京津城際鐵路CRTSⅡ型無砟軌道板拱起病害整治

劉　英，馮　杰

(北京鐵路局北京高鐵工務(wù)段，北京　100070)

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京津城際鐵路CRTSⅡ型無砟軌道板拱起病害整治

劉英，馮杰

(北京鐵路局北京高鐵工務(wù)段，北京100070)

摘要:京津城際鐵路K8 + 900—K9 + 000段為橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，該段上下行線出現(xiàn)3處軌道板拱起，軌道板板端與砂漿層間離縫最大達(dá)到18 mm，列車通過時(shí)有明顯空掉現(xiàn)象，嚴(yán)重影響軌道平順性和列車運(yùn)行安全?，F(xiàn)場檢查分析發(fā)現(xiàn)，在溫度力和列車制動(dòng)力作用下，簡支梁或連續(xù)梁梁端附近鋼軌和軌道板附加力較大，導(dǎo)致軌道板和砂漿層脫離，進(jìn)而出現(xiàn)上拱現(xiàn)象。整治方法:首先，在軌道板縱連鎖定溫度范圍內(nèi)對(duì)上拱軌道板進(jìn)行應(yīng)力放散并重新鎖定;其次，下壓上拱的軌道板并錨固;最后，采用低黏度樹脂材料對(duì)砂漿層離縫進(jìn)行注漿修補(bǔ)。

關(guān)鍵詞:高速鐵路無砟軌道軌道板拱起整治措施

1　軌道板拱起病害概況

京津城際K8 + 900—K9 + 000為橋梁直線地段，全線鋪設(shè)CRTSⅡ型板式無砟軌道，采用跨區(qū)間無縫線路，W300-1型扣件，U71Mn( K) 60 kg/m鋼軌，坡度－2‰。無縫線路鎖定軌溫23°，軌道板鋪設(shè)、鎖定及板間接縫混凝土澆筑施工溫度在20°以下。

分析添乘儀和車載線路檢查儀數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在K8—K9區(qū)段均未出現(xiàn)Ⅱ級(jí)及以上偏差報(bào)警，但高低峰值有增大的趨勢，2015年5月16日高低峰值為1. 94 mm、5 月29日為2. 48 mm、6月16日為3. 16 mm、7月16日為2. 27 mm。7月26日靜態(tài)復(fù)核檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)K8 + 900—K9 + 000處上下行出現(xiàn)3處軌道板拱起，軌道板板端與水泥乳化瀝青砂漿層間離縫最大達(dá)到18 mm，列車通過時(shí)有明顯空掉現(xiàn)象，嚴(yán)重影響軌道平順性和列車運(yùn)行安全。

軌道板上拱在上行K8 + 900—K9 + 000段有2處、下行K8 + 930—K8 + 980段有1處。板間接縫處混凝土出現(xiàn)不同程度的破損和掉塊，軌道板與水泥乳化瀝青砂漿層離縫較大且貫通軌道板，其中上行板號(hào)00984處最大離縫18 mm，板號(hào)00988處最大離縫9 mm，下行板號(hào)00985處最大離縫5 mm。上下行現(xiàn)場軌距超限最大值0. 9 mm、最小值－0. 8 mm，水平超限最大值1. 9 mm、最小值－0. 9 mm，上行的兩處軌道板拱起( 10 m弦線測量)高低峰值分別為10 mm和 6 mm，下行軌道板拱起處高低峰值為4 mm，橋梁及支座均未發(fā)現(xiàn)問題。

2軌道板上拱病害原因分析

高速鐵路橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道主要由鋼軌、扣件系統(tǒng)、預(yù)制軌道板、砂漿調(diào)整層、底座板、滑動(dòng)層、側(cè)向擋塊等結(jié)構(gòu)組成。在軌道板不同深度位置安裝溫度計(jì)進(jìn)行監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，軌道板上熱下冷或下熱上冷。在溫度力作用下，軌道板板端及兩側(cè)產(chǎn)生翹曲變形，易導(dǎo)致軌道板與砂漿層離縫。根據(jù)現(xiàn)場檢查，大部分問題出現(xiàn)在簡支梁或連續(xù)梁活動(dòng)支座一側(cè)，說明在縱向溫度力和列車制動(dòng)力作用下，簡支梁或連續(xù)梁梁端附近鋼軌和軌道板附加力較大，易導(dǎo)致軌道板和砂漿層脫離。軌道板與砂漿層離縫后，軌道板在縱向溫度力作用下產(chǎn)生縱向伸縮，板間接縫處混凝土受壓，導(dǎo)致板間接縫處混凝土和軌道板出現(xiàn)部分損壞，并伴隨著接縫兩側(cè)軌道板出現(xiàn)上拱現(xiàn)象。

3　病害整治措施

軌道板上拱整治方法:在軌道板縱連鎖定溫度范圍內(nèi)，對(duì)軌道板進(jìn)行應(yīng)力放散、重新鎖定，并采用低黏度樹脂材料對(duì)砂漿層離縫注漿修補(bǔ)。

3. 1軌道板上拱修復(fù)施工

1)上拱區(qū)段兩端完好軌道板的錨固

通過在上拱區(qū)段兩端完好的軌道板上鉆孔植筋的方式將軌道板與底座板進(jìn)行錨固，植筋部位一般在軌道板每對(duì)承軌臺(tái)中間位置，植筋數(shù)量和鋼筋布置應(yīng)結(jié)合修復(fù)整治時(shí)的溫度與軌道板實(shí)際鎖定溫度計(jì)算確定，其目的是保證上拱區(qū)段軌道板板間接縫打開后，未傷損區(qū)段軌道板內(nèi)縱向力可以通過設(shè)置的抗剪鋼筋傳遞至底座板上，同時(shí)通過合理布置植筋確保不引起鋼筋混凝土底座板傷損，并避免與底座板后澆帶重疊。本次軌道板上拱整治中，植筋錨固以板間接縫為中心，在左右各3塊板長度范圍內(nèi)進(jìn)行，與板間接縫相鄰的兩塊軌道板分別在1#和10#枕植4根筋(軌道板重新鎖定后進(jìn)行)，其余軌道板各植筋10根。植筋位置見圖1。

圖1上拱區(qū)段兩端完好軌道板的植筋位置(單位: mm)

采用無振動(dòng)水鉆鉆孔，鉆孔直徑為36 mm，深度為390 mm、允許偏差為±20 mm，鉆孔應(yīng)垂直于軌道板板面，允許偏差1°。至設(shè)計(jì)深度后采用風(fēng)管清除積水和浮渣，并用熱風(fēng)機(jī)吹干，成孔后粘貼膠帶封孔進(jìn)行保護(hù)。植筋采用HRB500級(jí)φ28鋼筋，鋼筋長350 mm(底座內(nèi)160 mm，軌道板內(nèi)160 mm)，允許偏差為±5 mm。植筋時(shí)由兩端往中間對(duì)稱進(jìn)行，見圖2。

圖2橋上軌道板植筋示意(單位: mm)

2)上拱軌道板解鎖

上拱軌道板解鎖應(yīng)在兩端完好軌道板植筋錨固的錨固膠達(dá)到強(qiáng)度要求后進(jìn)行，軌道板板間接縫混凝土鑿除處理過程中，應(yīng)以“不損壞張拉鎖件，不破壞縱連體系”為原則，鑿除位置控制在板間接縫處混凝土兩側(cè)，不得損壞軌道板。

3)上拱軌道板下壓及錨固

鑿除板間接縫混凝土，充分釋放軌道板內(nèi)溫度應(yīng)力，施工前采用膠帶將離縫封閉，防止殘?jiān)M(jìn)入板底。清理離縫處混凝土及雜物。下壓上拱軌道板后對(duì)其進(jìn)行植筋錨固。

利用電錘、風(fēng)鎬將板間接縫處的混凝土鑿除，鑿除時(shí)不能損壞張拉鎖件及軌道板結(jié)構(gòu)。對(duì)軌道板端部縱向預(yù)留鋼筋進(jìn)行清理，主要清理預(yù)留精軋螺紋鋼筋表面的防銹膠布以及銹跡。在軌道板端部縱向預(yù)留鋼筋上涂抹潤滑油。因本次施工過程中張拉鎖件未破壞，就原有鎖件進(jìn)行了張拉，張拉扭矩不小于200 N·m，不大于450 N·m。若張拉鎖件被破壞需要重新更換，更換張拉鎖件時(shí)應(yīng)進(jìn)行絕緣處理，軌道板之間的絕緣處理靠張拉鎖件下的絕緣墊片來實(shí)現(xiàn)。張拉完成后，要進(jìn)行絕緣檢測。張拉鎖件安裝時(shí)，按照A-B-C的順序進(jìn)行張拉(見圖3)。遇到預(yù)留精軋螺紋鋼筋前后對(duì)應(yīng)不上的情況，若精扎螺紋鋼筋對(duì)位偏差較小，采用角磨機(jī)打磨精軋螺紋鋼筋端頭，使張拉鎖件能夠擰進(jìn)去;若偏差較大，則要將前后兩個(gè)精軋螺紋鋼筋進(jìn)行校正處理，使其對(duì)位，確保能安裝牢固。

圖3軌道板精軋螺紋鋼筋張拉

4)板間接縫混凝土重新澆筑

按設(shè)計(jì)預(yù)制鋼筋骨架(見圖4)。圖中1號(hào)鋼筋和張拉鎖件之間用收縮軟管絕緣(若條件不滿足可采用絕緣膠布代替)，絕緣管安裝位置嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求執(zhí)行。1號(hào)鋼筋和2號(hào)鋼筋之間采用聚丙烯或聚乙烯材料絕緣，若條件不滿足可采用絕緣膠布代替。

圖4板間接縫混凝土鋼筋布置(單位: mm)

模板采用表面光滑的1. 5 cm厚竹膠板，為保證寬縫側(cè)面與軌道板側(cè)面外形一致，在木模相應(yīng)的位置釘一個(gè)楔塊。若現(xiàn)場施工條件不允許，也可采用簡易模板，即采用250 mm×250 mm鐵皮板代替模板，待混凝土初凝后即可撤掉。

混凝土人工入模，采用插入式振動(dòng)棒振搗，混凝土表面與軌道板平齊，并用抹子抹平?；炷翝仓r(shí)，在軌道板縫兩側(cè)覆蓋土工布進(jìn)行遮擋，以免污染軌道板。待混凝土初凝后立刻撤掉模板。

5)上拱軌道板底部注漿填充

在砂漿層離縫較大處及離縫端部等位置合理地設(shè)置注漿口，注漿口的間距一般為30 cm(間距最大為100 cm)，采用沖擊電鉆沿離縫中心區(qū)域鉆入，鉆入深度至少為15 cm。采用專用封縫材料將離縫表面及注漿口周邊進(jìn)行封閉，封閉過程中防止堵塞注漿口。從離縫的任意一端，將注漿機(jī)的注漿管與注漿口連接，保證注漿口周圍不漏漿。開始注漿時(shí)，當(dāng)下一注漿口有漿液流出時(shí)，封堵注漿口，同時(shí)繼續(xù)注漿直至無法再注入修補(bǔ)材料。然后再把注漿管連接到最后有漿液漏出的注漿口上繼續(xù)注漿，依此類推，直到離縫另一端的注漿口中有漿液流出時(shí)，封閉所有未關(guān)閉的注漿口，完成離縫注漿。待修補(bǔ)材料完全固化后，清除封邊材料和多余的注漿管，并用角磨機(jī)將離縫表面打磨平整。

6)軌道調(diào)整

根據(jù)整修后的軌面幾何尺寸數(shù)據(jù)組織軌道精調(diào)，恢復(fù)軌道幾何狀態(tài)。

3. 2施工注意事項(xiàng)

1)以砂漿離縫最大處板間接縫為中心，要從兩邊成對(duì)對(duì)稱植筋。

2)每塊板最多植筋10根( 5對(duì))，一般為1，3，5，8，10號(hào)軌枕。

3)與板間接縫相鄰的兩塊軌道板植筋4根，分別在1#和10#枕。為使拱起的軌道板下降，待板間接縫重新澆筑完成后再植筋錨固。

4)如果板芯溫度與施工時(shí)軌道板鎖定溫度差不超過15℃，緊挨板間接縫兩軌道板的相鄰軌道板各植筋10根;如果超過15℃，每超過1℃，多植筋2根。

4　結(jié)語

隨著高速鐵路運(yùn)營時(shí)間和運(yùn)營里程的增加，無砟軌道結(jié)構(gòu)病害問題逐漸顯露，并影響到軌道平順性和安全性，尤其是高溫季節(jié)容易出現(xiàn)的軌道板拱起問題，需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除。通過本次病害整治，我們應(yīng)加強(qiáng)建設(shè)期間施工的控制，嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求;高溫季節(jié)要認(rèn)真分析動(dòng)態(tài)檢測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)高低逐漸變化時(shí)要進(jìn)行現(xiàn)場核查，核查要認(rèn)真仔細(xì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題;應(yīng)根據(jù)季節(jié)特點(diǎn)，合理安排無砟軌道結(jié)構(gòu)專項(xiàng)檢查和整治，爭取在病害發(fā)生前完成預(yù)防性整治，在問題發(fā)生后能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，保證高速鐵路絕對(duì)安全。本次軌道板拱起整治屬于管內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)并完成整治，整治效果良好，徹底消除了安全隱患，為無砟道床養(yǎng)護(hù)維修及病害預(yù)防提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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(責(zé)任審編葛全紅)

Treatment of upheaval of CRTSⅡ-type ballastless track slab for Beijing-Tianjin intercity railway

LIU Ying，F(xiàn)ENG Jie

( Beijing High Speed Railway Maintenance Division，Beijing Railway Administration，Beijing 100070，China)

Abstract:CRT SⅡslab ballastless track was used on bridges in K8 + 900—K8 + 000 section of Beijing-T ianjin intercity railway line．T he maximum gap between the end of slab and mortar layer of three delaminated track slabs in double lines was 18 mm，and the track slabs were obviously upheaved under moving trains; thus，the irregularity of tracks may threaten the operation．T he field investigation shows that the large additional force of rail and slab near the end of simply supported beam and continuous beam under the effect of temperature and train-induced dynamic load results in separation of slab and mortar，even upheaval．T reatment measures were proposed in this paper．First of all，the upheaval track slab was stress released and relocked in the locked temperature range of longitudinal connected ballastless track．Secondly，the upheaval track slab was pressed and anchored．Finally，mortar layer gap was grouted with the low viscosity resin．

Key words:High Speed railway; Ballastless track; T rack slab; Upheaval; T reatment measures

文章編號(hào):1003-1995( 2016) 02-0142-04

作者簡介:劉英( 1968—)，男，工程師。

收稿日期:2015-10-01;修回日期: 2015-11-10

中圖分類號(hào):U213．44

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

DOI:10．3969 /j．issn．1003-1995．2016．02．34