新型預制短板浮置板軌道施工工藝探討

曲騰飛 耿傳智

(1.天津市地下鐵道集團有限公司，300051，天津;2.同濟大學鐵道與城市軌道交通研究院，200331，上?！蔚谝蛔髡?，助理工程師)

整體現(xiàn)澆式鋼彈簧浮置板軌道結構可有效降低軌道的傳振和傳聲，已在城市軌道交通特殊隔振地段得到越來越廣泛的應用，取得了良好的經濟和社會效益。

浮置板軌道是將具有一定質量和剛度的混凝土道床板浮置在鋼彈簧(或橡膠)隔振器上，構成質量－彈簧－隔振系統(tǒng)。隔振器內放有螺旋鋼彈簧(或橡膠墊)和粘滯阻尼。據(jù)研究，采用浮置板式軌道結構，其浮置板振動加速度比普通碎石道床軌道結構軌枕振動加速度橫向降低約50%，豎向降低約70%;距線路5 m處的大地豎向振動加速度響應峰值降低約62.8%。目前，常用的浮置板式軌道結構大體上分為橡膠支承式、鋼彈簧支承式和縱向浮置板軌道三種。

雖然我國很多城市都鋪設過各種樣式的浮置板軌道結構，且各施工單位都完成了施工任務，但施工質量存在較大差別。有些質量問題在工程投入運營之初并不會馬上顯現(xiàn)出來，但隨著時間的推移會逐步表現(xiàn)出來，成為局部隱患，影響地鐵的長期穩(wěn)定運營;還有一些質量問題是通病，幾乎在任何一段浮置板的施工現(xiàn)場都會遇到。整體現(xiàn)澆式浮置板軌道結構在實際工程施工中存在的各種疑難通病困擾著設計與施工人員，急需開發(fā)一種新型的浮置式軌道形式來彌補浮置板軌道結構的不足，并解決其在施工過程中遇到的問題。預制短板浮置板軌道形式可以很好地解決這個技術難題，既可以有效發(fā)揮浮置板軌道結構的減振性能，又可以大大提高施工效率和施工質量。

1 預制短板浮置板軌道簡介

預制短板浮置板軌道是在預制件廠生產一定結構型式的標準短板(長度為3.6 m或更短)，然后通過軌道車和龍門吊車運送到現(xiàn)場進行鋪設，完成各方向限位的一種浮置板形式。其支座的布置分2種工況:①浮置板板端簡支，每塊浮置板板下單獨放置6個支座(支座縱向間距1.2 m)，如圖1所示;②浮置板板端有支座，兩相鄰浮置板共用1個支座，(支座縱向間距也是1.2 m)，如圖2所示。板下支座剛度皆為7×106kN/mm。板與板之間用剪力鉸有效連接，形成連續(xù)的質量體，既能保證質量要求，又可保證結構的整體連續(xù)性。

圖1 第一種支座布置形式

圖2 第二種支座布置形式

就減振效果而言，上海、天津等地鐵線路實際鋪設地段的測試數(shù)據(jù)及文獻［9］的研究表明:在保證施工質量、處理好預制短板浮置板之間連接的情況下，預制短板浮置板軌道的減振效果與整體現(xiàn)澆式浮置板幾乎相同甚至略優(yōu)，不同的是兩者的施工工藝及工法。

本文結合幾個常見的施工問題，探討新型預制短板浮置板軌道施工工藝及其與傳統(tǒng)施工方式相比較的優(yōu)勢。

2 預制短板浮置板軌道結構施工工藝

預制短板浮置板軌道施工工藝流程為:施工準備→基底施工→基底測量與標定→隔振器安裝定位→預制板運輸與安裝→鋪設鋼軌→預制板凹槽混凝土二次澆筑→橫向彈性約束板的安裝→橫向彈性約束板側澆注→放迷流電纜等設施安裝→預制板軌道面全面檢查。

3 關鍵施工技術及優(yōu)勢

3.1 基底施工

浮置板道床的基底是整個浮置板道床系統(tǒng)的重要組成部分，施工精度要求很高:平整度誤差要求為2 mm/m2，高程誤差要求為0～－5 mm;澆筑完成后，基底混凝土表面不滿足要求的部位要進行打磨或墊高處理，且嚴禁出現(xiàn)局部打磨凹陷或墊高凸起的現(xiàn)象。所以，基底施工階段的測量放樣工作至關重要，其點位密度、精度須滿足施工過程誤差控制的需要?；资┕ぞ唧w流程為:①清理隧道，安裝鋪軌門吊和走行軌;②浮置板基底鋼筋加工、安放及綁扎;③地基伸縮縫模板和排水溝模板安置，C40基底混凝土澆注及養(yǎng)護?；捉Y構施工示意圖如圖3所示。

圖3 基底結構施工示意圖

3.2 基底測量與標定

浮置板道床的基底通常會由于隧道結構的下沉或盾構的誤差出現(xiàn)偏移，故在下一步施工工藝開始前，應對整個浮置板道床基底進行仔細測量與標定。具體流程為:①測量基底上端面尺寸，若不符合設計要求，應通知設計單位，并確定相關解決方案;②設置軌道中心控制線，為后續(xù)預制短板安裝定位做好準備;③檢查基底平面度，進行平整處理，并清理基底。基底測量、標定的尺寸示意圖如圖4所示。

圖4 基底主要測量與標定尺寸

傳統(tǒng)的浮置板軌道施工中，如果遇到隧道或基底偏差，主要的解決方案便是由設計方變更設計方案，調整設計斷面或尺寸。這樣處理的結果，輕則延誤工期，重則會因為此項偏差而變更以后的所有方案，造成重大經濟損失。相比整體現(xiàn)澆浮置板軌道，預制短板浮置板軌道對隧道或者基底偏差具有更好的適應性。對于不同長度范圍內基底端面尺寸的不協(xié)調，設計院可更換不同長度、寬度、端面尺寸，以及不同隔振器布置形式的預制短板浮置板，對后續(xù)施工流程及整個施工進程均無任何影響。

3.3 隔振器的安裝與定位

預制短板浮置板軌道結構主要應用的隔振器形式為板式隔振器。與傳統(tǒng)浮置板軌道結構相比，其主要特點為:隔振器自身結構與主體軌道板結構分離，便于安裝、運輸與更換;隔振器自身高度可調節(jié)，對基底施工質量要求較低;安裝操作簡單，施工速度快。

圖5為隔振器鋪設流程示意圖，具體鋪設流程如下:①將浮置板隔振器(包括端隔振器和中間隔振器)，按照設計要求擺放;②測量每塊板的隔振器(端隔振器、中間隔振器)的平面度，以端隔振器為基準，確保各隔振器在同一平面上。若中間隔振器高于端隔振器，對中間隔振器底部基底進行打磨;若中間隔振器低于端隔振器，對中間隔振器調高處理;若在隔振器中，有個別高出或低出，則對該隔振器進行處理。

圖5 隔振器鋪設流程示意圖

應用板式隔振器的主要優(yōu)勢還在于:①相對套筒式鋼彈簧隔振器，浮置軌道板內部沒有縱向鋼筋的截斷，更好地保證了軌道板的整體性;②免去了鋼彈簧隔振器安裝中定位銷釘鉆孔時遇到板內鋼筋從而更換鉆頭的難題;③隔振器的鋪設數(shù)量、支承剛度及阻尼系數(shù)可根據(jù)設計要求更換，對設計變更的適應性更強;④隔振器的鋪設可在軌道板的安裝之前或同時進行，大大縮短了施工時間。

3.4 預制短板浮置板的運輸與安裝

預制短板浮置板的運輸與安裝是整個施工流程中最核心的環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)浮置板軌道施工流程相比，預制短板浮置板軌道施工免去了綁扎鋼筋籠、現(xiàn)澆混凝土的環(huán)節(jié)，大大提高了施工速度。根據(jù)具體施工方法可采用以下2種運輸安裝方式。

方法一:如圖6所示，將預制板從吊裝車站吊入隧道，并用鏟車將預制板載向鋪設地段，此時隔振器同步安裝定位，用龍門吊對預制板進行吊裝，達到一體化施工。該方法需要隔振器安裝定位同步施工。

方法二:采用軌道車將預制板從鋪軌基地或吊裝車站運往鋪設地段，再用龍門吊對預制板進行吊裝。預制板安裝完畢后的示意圖見圖7。

圖6 預制短板浮置板吊裝示意圖

圖7 安裝完成結果示意圖

3.5 鋪設鋼軌

預制短板浮置板軌道在鋪設鋼軌時的施工流程與傳統(tǒng)浮置板軌道是一致的，主要為:①組裝軌排;②吊運軌排并安裝，精調尺寸。但是，預制短板浮置板軌道可避開由于鋼彈簧套筒內移而導致的頻繁拆卸、截斷及焊接鋼軌等麻煩。這對于無縫線路尤其是隧道變形較為嚴重的地段具有很大的鋪設優(yōu)勢，不僅避免了由于二次拆卸、焊接鋼軌所帶來的資源浪費，而且使得整個施工過程更為流暢，更有利于施工操作。其軌排鋪設示意圖如圖8所示。

3.6 預制短板凹槽混凝土二次澆注

該施工流程與傳統(tǒng)浮置板軌道結構的施工方法一致:如圖9所示，用C40混凝土、鋼筋在預留的凹槽內進行二次澆注，若加入碳纖維可增加混凝土強度;二次澆注的混凝土不要將扣件掩埋。

圖8 軌排鋪設示意圖

圖9 預制短板凹槽混凝土二次澆注示意圖

3.7 橫向彈性約束板的安裝與板側混凝土澆注

為限制預制短板浮置板的橫向位移，按照設計要求，在預制板兩側位置安裝2塊橫向彈性約束板，并在彈性約束板側澆注混凝土。其示意圖如圖10所示。這不僅限制了軌道板的側移，而且保證了整個結構的整體性能。

圖10 橫向彈性約束板的安裝與板側混凝土澆注示意圖

4 結語

預制短板浮置式軌道結構具有減振效果好、施工速度快、工程適用性強、維修更換容易、施工操作簡單等優(yōu)勢，可避免現(xiàn)澆整體鋼彈簧浮置板在施工操作中所遇到常見問題、疑難問題。本文提出的預制短板浮置板軌道在施工過程中的應對方案以及質量控制辦法，為其在日后工程中的應用提供了關鍵的施工技術和相關參數(shù)。

［1］TB10413—2003鐵路軌道工程施工質量驗收標準［S］.

［2］王罡，王建立，田小毅.提高鋼彈簧浮置板道床施工質量的措施［J］.鐵道標準設計，2008(7):28.

［3］孫鑫，王建立，張寶才，等.盾構隧道中鋼彈簧浮置板道床的施工技術［J］.鐵道標準設計，2007(10):47.

［4］劉錦輝.鋼彈簧隔振器浮置板道床“鋼筋籠法”施工工藝應用［J］.中國鐵路，2011(12):67.

［5］GB 50299—1999地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范［S］.

［6］吳信岑.浮置板軌道工程施工管理與控制［J］.中國高新技術企業(yè)，2011(1):141.

［7］吳川，劉學文，黃醒春.短型浮置板軌道系統(tǒng)隔振性能研究［J］.振動與沖擊，2008，27(8):74.

［8］上海同研城鐵減振技術有限公司.預制短板浮置板軌道結構施工手冊［R］.上海:上海同研城鐵減振技術有限公司，2011.

［9］宮寅.預制裝配式浮置板的減振性能研究［D］.上海:同濟大學，2012.