CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板施工關鍵技術控制

李 冰

(寧杭鐵路有限責任公司，浙江 杭州 310007)

CRTSⅡ型板式無砟軌道具有高平順性、少維護性、耐久性、美觀性等特點，已廣泛應用于我國高速鐵路，隨著鐵路建設科學有序推進，其施工控制技術正在逐步完善。

CRTSⅡ型板式無砟軌道結構的主承重構件是底座混凝土板(以下簡稱底座板)，其各項設計均圍繞底座板展開，底座板的施工質(zhì)量直接關系到整個軌道結構的優(yōu)劣，而且關系到運營的平順性和穩(wěn)定性，底座板施工是CRTSⅡ型板式無砟軌道的核心施工技術之一，本文重點針對CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板施工關鍵技術控制進行探討。

1 CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板施工

底座板是CRTSⅡ型無砟軌道板的支撐基礎和結構元件，通過底座板可以作出軌道超高設置。底座板由土工布和薄膜構成的滑動層鋪設在橋梁上，底座板寬2.95 m，直線段平均厚度為200 mm，曲線地段根據(jù)超高設計情況計算確定，長尾通橋連續(xù)，是一塊配置非預應力鋼筋的鋼筋混凝土板帶。底座板通過梁上剪力齒槽內(nèi)的剪力構件與梁體剪切連接。

1.1 施工區(qū)段劃分原則

橋梁CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板混凝土施工首先須進行施工區(qū)段的劃分，橋梁底座板可以劃分為三種情況:①臨時端刺+常規(guī)區(qū)+永久端刺;②永久端刺+常規(guī)區(qū)+永久端刺;③臨時端刺+常規(guī)區(qū)+臨時端刺，每個施工段分為若干個施工單元。以臨時端刺+常規(guī)區(qū)+臨時端刺為例，一個施工單元長度一般為4～5 km，相應底座板分別設置鋼筋連接器后澆帶和剪力齒槽后澆帶。

常規(guī)區(qū)為一與橋面有剪切連接的底座板結構，常規(guī)區(qū)長度不限，但至少10跨梁，簡支梁區(qū)每100～150 m布置一處鋼板連接器后澆帶(BL1)，澆筑時預留50 cm寬后澆帶。同時每孔簡支梁上方的剪力齒槽區(qū)混凝土暫不澆筑，設置齒槽后澆帶(BL2)，寬66 cm。連續(xù)梁上底座板兩固定連接之間設置1個后澆帶，且后澆帶與任一固定連接處的距離不大于75 m。連續(xù)梁相鄰各兩孔簡支梁跨中設置鋼筋連接器后澆帶，剪力齒槽區(qū)域混凝土與底座板一起澆筑。

臨時端刺約800 m，為一與橋面臨時連接的底座板結構，對稱分布于常規(guī)區(qū)前后兩側，臨時端刺分五段，從靠近常規(guī)區(qū)一側起依次間隔為220 m，220 m，100 m，130 m，130 m，各段之間跨中采用鋼板連接器連接，在臨時端刺中依次命名為 K0，J1，J2，J3，J4，K1。臨時端刺與梁端齒槽部分只進行鋼筋連接，澆筑時預留66 cm寬剪力齒槽后澆帶(見圖1)。

按照上述定義要求，每個施工單元至少1 920 m(800 m+320 m+800 m)，一般4～5 km為宜，同時劃分時要遵守以下條件和原則: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臨時端刺不能設置在連續(xù)梁上，且距連續(xù)梁至少兩孔簡支梁;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。

1.2 混凝土澆筑原則

根據(jù)鋼板連接器的設置，簡支梁上常規(guī)區(qū)底座板每次澆筑段長度最少為1孔，一般為5孔，即兩個鋼板連接器間的所有底座板混凝土作為一個澆筑段一次澆筑。臨時端刺區(qū)底座板混凝土澆筑應分段完成。分段時，按LP1～LP5規(guī)定長度分段(LP1，LP2為220 m，LP3為100 m，LP4，LP5為130 m)。連續(xù)梁范圍底座板的最小澆筑長度=連續(xù)梁前的兩個澆筑段+連續(xù)梁長度+連續(xù)梁后兩個澆筑段(整個澆筑段混凝土施工應在24 h內(nèi)完成)。

1.2.1 常規(guī)區(qū)混凝土澆筑

1)位于混凝土澆筑段中心的一個剪力齒槽后澆帶(BL2)與底座混凝土同時澆筑，其余簡支梁的剪力齒槽后澆帶縱連前需要預留不澆筑。此外，與底座混凝土一起澆筑的BL2后澆帶盡量處于本澆筑段的中心位置，且該后澆帶左右澆筑段長度差不大于15 m。

2)剪力齒槽超過兩排時(如連續(xù)梁及其兩側各兩孔簡支梁上為四排，連續(xù)梁上有四排的、六排的、八排的)，BL2后澆帶應與底座混凝土一次澆筑。為保證連續(xù)梁及相鄰兩孔簡支梁上BL1后澆帶盡量位于先澆筑的BL2后澆帶中間，可通過設置自由混凝土澆筑段來實現(xiàn)。

3)對于大跨度系桿拱而言，其處理方式同連續(xù)梁。即系桿拱及相鄰的兩孔簡支梁上，剪力齒槽要與底座混凝土一起澆筑，并設立BL1后澆帶。通過在系桿拱上設置一定數(shù)量的自由混凝土澆筑段以滿足BL1后澆帶關于先澆筑的BL2后澆帶的對稱要求。

1.2.2 臨時端刺混凝土澆筑

臨時端刺分 LP1～LP5段5個混凝土澆筑段，澆筑段長度與常規(guī)區(qū)不同，在臨時端刺底座板混凝土澆筑時，所有的齒槽后澆帶全部留空，不澆筑。

底座板澆筑混凝土前，BL1后澆帶內(nèi)側鎖緊螺母松開距鋼板≥30 mm，外側鎖緊螺母拆除。如果不注意這一點，在溫度作用下，將導致由于螺母固定而使得精軋螺紋鋼受到破壞。

2 CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板質(zhì)量控制

2.1 質(zhì)量控制要點

CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板施工工序主要包括底座板鋼筋安裝、立模、混凝土澆筑、拉毛及兩側橫坡收光、底座板張拉和后澆帶澆筑。影響底座板施工質(zhì)量主要因素有:測量控制、模板及施工機具加工精度、模板支撐體系牢固性、混凝土澆筑等。為了無砟軌道底座板質(zhì)量控制，應通過線外試驗段及先導段底座板施工，重點針對鋼筋、模板安裝，混凝土各項性能指標，混凝土表面拉毛、養(yǎng)護、缺陷修補，施工人員的配備及協(xié)作，機械設備的配置等施工環(huán)節(jié)，總結成型施工工藝和各項檢驗指標的控制方法，確定測量控制、模板體系等關鍵技術要點。施工中要特別注意以下幾個環(huán)節(jié)的控制:①原材料質(zhì)量控制重點應控制混凝土配合比、坍落度等指標，特別是曲線超高地段。②施工過程的測量控制應從模板平面位置放樣、立模高度測量、模板高程復測到底座板混凝土頂高程復測，及時發(fā)現(xiàn)施工誤差，及時調(diào)整處理。③關鍵工序的質(zhì)量控制為鋼筋綁扎、混凝土澆筑、頂面拉毛、混凝土養(yǎng)生、后澆帶質(zhì)量控制，尤其是剪力齒槽位置的質(zhì)量控制。

2.2 主要技術標準

2.2.1 底座板模板安裝

底座板模板安裝允許偏差和檢驗數(shù)量，應執(zhí)行《高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道施工質(zhì)量驗收標準》的規(guī)定，具體見表1，并從嚴控制。

2.2.2 鋼筋的綁扎安裝

鋼筋的綁扎安裝允許偏差應執(zhí)行《高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道施工質(zhì)量驗收標準》的規(guī)定，具體見表2。

表1 模板安裝允許偏差和檢驗數(shù)量

表2 鋼筋的綁扎安裝允許偏差

2.2.3 底座板驗收測量允許偏差

支承層及底座板驗收測量內(nèi)容及允許偏差，建議由《高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道施工質(zhì)量驗收暫行標準》中的每20 m驗收一處從嚴要求為每6.5 m驗收一處。頂面高程驗收測量斷面寬度統(tǒng)一定為2.45 m，外業(yè)觀測底座板中心左右兩側各1.225 m處(沿斷面方向定義，軌道板粗鋪后，驗收點距板外側邊緣為5 cm);斷面里程間距6.5 m，采用統(tǒng)一板號通過布板軟件計算，尤其注意右線采用板號計算，不允許采用左線里程間隔6.5 m推算。底座板驗收測量允許偏差具體見表3。

表3 底座板驗收測量允許偏差

3 CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板施工關鍵技術控制

3.1 底座板幾何尺寸控制

無砟軌道最重要的質(zhì)量特性就是要控制好平順性和穩(wěn)定性。如果施工精度不高，各結構層的厚度不符合設計要求，就難以實現(xiàn)其設計功能，也難以保證線路的水平和高程。無砟軌道底座板幾何尺寸施工的精確性是軌道工程施工精度控制的基礎，具有消除梁面高程誤差，保證填充層厚度、質(zhì)量的重要作用，最終確保線路的平順性和穩(wěn)定性。

3.1.1 底座板混凝土高程控制

底座板混凝土高程是底座板幾何尺寸的主控項目，必須嚴控。施工中一般在直線段以模板頂面高程即為底座板頂面高程，曲線段曲線內(nèi)側高度以模板外口控制，曲線外側高程以模板內(nèi)口控制(如圖1)?；炷翝仓瓿珊蟮奶釢{、收面、抹光、拉毛，必須安排測量人員跟班進行監(jiān)控，收面前和拉毛前進行測量檢查，在混凝土初凝前控制好底座板高程，對于高程不合格處及時打磨處理。

1)現(xiàn)場施工應根據(jù)設計單位提供的線路數(shù)據(jù)計算底座板中線、邊線坐標及頂面高程理論值，理論成果必須經(jīng)過復核確認無誤后開始施工放樣;計算模板頂面高程時要充分考慮到對驗收測量點位置高程的控制，考慮排水坡的影響，曲線超高段還要考慮混凝土塌落的影響。

2)放樣時首先放樣出線路中線及底座板的邊線，以此來指導模板安裝;然后采用水準測量方法測定模板頂面高程，并在模板上每隔5 m標出底座板頂面高程控制點，并將其調(diào)整到正確的高度。

3)澆筑混凝土前，必須對安裝的模板進行一次復核，滿足模板安裝要求限差后進行澆筑，提漿完成后指定專人檢查混凝土頂面與模板頂面切合情況，在最后一次收面前做好施工處理。

4)對模板高度無法下調(diào)的情況，測量人員應做好標記并由專人看護澆筑過程，防止混凝土澆筑超過設計高程。

3.1.2 線性控制

無砟軌道底座板混凝土線性控制很大程度上取決于模板的選用和安裝，應采用可調(diào)高底座板模板，它可以有效地解決底座板直線段、曲線段、緩坡段施工和平滑過渡的難題，保證底座板的線性要求。

1)底座板模板剛性滿足要求。為適應曲線超高段底座板超高需要，底座板模板采用高度可調(diào)式鋼模。模板上部采用4 mm厚鋼板作為面板，背肋為上下兩道［10槽鋼，下道槽鋼大面可緊貼面板背面上下滑動，兼做可調(diào)部分的面板，與梁面間的縫隙采用L形薄鐵皮封堵，防止出現(xiàn)混凝土爛根;同時，模板可調(diào)處應采取倒角或磨圓處理，做好豎向順接，避免脫模后在側面形成明顯的錯臺，以保證底座板側面線性平滑。

2)底座板掛線立模，調(diào)整模板線形。橋上底座板施工放樣，直線段按10 m一點、曲線段按5 m一點放出底座板中線及兩側邊線，精度要求在0.5 mm內(nèi)，做好標記，并用墨線彈出底座板中線、邊線及所設后澆帶位置，并沿邊線每4 m(每兩塊模板一處)一點做好標記作為線性控制點，確定模板安裝幾何位置，用靠尺檢查，模板平整度誤差控制在3 mm以內(nèi)。

3)模板加固體系牢固穩(wěn)定(見圖2)。外側模板支撐在防撞墻上，內(nèi)側采用足夠數(shù)量的撐桿對撐，確保安設平順，接縫應嚴密，必要時外側模板采用防護墻加固，以保證體系穩(wěn)固。模板安裝時注意側向擋塊范圍(80 cm)內(nèi)表面光滑，不能有錯臺、拼縫等情況出現(xiàn)，使模板頂面與底座板頂面邊緣的變坡點平齊，并用φ48 mm鋼管支撐。

圖2 橋上底座板模板加固體系示意

3.2 底座板混凝土外觀質(zhì)量控制

無砟軌道底座板混凝土由攪拌站供應，質(zhì)量能夠得到保證，但易出現(xiàn)外觀質(zhì)量問題，《高速鐵路 CRTSⅡ型板式無砟軌道施工質(zhì)量驗收暫行標準》要求拆模后混凝土結構表面應密實、平整、顏色均勻，不得有露筋、蜂窩、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷，拉毛深度、排水坡符合要求 。

3.2.1 底座板混凝土外觀質(zhì)量問題的預防與處理

底座板混凝土外觀質(zhì)量與混凝土施工工藝有較大關系，底座板常見質(zhì)量問題諸如爛根、露筋、蜂窩、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷，都可以通過加強技術交底和工藝培訓，嚴格過程控制以及工序管理來避免。

底座板混凝土施工控制實例:底座板混凝土在攪拌站集中拌制，由混凝土罐車運到工地，再由泵車泵送入模，插入式振搗器振搗，混凝土振動梁攤鋪并整平混凝土面?；炷恋奶涠瓤刂圃?60～180 mm之間，自由落差不能大于1 m?；炷翝仓梢坏篮鬂矌?鋼板連接器后澆帶或剪力齒槽后澆帶)向另一相鄰后澆帶(鋼板連接器后澆帶或剪力齒槽后澆帶)推進，從一端往另一端一次澆筑成型，中間不得預留施工縫?；炷翝仓r，先用人工大致攤平，再用φ50 mm插入式振搗棒振搗，振搗時要快插慢拔。

3.2.2 混凝土表面拉毛技術控制

混凝土表面拉毛是底座板施工重要的施工工序之一，拉毛質(zhì)量對后續(xù)工程質(zhì)量有著重要影響。一方面，拉毛深度若＞2 mm，拉毛紋路過密，則不利于水泥乳化瀝青砂漿填入，影響到填充層的質(zhì)量;另一方面，拉毛深度過淺若＜1 mm，則不能給底座板和填充層之間提供足夠的黏結力，影響軌道工程的受力情況。

1)拉毛器應經(jīng)過專門設計，統(tǒng)一制作，進行工藝性試驗施工后，方可正式使用。

①先在厚1 cm，寬5 cm，長50 cm刨平的木板上用黏合劑黏結一排直徑為1 mm的硬尼龍絲(兩根一束)成毛刷狀(尼龍絲束間距1.5 cm)，尼龍絲露出板外長度為7 cm。②用同樣尺寸的木板涂上黏合劑，與原先木板粘住夾緊尼龍絲束，并兩端用φ6 mm螺栓將其固定牢固。③用∠20×20角鋼、φ48 mm鋼管等制作輕型連接架，并用φ6 mm螺栓安裝在板刷上(固定在拉毛器中間)。再安裝木棍柄，并與鋼管釘牢。木柄與拉毛器之間的夾角在拉毛操作過程中可適當調(diào)整。

2)拉毛作業(yè)人員應通過模擬施工培訓后，熟練掌握施工工藝、工法，方可上道操作，確保拉毛深度和均勻性。

①按施工規(guī)范要求進行無砟軌道底座板混凝土澆筑，將混凝土振實、初整平，清除多余混凝土，用提漿滾快速往返滾平并將混凝土表面刮平收面。②拉毛時間選擇。待混凝土表面收漿后，約經(jīng)過2 h左右(與氣溫、水泥品牌等有關)待混凝土初凝，即可采用拉毛器進行拉毛。施工前要試驗最佳拉毛時間，施工中根據(jù)氣溫等因素變化，不斷修正;一般在混凝土澆筑整平經(jīng)過2～3 h后，就應及時進行拉毛處理。③拉毛時，要用鐵制橫梁作為依靠，使拉槽垂直于混凝土板塊邊緣，并控制槽深(1～2 mm內(nèi))，同時在拉毛操作過程中，速度均勻，中間不宜停頓。支承層拉毛方向為順線路中線，底座板拉毛方向為橫線路方向。④拉毛過程中，對拉毛器施加壓力要均勻，同時混凝土表面厚度必須較均勻，確保拉毛器在拉動過程中，槽深、槽寬均勻一致。⑤拉毛后如槽型不理想可抹平稍后再拉，拉完后個別槽有局部翻砂、露石現(xiàn)象的，可用同樣直徑的鐵絲和毛刷進行修整。

3.2.3 底座板兩側收光面寬度、坡度的控制

橋面底座板防水性是保證軌道工程壽命的重要因素，橋面底座板兩邊設置寬25 cm、坡率為2%的排水坡有效地防止了積水對乳化瀝青填充層的侵蝕，現(xiàn)場施工過程中常常發(fā)現(xiàn)排水坡表面不平整，特別是一些由于底座板打磨過度，在排水坡變坡點處，造成反坡的現(xiàn)象，此類問題給無砟軌道結構耐久性帶來了質(zhì)量隱患，應加強對排水坡工序質(zhì)量的控制，同時還應注意底座板邊緣橫坡寬度的控制，見圖3。

圖3 底座板邊緣橫坡收光示意(單位:mm)

1)用木抹子壓抹時，底座板邊緣(貼側模處)比底座板中間面高程低5 mm，抹壓范圍為底座板頂面兩側邊緣各25 cm寬(即2%排水坡面)。用木抹子抹壓時，以壓為主，以抹收面，并將多余的混凝土及時清除。

2)底座板兩側邊緣25 cm范圍內(nèi)用木抹子抹壓出基本排水坡后，先用木抹子收光，并檢查橫坡率符合設計要求后;再用鐵抹子對靠模板的兩側20 cm的范圍進行收光不少于兩遍。

3)加強橋面底座板高程控制，減少打磨量，打磨過程中要確保底座板表面的平整度，保護原有排水坡。

3.3 混凝土養(yǎng)護及檢查

1)混凝土的養(yǎng)護須緊跟底座板施工，養(yǎng)護時間一般不少于7 d。環(huán)境溫度高于5℃時應灑水養(yǎng)護，以底座混凝土面保持濕潤為宜。為保持水分，也可覆蓋土工布后再灑水，再在上面覆蓋一層塑料薄膜防止水分散失。澆筑完的混凝土連續(xù)3 d不低于+10℃，或抗壓強度已經(jīng)達到5 MPa時方可受凍。

2)底座板施工完成后應進行混凝土施工質(zhì)量檢查及中線、寬度和高程測量檢查，其中中線位置允許偏差10 mm，寬度0～+15 mm，頂面高程-5～+5 mm，厚度偏差為±10%設計厚度，平整度7 mm/4 m。對超限底座板區(qū)域表面要進行削切處理(宜使用混凝土削切機。如使用打磨機，則須進行表面再刷毛操作)，確保水泥乳化瀝青砂漿厚度至少滿足2～4 cm厚的要求。

3)混凝土拆模后，在曲線地段的底座板，必須加設臨時側擋，防止底座板在張拉時橫向位移。

3.4 剪力釘?shù)陌惭b問題及解決辦法

1)剪力釘安裝后錨固板頂面高度參差不齊，出現(xiàn)過高或過低。解決辦法為:剪力釘在安裝前應先對預埋套筒高度進行抄平，根據(jù)底座板超高設置情況經(jīng)計算后得出應安裝剪力釘?shù)拈L度，然后“量身定做”剪力釘，使剪力釘?shù)腻^固板頂面在直線段保持平齊，且伸入底座板大于1/2底座板厚度，在超高段高差應均勻變化，從而避免安裝后過高或過低的情況出現(xiàn)。

2)剪力釘與預埋套筒擰緊后未與橋面垂直。解決辦法為:剪力釘在擰緊時，作業(yè)人員應使扭矩扳手與橋面平齊，從而使剪力釘能垂直橋面。嚴禁剪力釘傾斜，否則與鋼筋連接后將影響剪力釘受力。

3)剪力釘錨固板在擰緊后未與線路縱向保持垂直。解決辦法為:由于預埋套筒高度可能不一致，底座板存在超高設置，因此在保證剪力釘擰緊力矩不小于300 N·m、且錨固筋擰入套筒內(nèi)的長度大于1.5倍的錨固筋直徑即42 mm的情況下，錨固鋼板在擰緊后可能會與線路縱向不垂直，呈一定的夾角。針對這種情況，在安裝前應對錨固筋底部進行輕度打磨，重新安裝，使錨固鋼板或與線路縱向垂直，或與線路橫向垂直，從而避免錨固鋼板與線路縱向或橫向出現(xiàn)夾角。

3.5 鋼板連接器撓度問題的預防處理

鋼板連接器焊接時容易產(chǎn)生較大撓度，造成精軋螺紋鋼筋螺母安裝后與鋼板不密貼，滿足不了準確控制張拉力的要求。為保證焊接質(zhì)量，鋼板連接器需在鋼筋加工場加工成型后，分兩部分吊裝上橋，安放到位，整體拼裝，連接器鋼板撓度不得大于10 mm，主要用控制焊接順序、焊接間隔時間和預留反向撓度的方法消除溫度變形。

1)焊接順序控制。自中間向兩側對稱進行，采用梅花形跳槽法焊接，保證溫度應力均勻，減少焊接熱量聚集。單塊連接器鋼板焊接順序如圖4。由于焊縫高度為15 mm，為防止溫度聚集，禁止一次焊接至設計高度，需要按照此順序反復進行幾遍。

圖4 單塊連接器鋼板焊接順序

2)焊接間隔時間控制。一般在5～6塊連接器鋼板之間進行流水焊接作業(yè)，且必須連續(xù)進行。在常溫15℃情況下，同一焊點兩次間隔焊接時間一般控制在15 min，且不超過30 min。環(huán)境溫度較高時可以適當延長10～20 min，環(huán)境溫度較低時則相反。

3)預留反向撓度消除溫度變形。采用上述兩種方法不能完全消除焊接溫度變形，必須采用固定支架和夾具，在外力作用下形成60 mm反向撓度，以抵消殘余的溫度變形(如圖5)。

圖5 預留反向撓度示意(單位:mm)

4 結束語

底座板是CRTSⅡ型板式無砟軌道結構整體穩(wěn)定性和應力傳遞的關鍵部件，在工程實踐中應不斷細化工序控制，才能真正確保底座板的施工質(zhì)量。

［1］趙國堂，李化建.高速鐵路高性能混凝土應用管理技術［M］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［2］馬春生，谷永磊.CRTSⅡ型軌道板混凝土技術與養(yǎng)護制度［J］.鐵道建筑，2011(4):107-109.

［3］付雷鋒，馬春生，張玉軍，等.CRTSⅡ型軌道板2×42預制生產(chǎn)線關鍵技術［J］.鐵道建筑，2010(10):109-113.

［4］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2009］218號 高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道施工質(zhì)量驗收標準［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.