自密實(shí)混凝土在CRTSⅢ型板式無砟軌道中的應(yīng)用

【摘要】自密實(shí)混凝土具有高流動(dòng)性、高間隙通過性和高抗離析性，澆筑時(shí)無需振搗僅靠自重便能均勻充填密實(shí)成型，并具有高耐久性和高體積穩(wěn)定性，是CRTSⅢ型板式無砟軌道的重要組成部分，本文詳細(xì)介紹自密實(shí)混凝土在CRTSⅢ型板式無砟軌道中的應(yīng)用及施工方法。

【關(guān)鍵詞】CRTSⅢ型板式無砟軌道；自密實(shí)混凝土；施工技術(shù)

1、工程概況

盤營鐵路客運(yùn)專線是國內(nèi)首條時(shí)速350km/h鋪設(shè)CRTSⅢ型板式無砟軌道（國內(nèi)自主研發(fā)設(shè)計(jì)）的高速鐵路。我公司承建的跨出海通道特大橋位于盤營客專TJ-2標(biāo)中部，起訖歷程為DK74+804.66 - DK81+996.17，全長7191.51m，共灌注軌道板2658塊，使用自密實(shí)混凝土3600m3。

2、自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)原理

自密實(shí)混凝土施工是CRTSⅢ板式無砟軌道施工中重難點(diǎn)控制項(xiàng)目，其具有高自流平性能、高的抗離析能力、高的間隙通過能力、超長距離流動(dòng)能力、高的體積穩(wěn)定性及優(yōu)越的耐久性。橋梁地段自密實(shí)混凝土層為單元結(jié)構(gòu)，長度和寬度同軌道板，厚100mm。強(qiáng)度等級(jí)C40，配置單層CRB550級(jí)冷軋帶鋼筋焊網(wǎng)。對(duì)應(yīng)每塊軌道板范圍內(nèi)設(shè)置兩個(gè)凸臺(tái)，與底座板上凹槽相對(duì)應(yīng)。無砟軌道結(jié)構(gòu)形式見圖2-1無砟軌道結(jié)構(gòu)：

3、自密實(shí)混凝土層尺寸劃分

CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土層為單元結(jié)構(gòu)，厚度為100mm、寬度為2500mm、長度同軌道板，全橋共有三種軌道板形式：P5600、P4925、P4856，對(duì)應(yīng)不同梁型自密實(shí)混凝土層長度分別為：

32.6m箱梁：（1-P4925mm）+（4-P5600mm）+（1-P4925mm）

24.6m 箱梁：（5-P4856mm）

20.6m箱梁：（1-P4925mm）+（1-P5600mm）+（2-P4925mm）

32+48+32m連續(xù)梁：（1-P4925mm）+（21-P4856mm）+（1-P4925mm）

40+64+40m連續(xù)梁：（1-P4925mm）+（10-P5600mm）+（16-P4856mm）+（1-P4925mm）

曲線地段自密實(shí)混凝土層厚度、長度和寬度與直線地段相同。

4、自密實(shí)混凝土施工工藝

自密實(shí)混凝土層為單元結(jié)構(gòu)，長度和寬度與軌道板相同，厚度為10cm，強(qiáng)度等級(jí)C40。層內(nèi)設(shè)單層鋼筋網(wǎng)片，對(duì)應(yīng)每塊軌道板范圍內(nèi)設(shè)置兩個(gè)凸臺(tái)，與底座板上凹槽相對(duì)應(yīng)。自密實(shí)混凝土層與底座板間設(shè)置土工布隔離層，保證兩層間良好的隔離效果。隔離層鋪設(shè)時(shí)較自密實(shí)混凝土層四周邊緣寬5cm，待自密實(shí)混凝土澆筑完達(dá)到強(qiáng)度后，對(duì)寬出部分進(jìn)行切除。

4.1自密實(shí)混凝土配合比控制要點(diǎn)

自密實(shí)混凝土屬于具有一定體系穩(wěn)定性，同時(shí)還具有觸變流動(dòng)性能的賓漢姆型流體，依靠自重進(jìn)行充模并形成均勻密實(shí)的硬化體，要求混凝土拌合物必須具備盡可能低屈服剪切應(yīng)力，保證拌合物的填充性；同時(shí)，拌合物還應(yīng)具有適當(dāng)?shù)乃苄哉承远认禂?shù)，保證在流動(dòng)和充模密實(shí)成型過程中拌合物不發(fā)生離析泌水現(xiàn)象。根據(jù)這些特點(diǎn)及施工條件和環(huán)境條件進(jìn)行自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)，在綜合工作性能、力學(xué)性能、收縮性能、耐久性能及其他必要性能的基礎(chǔ)上提出試驗(yàn)配合比，試驗(yàn)配合比確定后展開現(xiàn)場工藝性揭板試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)效果調(diào)整并最終確定配合比。性能與檢測方法見表4.1-1自密實(shí)混凝土性能與檢測方法：

4.1.1配合比參數(shù)

1 膠凝材料用量：不大于590kg/m3

2 用水量：不大于185kg/m3

3 砂率：宜在50%-55%之間

4 氯離子含量：不大于膠凝材料的0.1%

5 總堿含量：不大于3.0kg/m3

4.2自密實(shí)混凝土施工工藝

軌道板精調(diào)合格后，準(zhǔn)許進(jìn)行自密實(shí)混凝土灌注作業(yè)。自密實(shí)混凝土灌注時(shí)采用重力灌注、自由流動(dòng)、入口密封、四角排氣的原則。

4.2.1隔離層、彈性墊層及鋼筋焊網(wǎng)施工

底座混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后、方可施工隔離層和彈性緩沖墊層，施工前應(yīng)將底座表面和限位凹槽清理干凈。隔離層鋪設(shè)時(shí)較自密實(shí)混凝土層四周邊緣寬出5cm。鋪設(shè)應(yīng)平整，無摺皺、無破損，軌道板范圍內(nèi)土工布不得搭接或縫接。鋪設(shè)后應(yīng)避免長時(shí)間日曬、雨淋，鋪設(shè)至自密實(shí)混凝土灌注時(shí)間不應(yīng)超過15天。彈性墊層應(yīng)與凹槽周邊混凝土及凹槽底面隔離層粘貼牢固，不得有鼓泡、脫離現(xiàn)象。彈性緩沖墊層安裝完成后應(yīng)采用膠帶進(jìn)行密封。

隔離層和彈性墊層施工完成后進(jìn)行鋼筋焊網(wǎng)施工，自密實(shí)混凝土內(nèi)按設(shè)計(jì)配置單層CRB550級(jí)冷軋帶肋鋼筋焊網(wǎng)，由廠家加工成網(wǎng)片運(yùn)輸至現(xiàn)場，人工配合鋼筋門吊進(jìn)行鋪設(shè)（具體形式見圖4.2.1-1彈性墊層、鋼筋焊網(wǎng)施工），并應(yīng)符合下列要求：

4.2.1.1鋼筋焊網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)符合《鋼筋焊網(wǎng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ114-2003）及《鋼筋混凝土用鋼筋焊接網(wǎng)》（GB/T1499.3-2002）的規(guī)定；

4.2.1.2冷軋帶肋鋼筋符合《冷軋帶肋鋼筋》（GB13788-2008）及《冷軋帶肋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ95-2003）的要求；

4.2.1.3鋼筋焊網(wǎng)進(jìn)場后，需對(duì)其抗拉強(qiáng)度、伸長率、彎曲及焊網(wǎng)的外觀尺寸和重量等檢查合格后方可運(yùn)至橋上施工。

4.2.2模板施工

自密實(shí)混凝土封邊模板采用定型小鋼模，在軌道板四個(gè)角處設(shè)置排氣孔，軌道板頂面的觀察孔應(yīng)設(shè)置防溢管，其露出軌道板上表面高度不小于20cm。對(duì)于曲線超高段，防溢管露出軌道板上表面高度不宜低于超高一側(cè)軌道板上表面水平高度。支立模板前在模板面附著透氣不透水的模板布，以保證模板內(nèi)灌注時(shí)氣體排放，避免混凝土表面過多氣泡。模板支立好后，通過預(yù)埋在軌道板上的螺栓進(jìn)行固定，灌注時(shí)并隨時(shí)觀察，以免跑模等事故發(fā)生。模板安裝、加固見圖4.2.1-1模板安裝、加固圖：

4.2.3自密實(shí)混凝土灌注準(zhǔn)備

混凝土灌注前，應(yīng)檢查以下準(zhǔn)備工作：灌注自密實(shí)混凝土前，應(yīng)檢查軌道板四周模板的密封情況、排漿孔的設(shè)置情況，并檢查軌道板之間橫向邊縫的密封情況，確保模板和邊縫密封不漏漿。在灌注前，應(yīng)采用高壓霧化水對(duì)軌道板底面進(jìn)行潤濕，并應(yīng)確保土工布上不得有明顯積水。灌注自密實(shí)混凝土前，應(yīng)確認(rèn)軌道板標(biāo)高及軸向平順滿足要求，檢查精調(diào)壓板工裝的受力狀態(tài)及其緊固程度，確定封邊模具的支護(hù)安全可靠時(shí)方允許灌注。混凝土灌注前，應(yīng)檢測混凝土拌和物的溫度、坍落擴(kuò)展度、T50和含氣量等；只有拌合物性能符合設(shè)計(jì)要求或配合比要求時(shí)方可灌注。混凝土的入模溫度宜控制在5～30℃。

灌注前檢查灌注設(shè)備，確保吊車及灌注工裝運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

4.2.4自密實(shí)混凝土灌注

自密實(shí)混凝土由拌和站集中拌制，罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場施工地段。攪拌混凝土前，應(yīng)嚴(yán)格測定粗細(xì)骨料的含水率，準(zhǔn)確測定因天氣變化而引起的粗細(xì)骨料含水量變化，以便及時(shí)調(diào)整施工配合比。一般情況下，每班抽測2次骨料的含水量，雨天應(yīng)隨時(shí)抽測，每4小時(shí)至少抽測一次，并按測定結(jié)果及時(shí)調(diào)整混凝土施工配合比。攪拌時(shí)，宜先向攪拌機(jī)投入細(xì)骨料、粗骨料、水泥、礦物摻和料等，攪拌均勻后，再加入拌合水和外加劑，并繼續(xù)攪拌至均勻?yàn)橹?。上述每一階段的攪拌時(shí)間不宜少于30s，攪拌時(shí)間不得少于3min。由料斗通過吊車吊運(yùn)至橋面灌注料斗中（方量：2m3），灌注料斗與軌道板間通過鋼絲軟管道連接，吊斗內(nèi)自設(shè)攪拌裝置（灌注見圖4.2.4-1自密實(shí)混凝土灌注），施工中并應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

4.2.4.1混凝土到達(dá)現(xiàn)場，先測定其擴(kuò)展度、T50、含氣量等性能指標(biāo)，符合要求后方可進(jìn)行灌注。

4.2.4.2灌注采用軌道板單孔（中間孔）灌注，邊孔觀測的原則。

4.2.4.3灌注過程中控制料斗閥門，采用先快后慢的原則，時(shí)間控制在10分鐘左右，避免板面出現(xiàn)空鼔現(xiàn)象。

4.2.4.4灌注時(shí)控制料斗液面高度，尤其快灌滿時(shí)，灌注料斗閥門需關(guān)小，避免將軌道板頂起。

4.2.4.5在炎熱季節(jié)灌注自密實(shí)混凝土?xí)r，應(yīng)避免模板和混凝土直接受陽光照射，保證混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫均不超過40℃ 。

4.2.4.6在相對(duì)濕度較小、風(fēng)速較大的環(huán)境下灌注自密實(shí)混凝土?xí)r，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)膿躏L(fēng)措施，防止混凝土失水過快。

4.2.4.7在自密實(shí)混凝土灌注過程中，應(yīng)按要求取樣制作混凝土強(qiáng)度、彈性模量和耐久性等試件，試件制作數(shù)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。

4.3養(yǎng)護(hù)及拆模

自密實(shí)混凝土灌注完成后，應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14天。養(yǎng)護(hù)用水與自密實(shí)混凝土表面溫度之差不得大于15℃。當(dāng)自密實(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到10.0MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受損時(shí)，可以拆除軌道板四周模板。拆模宜按立模順序逆向進(jìn)行，不得損傷軌道板四周混凝土，并減少模板破損。當(dāng)模板與自密實(shí)混凝土脫離后，方可拆卸、吊運(yùn)模板。拆模后，應(yīng)采取土工布包裹、養(yǎng)護(hù)膜覆蓋或噴養(yǎng)護(hù)劑等保濕和保溫養(yǎng)護(hù)措施。當(dāng)自密實(shí)混凝土達(dá)到100%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可承受全部設(shè)計(jì)荷載。

5、自密實(shí)混凝土施工控制要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

5.1施工配合比

自密實(shí)混凝土隨條件變化非常明顯，故在施工當(dāng)環(huán)境、砂石料、外加劑等變化時(shí)應(yīng)做試配工作，及時(shí)調(diào)整施工配合比，避免混凝土性能變化而引起不能灌注等情況發(fā)生。

5.2灌注速度

自密實(shí)混凝土灌注時(shí)應(yīng)采用先快后慢的灌注方法，因自密實(shí)混凝土具高流動(dòng)性、不需振搗，當(dāng)軌道板兩側(cè)觀察孔觀測到混凝土后應(yīng)及時(shí)放慢灌注速度，避免速度過快，模腔內(nèi)氣體不能及時(shí)排出，在自密實(shí)混凝土與軌道板接觸面存留大量氣泡，影響質(zhì)量。

5.3檢測

自密實(shí)混凝土在出廠及到現(xiàn)場灌注前均勻?qū)ζ鋽U(kuò)展度、T50及含氣量進(jìn)行檢測，合格后方可準(zhǔn)許灌注，以免出現(xiàn)灌不滿現(xiàn)象，而造成揭板返工。

6、結(jié)束語

CRTSⅢ型板式無砟軌道為國內(nèi)自主研發(fā)設(shè)計(jì)，在盤營鐵路客專首次應(yīng)用，自密實(shí)混凝土層是其重要組成部分，且具有施工工藝新、工序繁雜，對(duì)其施工過程中的質(zhì)量控制尤為重要，需做到科學(xué)組織、精細(xì)施工以確保工程任務(wù)順利完成，為CRTSⅢ型板式無砟軌道在高速鐵路中普及應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。