底座板連接前進(jìn)行一次，測量結(jié)果應(yīng)準(zhǔn)確記錄并保存(以備鄰段底座板連接時使用)。此項測量直接關(guān)系到后續(xù)底座板連接筋張拉距離的確定，非常重要。

圖2 新設(shè)臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺連接(單位:m)

2)常規(guī)區(qū)板溫測量

與臨時端刺區(qū)板溫測量同時進(jìn)行，并據(jù)此計算連接筋張拉值。

3)底座板鋼筋連接(張拉)工序

底座板鋼筋連接在板溫30℃以下的條件進(jìn)行。張拉連接時按照規(guī)定順序操作，先部分連接，再完成全部連接。連接要求用手?jǐn)Q緊，與用扳手?jǐn)Q緊有著重大區(qū)別，施工時必須嚴(yán)格控制掌握。

臨時端刺中的BL1(共4個)的預(yù)連接，按 J4→J3→J2→J1的順序?qū)摻钸B接器螺母用手?jǐn)Q緊(臨時端刺開始能夠承載時進(jìn)行)。首批連接施工先連接與臨時端刺接壤(K0處)的前10個常規(guī)區(qū)后澆帶鋼筋，后依次連接K0，J1，J2，J3后澆帶鋼筋(J4后澆帶鋼筋于相鄰單元段底座板連接時張拉，同時 J2，J3需進(jìn)行張拉調(diào)整)。連接分3種情況進(jìn)行。當(dāng)板溫為T＜20℃時，通過計算確定連接鋼筋的張拉距離(J3范圍內(nèi)鋼筋張拉距離按 J2的1/3計，其余直接按計算結(jié)果采用)。此時的擰緊操作應(yīng)是先用手?jǐn)Q緊，在此基礎(chǔ)上，鋼筋連接器中的非擰緊端螺母松開張拉距離(按計算結(jié)果)，再用扳手?jǐn)Q緊(張拉)。當(dāng)板溫為20℃≤T≤30℃時，鋼筋連接器螺母用手?jǐn)Q緊螺母即可，即張拉距離為0。當(dāng)板溫為T＞30℃時，不允許擰緊螺母，且底座板應(yīng)采取降溫措施。待板溫降到30℃以下時再連接。補(bǔ)充連接施工連接常規(guī)區(qū)其余后澆帶連接筋，此工序在連接K0，J1，J2，J3之后接續(xù)進(jìn)行。

4)BL1后澆帶混凝土施工

后澆帶鋼筋連接完成后應(yīng)隨即澆筑后澆帶混凝土，澆注范圍應(yīng)包括常規(guī)區(qū)所有后澆帶及兩臨時端刺中的K0，J1后澆帶。澆注工作24 h以內(nèi)完成。此工序與后澆帶連接應(yīng)接續(xù)施工，不出現(xiàn)間隔施工。J2，J3，J4后澆帶于相鄰單元段底座板連接后再施工。

5)BL2后澆帶混凝土施工

BL2后澆帶設(shè)于臨時端刺的固定連接處(每孔梁上1個)，分為早期固定連接和后期固定連接，早期固定連接在單元段底座板鋼筋連接完成3～5 d后(底座板內(nèi)的應(yīng)力調(diào)整期)進(jìn)行，位置在LP2范圍內(nèi)與LP2相鄰的兩個固定連接后澆帶(左右線要錯開兩個梁段位置)，兩臨時端刺后澆帶對稱施工。后期BL2后澆帶混凝土在相鄰單元段底座板連接后再施工。

2.5.2 固定端刺+常規(guī)區(qū)+臨時端刺連接

固定端刺+常規(guī)區(qū) +臨時端刺連接見圖3，連接工序和工藝與“新設(shè)臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺”模式類同，區(qū)別是不再存在兩端刺范圍對稱連接施工問題。

圖3 固定端刺+常規(guī)區(qū)+臨時端刺連接(單位:m)

2.5.3 既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺連接

既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺連接見圖4，此類平面布置中的常規(guī)區(qū)與新設(shè)臨時端刺的連接與“新設(shè)臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺”模式中的相關(guān)要求類同。既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接有其獨特要求，兩類臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工要對應(yīng)施工，同步完成。

圖4 既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺連接(單位:m)

1)既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工

既有臨時端刺后澆帶(J4，J3，J2)張拉值的確定在既有臨時端刺LP2～LP5段首次“基準(zhǔn)測量”的基礎(chǔ)上進(jìn)行。需要再次測量既有臨時端刺LP2～LP5各基段長度及板體溫度，并于底座板連接之前進(jìn)行(盡量與連接時間靠近)。根據(jù)LP2～LP5段第二次測量結(jié)果(溫度及長度)，對比該臨時端刺的首次“基準(zhǔn)測量”數(shù)據(jù)，計算LP2～LP5各板段溫度荷載下的變形值，以此確定J4后澆帶連接鋼筋張拉值并修正 J3，J2后澆帶鋼筋張拉值。常規(guī)區(qū)與臨時端刺溫度測量同時進(jìn)行，并據(jù)此計算連接筋張拉值。測量原則與“新設(shè)臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺”同。連接筋張拉預(yù)連接施工。連接范圍為K1及所有常規(guī)區(qū)BL1后澆帶。連接方式為用手?jǐn)Q緊鋼筋連接器螺母。另一端常規(guī)區(qū)與新設(shè)臨時端刺的連接對應(yīng)施工。

首批連接施工連接范圍為鄰靠 K1的10個(至少)常規(guī)區(qū)BL1后澆帶。張拉連接方式及張拉距離根據(jù)底座板溫度確定，即按T＜20℃、20℃≤T≤30℃、T＞30℃3種情況區(qū)分。各類情況下的連接工藝類同“新設(shè)臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺”相關(guān)要求。

補(bǔ)充連接施工連接范圍為K1及常規(guī)區(qū)所有剩余BL1后澆帶。具體工序要求同“首批連接施工”。另一端常規(guī)區(qū)與新設(shè)臨時端刺的連接對應(yīng)施工。

既有臨時端刺 J4，J3，J2的調(diào)整張拉。按計算確定的調(diào)整張拉值以 J4→J3→J2順序進(jìn)行張拉連接。張拉施工應(yīng)在連接器螺母原有緊固基礎(chǔ)上單端調(diào)整螺母(即不破壞板內(nèi)已產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)，以防造成臨時端刺失效并破壞下部結(jié)構(gòu))并張拉，不可解開重張。

2)常規(guī)區(qū)與新設(shè)臨時端刺的連接施工

既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)進(jìn)行“連接筋張拉預(yù)連接施工”時，另一端常規(guī)區(qū)與新設(shè)臨時端刺的連接則應(yīng)順序完成J4，J3，J2，J1的鋼筋預(yù)連接，其連接器螺母用手?jǐn)Q緊。

既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)進(jìn)行“首批連接施工”時，另一端常規(guī)區(qū)與新設(shè)臨時端刺的連接則應(yīng)完成鄰靠K0的前10個常規(guī)區(qū)后澆帶鋼筋。張拉連接原則及方式同“新設(shè)臨時端刺 +常規(guī)區(qū) +新設(shè)臨時端刺”相關(guān)部分。

既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)進(jìn)行“補(bǔ)充連接施工”時，另一端常規(guī)區(qū)與新設(shè)臨時端刺的連接則應(yīng)順序完成K0、J1、J2、J3的鋼筋連接。其后配合既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工，一同完成剩余常規(guī)區(qū)后澆帶的鋼筋連接。張拉連接原則及方式同“新設(shè)臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺”相關(guān)部分。

3)BL1后澆帶混凝土施工

“既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺”模式完成鋼筋連接施工后，立即進(jìn)行既有臨時端刺中的J2，J3，J4及常規(guī)區(qū)所有BL1后澆帶(包括 K1)混凝土灌注施工。連接與混凝土灌注工序不出現(xiàn)間隔時間。所有混凝土灌注施工24 h內(nèi)完成。新設(shè)臨時端刺中的J2，J3，J4待與后續(xù)施工單元段連接(包括調(diào)整張拉)施工后再灌注混凝土。

4)BL2后澆帶混凝土施工

新設(shè)臨時端刺中部的兩個固定連接后澆帶(BL2)施工類同“新設(shè)臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺”有關(guān)要求;既有臨時端刺中的剩余固定連接后澆帶(BL2)混凝土應(yīng)于單元段鋼筋連接完成10 d后進(jìn)行。

2.5.4 既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+既有臨時端刺連接

圖5 既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+既有臨時端刺連接

既有臨時端刺+常規(guī)區(qū) +既有臨時端刺連接見圖5。既有臨時端刺后澆帶(J4，J3，J2)張拉值的確定同前述“既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工”有關(guān)要求。常規(guī)區(qū)底座板溫度測量同前述“新設(shè)臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設(shè)臨時端刺”部分有關(guān)要求。此類布局條件下的底座板連接施工類同“既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工”有關(guān)要求，需要強(qiáng)調(diào)的是兩端開展的“既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工”應(yīng)相對于單元段中心對稱、同步進(jìn)行。BL1后澆帶混凝土施工按上述工序要求完成鋼筋連接施工后，立即對兩個既有臨時端刺中的J2，J3，J4及常規(guī)區(qū)所有 BL1后澆帶(包括 K1)進(jìn)行混凝土灌注，施工從兩端向單元段中心部位相向?qū)ΨQ進(jìn)行。鋼筋連接與混凝土灌注工序不出現(xiàn)間隔時間。所有混凝土灌注施工24 h內(nèi)完成。后澆帶端頭模板推薦采用鋼模專門加工制做，固定模板采用特制鋼夾(可調(diào)節(jié)長度的)，鋼夾橫跨底座板(寬度)，通過調(diào)節(jié)裝置擰緊并固定端模。亦可采用拉筋將側(cè)模固定。拆除時將模板取下后再將拉筋端頭截斷即可。既有臨時端刺中的剩余固定連接后澆帶(BL2)混凝土于單元段鋼筋連接完成10 d后進(jìn)行BL2后澆帶混凝土施工。兩既有臨時端刺BL2混凝土宜對稱灌注施工，當(dāng)天完成。

2.6 施工注意事項

以上在實際現(xiàn)場施工中特別注意:在結(jié)構(gòu)高度滿足的情況下，高程控制盡量為負(fù)高程，以便CRTSⅡ型板的精調(diào)工作。張拉作業(yè)交底要細(xì)化，避免漏項。注意兩相鄰兩作業(yè)面之間的張拉協(xié)調(diào)工作。

3 結(jié)語

建議在以后的施工中注意底座板連續(xù)結(jié)構(gòu)溫度力或變形應(yīng)力對橋梁結(jié)構(gòu)的影響;合理安排好長橋上多作業(yè)面施工不同步工作;加強(qiáng)不均勻沉降措施的處理，并開展橋上底座板系統(tǒng)及軌道系統(tǒng)的更換和維修的研究。

［1］中華人民共和國鐵道部.鐵建設(shè)函［2005］754號 客運專線無砟軌道設(shè)計指南［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［2］京津城際鐵路有限公司.京津城際鐵路無砟軌道施組工藝要點［R］.北京:京津城際鐵路有限公司，2007.

［3］徐利利，馮毅.武廣鐵路客運專線雷大橋特大橋縱連底座板式無砟軌道底座板施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2010(1):45-48.