預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床施工技術(shù)研究

張 濤，盧文文

（廈門軌道交通集團(tuán)有限公司，福建廈門 361004）

1 預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床簡(jiǎn)介

預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床是一種新型的重量級(jí)減振、降噪軌道減振系統(tǒng)，主要由道床基底、預(yù)制浮置短板、鋼彈簧、密封防水膠條結(jié)構(gòu)組成（圖?1）。浮置短板道床軌道系統(tǒng)由鑲嵌在預(yù)制板中的鋼彈簧隔振器支撐，形成了一個(gè)質(zhì)量-彈簧減振系統(tǒng)，避免列車荷載造成振動(dòng)和產(chǎn)生噪聲。理論分析及試驗(yàn)表明，預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床軌道與普通整體道床軌道相比較，具有良好的減振降噪性能。

圖1 預(yù)制鋼彈簧浮置短板軌道結(jié)構(gòu)

2 預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床施工技術(shù)

2.1 施工工藝流程

預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床軌道施工過程中，需結(jié)合施工環(huán)境對(duì)鋪設(shè)施工方案進(jìn)行調(diào)整細(xì)化，以確保鋪設(shè)預(yù)制短板的平順性和道床結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免由于基底施工缺陷問題造成鋪設(shè)的鋼彈簧浮置短板凹凸、接縫參差不齊而影響道床減振效果。

預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床鋪設(shè)前，應(yīng)先對(duì)鋪設(shè)結(jié)構(gòu)基底進(jìn)行處理及找平，在測(cè)量確認(rèn)基底幾何尺寸滿足設(shè)計(jì)平順度要求后，用“機(jī)械吊裝鋪軌法”?鋪設(shè)預(yù)制鋼彈簧浮置短板，之后安裝鋼軌、扣配件，初步精調(diào)預(yù)制鋼彈簧浮置短板，進(jìn)行預(yù)制鋼彈簧浮置短板頂升及附屬設(shè)施安裝，最后進(jìn)行預(yù)制鋼彈簧浮置短板軌道系統(tǒng)檢測(cè)，其施工工藝流程見圖?2。

2.2 工藝要求

（1）施工準(zhǔn)備。鋪設(shè)預(yù)制鋼彈簧浮置短板前，必須設(shè)置測(cè)量控制基標(biāo)，基標(biāo)的設(shè)置分?2?部分進(jìn)行：①設(shè)置的加密基標(biāo)用于浮置板基底的施工；②設(shè)置固定、永久的高精度鋪軌基標(biāo)，用于預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床的鋪設(shè)和軌道幾何尺寸的調(diào)整?？刂苹鶚?biāo)設(shè)置在線路中心線上，并根據(jù)每塊預(yù)制短板的位置每?3.6??m?設(shè)置1?個(gè)，基標(biāo)要有明顯標(biāo)識(shí)便于浮置板后期的養(yǎng)護(hù)與維修（圖?3）。

圖2 預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床軌道施工工藝流程

（2）基底清理。對(duì)于鋪設(shè)預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床軌道的地段，必須對(duì)結(jié)構(gòu)基底進(jìn)行找平和清潔，不平整度控制在±4??mm?以內(nèi)，避免基底表面出現(xiàn)尖銳突起損壞材料；結(jié)構(gòu)底板必須保證不能有可見的水，滲水、結(jié)構(gòu)漏水處必須處理以確保結(jié)構(gòu)底板干燥。

（3）基底鋼筋綁扎。鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)前，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)測(cè)，消除隧道土建結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)線路中線存在的差異；鋼筋網(wǎng)按照設(shè)計(jì)間距鋪設(shè)，鋪設(shè)中注意校正和調(diào)整預(yù)留中心水溝的位置偏差＜15??mm，鋼筋保護(hù)層＞20??mm，基底鋼筋綁扎完成并檢查驗(yàn)收合格后進(jìn)入下道工序（圖?4）。

圖3 基標(biāo)設(shè)置示意圖

圖4 基底鋼筋網(wǎng)

（4）板縫、水溝模板安裝。預(yù)制鋼彈簧浮置短板整體道床基底鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)后，按照設(shè)計(jì)的道床板結(jié)構(gòu)尺寸、厚度、寬度要求，在鋪設(shè)段標(biāo)識(shí)處預(yù)設(shè)板縫，鋪設(shè)浮置短板并按照設(shè)計(jì)對(duì)預(yù)留板縫進(jìn)行調(diào)整，最后安裝中心水溝模板。

（5）混凝土澆筑。澆筑前先對(duì)基底鋼筋網(wǎng)、中心水溝安裝模板的尺寸、外觀進(jìn)行復(fù)檢，滿足要求后澆筑浮置短板道床基底混凝土。道床混凝土的澆筑面標(biāo)高，依照設(shè)置在每塊短板上的第?1、第?3?對(duì)外套筒中心偏外?50??mm處?的基準(zhǔn)樁進(jìn)行總體控制。以中心水溝外偏200??mm?位置處的高程控制樁，對(duì)混凝土澆筑完成后的平整度進(jìn)行量測(cè)控制，同時(shí)測(cè)量整塊短板擺放位置的高差，整修澆筑過程中的超限尾部，確?；灼秸葷M足鋪設(shè)要求。

（6）澆筑完成后的預(yù)制鋼彈簧浮置短板整體道床基底應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度和平整度要求，對(duì)基底的表面平整度進(jìn)行復(fù)檢，對(duì)凹凸坑穴采取相同配比的混凝土砂漿填平，對(duì)于表面松動(dòng)石塊、浮漿采取措施處理，確?；椎钠巾樁葷M足預(yù)制短板鋪設(shè)的最低設(shè)計(jì)要求。

（7）預(yù)制鋼彈簧浮置短板預(yù)制。在工廠對(duì)浮置短板進(jìn)行預(yù)制加工，對(duì)每塊浮置短板進(jìn)行系統(tǒng)化驗(yàn)收、檢查，確保每塊板質(zhì)量合格、外觀平順、預(yù)埋件齊全。

（8）預(yù)制鋼彈簧浮置短板運(yùn)輸。采用汽車或火車運(yùn)輸方式，預(yù)制浮置短板成品到達(dá)工地后應(yīng)按型號(hào)和批次分區(qū)儲(chǔ)存并設(shè)明顯標(biāo)識(shí)，嚴(yán)禁不同型號(hào)和批次的產(chǎn)品混裝儲(chǔ)存，對(duì)進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)不合格的預(yù)制浮置短板要單獨(dú)存放或直接退回。預(yù)制浮置短板存放基礎(chǔ)必須堅(jiān)固、平整、無沉陷，采用平放方式堆放，層數(shù)不超過?4?層，每層凈空不小于?20??cm，預(yù)制短板底部對(duì)稱設(shè)置墊木，中心間距?1.2～1.5??m?并保證墊木上下對(duì)齊（圖?5）。

圖5 預(yù)制鋼彈簧浮置短板堆放

（9）預(yù)制鋼彈簧浮置短板鋪設(shè)。軌道運(yùn)輸車輛運(yùn)至鋪設(shè)地段后用鋪軌龍門吊吊裝鋪設(shè)。根據(jù)控制基標(biāo)調(diào)整浮置短板中心線及前后位置，直線段鋪設(shè)時(shí)浮置短板中心線要與設(shè)計(jì)軌道中心線重合；曲線浮置短板半徑與線路曲線半徑相同時(shí)，考慮線路中心線與預(yù)制短板中心線偏移量；浮置短板曲線半徑與線路曲線段不同時(shí)，按平分正矢法布置浮置短板，即按?3.6??m?弦正矢的?1/2?或?2/3布置浮置短板中心線。

（10）安裝鋼軌、配件及浮置短板調(diào)整。浮置短板鋪設(shè)完成后精確調(diào)整每塊板位置，清理扣配件螺栓孔并安裝扣配件，鋼軌推入軌槽內(nèi)并緊固扣配件，初步完成浮置短板安裝，之后再次調(diào)整每塊浮置短板之間的板縫尺寸，確保板與板之間預(yù)留尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。

（11）安裝水平剪力板。已經(jīng)安裝完成的預(yù)制鋼彈簧浮置短板每隔?7?塊安裝?1?對(duì)可調(diào)式長(zhǎng)孔水平剪力板，每塊短板之間采用固定圓孔式剪力板連接，將鋪設(shè)的每塊浮置短板牢固、穩(wěn)定地緊密連接起來，形成穩(wěn)定的道床體系（圖?6）。

圖6 水平剪力板安裝

（12）頂升鋼彈簧浮置短板及內(nèi)套筒安裝、調(diào)平。在浮置短板預(yù)留的鋼彈簧隔振器筒內(nèi)安裝水平限位器，之后將隔振器內(nèi)套筒使用專用工具放入外套筒內(nèi)，安裝完成密封螺栓后將孔內(nèi)內(nèi)套筒進(jìn)行調(diào)平。當(dāng)內(nèi)套筒和承載擋塊間豎向空隙填充完畢后開始頂升作業(yè)。頂升按照3?個(gè)階段實(shí)施，確保鋪設(shè)的預(yù)制鋼彈簧浮置短板整體道床滿足減振設(shè)計(jì)要求后，安裝鎖緊墊片，鎖緊螺栓，加蓋鋼彈簧套筒筒蓋，形成成品整體道床（圖?7）。

（13）安裝密封條、中心水溝檢查孔及軌道幾何尺寸檢查。預(yù)制鋼彈簧浮置短板整體道床頂升完成后，按照設(shè)計(jì)圖紙要求安裝道床兩側(cè)密封條、中心水溝檢查孔，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整體道床幾何尺寸精調(diào)，完成預(yù)制鋼彈簧浮置短板整體道床軌道鋪設(shè)安裝。

3 預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床軌道減振效果試驗(yàn)對(duì)比

對(duì)武漢地鐵?4?號(hào)線二期工程預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床與地下線普通整體道床進(jìn)行了減振降噪效果對(duì)比測(cè)試分析，測(cè)試點(diǎn)為道床正上方地面邊側(cè)?0??m?和?7.5??m?處。

圖7 浮置短板整體道床頂升

（1）地面測(cè)點(diǎn)垂向振動(dòng)?VLzmax（1～80??Hz）。按照?GB/T13441-1992《人體全身振動(dòng)環(huán)境的測(cè)量規(guī)范》、GB/T13441.1-2007《機(jī)械振動(dòng)與沖擊人體暴露于全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)》計(jì)權(quán)，得到普通整體道床?0??m、7.5??m?處垂向振動(dòng)?VLzmax?平均值分別為?69.9～70.9??dB、73.4～74.6??dB；預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床地面測(cè)點(diǎn)?0??m、7.5??m?處?VLzmax?平均值分別為?56.2～57.1??dB、59.1～60.5??dB；插入損失?ΔVLzmax?分別為?12.8～12.9??dB、14.7～15.5??dB，見表1。

表1 地面測(cè)點(diǎn)垂向振動(dòng) VLzmax 和Δ VLzmax dB

（2）地面測(cè)點(diǎn)鉛垂向振動(dòng)?VLz10（1～80??Hz）。按照?GB/T13441-1992《人體全身振動(dòng)環(huán)境的測(cè)量規(guī)范》、GB/T13441.1-2007《機(jī)械振動(dòng)與沖擊人體暴露于全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)》計(jì)權(quán)，得到普通整體道床?0??m、7.5??m?處鉛垂向振動(dòng)VLz10?平均值分別為?69.3～70.0??dB、72.7～73.7??dB；鋼彈簧浮置板道床地面測(cè)點(diǎn)0?m、7.5?m?處VLz10?平均值分別為53.8～55.6?dB、57.1～59.2?dB；插入損失Δ VLz10?分別為?13.7～16.2??dB、13.5～16.6??dB，見表2。

表2 地面 VLz10 和Δ VLz10 dB

以上分析表明，相對(duì)于普通整體道床，按照?GB/T?13441-1992《人體全身振動(dòng)環(huán)境的測(cè)量規(guī)范》鉛垂向計(jì)權(quán)，預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床地面測(cè)點(diǎn)?0??m、7.5??m?處的插入損失Δ VLzmax?為12.8～14.7??dB，Δ VLz10?為13.7～16.2??dB；按照?GB/T?13441.1-2007《機(jī)械振動(dòng)與沖擊人體暴露于全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)》鉛垂向計(jì)權(quán)，預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床直線段地面測(cè)點(diǎn)0??m、7.5??m?處的插入損失Δ VLzmax?為?12.9～15.5??dB，ΔVLz10?為?13.5～16.6??dB。可見，預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床較普通整體道床減振效果明顯。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床是一種新型減振道床結(jié)構(gòu)，目前正在逐步應(yīng)用于城市軌道交通中。通過提前預(yù)制鋼彈簧浮置短板，克服了傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋籠式鋼彈簧浮置板道床在施工過程中表面不平順、道床面積水、道床面高于鋼彈簧套筒、澆筑混凝土堵塞隔振桶等一系列問題，提高了施工質(zhì)量和施工效率，提高了預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床的減振效果。

（2）通過預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床軌道系統(tǒng)在武漢地鐵?4?號(hào)線二期工程中的施工探索，形成了一套完整的施工工藝及質(zhì)量控制程序，運(yùn)營(yíng)效果表明預(yù)制鋼彈簧浮置短板道床軌道完全能夠滿足軌道減振降噪要求。

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