橋梁伸縮縫處無(wú)砟軌道混凝土底座施工技術(shù)研究

鄭春海

摘要：我國(guó)高速鐵路無(wú)砟軌道形式較多，其中有枕式、板式結(jié)構(gòu)，有縱連式和單元式。CRTSI型板式、CRTSIII型板式以及雙塊式無(wú)砟軌道均屬于單元結(jié)構(gòu)。單元結(jié)構(gòu)在溫度受力條件下眾多優(yōu)勢(shì)，但由于混凝土底座與擋水臺(tái)（橋梁伸縮縫耐候鋼）同時(shí)澆筑，故在大跨度橋梁和小曲率半徑橋梁地段伸縮縫處混凝土底座施工較為困難，質(zhì)量缺陷較多，而且屬于隱蔽工程，運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)病害很難整治。本文通過(guò)對(duì)無(wú)砟軌道底座混凝土模板設(shè)計(jì)研究，并結(jié)合混凝土澆筑工藝質(zhì)量控制，有效提高了橋梁伸縮縫底座混凝土實(shí)體質(zhì)量，便于參考借鑒。

Abstract： There are many forms of ballastless track in China's high-speed railway， including pillow type， plate type structure， longitudinal connection type and unit type. CRTSI type slab， double block and CRTSIII type slab ballastless track are all unit structures. The unit structure has many advantages under the temperature stress condition， but because the concrete base and the water retaining platform （bridge expansion joint weathering steel） are poured at the same time， it is difficult to construct the concrete base at the expansion joint of the large-span bridge and the small curvature radius bridge section， with many quality defects， and it belongs to the concealed project， so it is difficult to treat the diseases in the operation process. In this paper， through the research on the concrete formwork design of ballastless track base， combined with the quality control of concrete pouring process， the concrete quality of the bridge expansion joint base is effectively improved， which is convenient for reference.

關(guān)鍵詞：橋梁伸縮縫;擋水臺(tái);混凝土底座;端頭模板

Key words： bridge expansion joint;water retaining platform;concrete base;end template

中圖分類(lèi)號(hào)：[TU997] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）25-0117-04

1 ?橋梁伸縮縫處無(wú)砟軌道混凝土底座設(shè)計(jì)形式

橋梁伸縮縫耐候鋼埋設(shè)在梁體上部的擋水臺(tái)，擋水臺(tái)與無(wú)砟軌道混凝土底座同步施工（如圖1）。根據(jù)扣件間距設(shè)計(jì)原則：軌道板板縫一般控制在70-100m范圍內(nèi)，特殊情況下最小板縫不得小于60mm，最大不大于140mm，一般情況下相鄰扣件節(jié)點(diǎn)間距≤680mm，個(gè)別大跨度橋梁的大縫地段扣件間距最大不超過(guò)725mm。底座范圍內(nèi)擋水臺(tái)在梁縫寬度超過(guò)100mm的簡(jiǎn)支梁和寬度超過(guò)140mm的大跨度橋梁應(yīng)懸出梁體[1]。

2 ?橋梁伸縮縫處混凝土底座存在問(wèn)題

橋梁伸縮縫處底座施工未引起高度重視，底座縱向模板在與橋梁伸縮縫耐候鋼沖突時(shí)，往往是通過(guò)切割底座模板來(lái)實(shí)現(xiàn)，造成底座漏漿嚴(yán)重、混凝土質(zhì)量差（如圖2）。遇到小曲率半徑或大跨度橋梁時(shí)，為保證梁縫處底座間距，懸出底座底部采用墊模板、泡沫板，澆筑混凝土?xí)r漏漿、塌陷現(xiàn)象嚴(yán)重。端頭模板固定方式各異，造成底座間距大小不一，橋梁伸縮縫橡膠止水帶安裝困難，底座長(zhǎng)度不足造成道床懸出底座現(xiàn)象。成品保護(hù)不到位，耐候鋼擾動(dòng)造成底座受力開(kāi)裂[2][3]。

3 ?底座模板設(shè)計(jì)

3.1 混凝土底座端頭模板設(shè)計(jì)

橋梁伸縮縫處無(wú)砟軌道混凝土底座端頭模板采用高度500mm，厚度5mm，長(zhǎng)度3000mm鋼板制作。端模兩側(cè)與底座縱向模板栓接，中間采用3道X型平均分布固定，混凝土澆筑振搗端模允許變形1.75mm，經(jīng)檢算，直線段底座混凝土高度200mm，受力無(wú)明顯變形，滿(mǎn)足要求。曲線超高段底座混凝土高度440mm，經(jīng)檢算300-500mm超高端模板，不等高，不加肋板最大變形1.35mm，加肋版最大變形0.35mm，豎肋（40cm間距）如圖3、圖4。

3.2 混凝土底座縱向長(zhǎng)度調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)

混凝土底座側(cè)模需根據(jù)梁體或無(wú)砟軌道單元長(zhǎng)度不同進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)混凝土底座伸縮縫位置增加調(diào)節(jié)塊，調(diào)節(jié)塊選擇10mm、20mm厚鋼板，高度和寬度與混凝土底座側(cè)模斷面一致。

3.3 懸出梁端混凝土底座底部模板設(shè)計(jì)

懸出梁端底模為5mm鋼板加工而成，梁端與底座采用栓接固定，中部與底座端頭模板通過(guò)高強(qiáng)磁鐵吸附固定，高度通過(guò)伸縮拉桿與端頭模板上部固定。

3.4 端頭模板固定方式和受力分析

混凝土底座端頭模板兩端與縱向模板采用栓接固定，中間采用三個(gè)活動(dòng)十字架+木楔對(duì)頂使其與耐候鋼密貼，下部與懸出梁體底部模板通過(guò)高強(qiáng)磁鐵自然吸附固定，上部通過(guò)上下和左右調(diào)整的卡扣固定。（圖5、圖6）

4 ?施工工藝

橋梁伸縮縫處無(wú)砟軌道混凝土底座施工工藝主要由測(cè)量放樣、鋼筋網(wǎng)片安裝、模板安裝、底座混凝土施工、模板拆除、底座伸縮縫填縫、檢查驗(yàn)收、橋梁伸縮縫安裝、成品保護(hù)等工序組成。

4.1 測(cè)量放樣

首先根據(jù)采集的實(shí)際梁端坐標(biāo)通過(guò)布板軟件進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)布板數(shù)據(jù)，利用CPⅢ控制網(wǎng)對(duì)每塊軌道板對(duì)應(yīng)的底座進(jìn)行測(cè)量放樣，底座靠梁端放樣應(yīng)按距擋水臺(tái)向跨中方向在梁端5cm處設(shè)點(diǎn)，彈線后延伸至梁端，保證底座與梁端對(duì)齊，曲線地段或大跨度連續(xù)梁地段要根據(jù)梁縫兩端軌道板承軌臺(tái)距離滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，確定底座懸出長(zhǎng)度。

4.2 鋼筋網(wǎng)片安裝

鋼筋網(wǎng)片應(yīng)按設(shè)計(jì)布置，鋼筋網(wǎng)片如有變形影響安裝時(shí)需做專(zhuān)門(mén)處理，并經(jīng)重新檢查合格后方可使用。特別注意下層網(wǎng)片縱向鋼筋在下，上層網(wǎng)片縱向鋼筋在上。上下兩層網(wǎng)片縱、橫向端部采用U型筋連接閉合，并按設(shè)計(jì)要求設(shè)置架立筋。鋼筋與橋梁伸縮縫耐候鋼應(yīng)進(jìn)行焊接，梁縫處兩端伸縮縫耐候鋼位置、間距與布板數(shù)據(jù)一致，高度、平整度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。下層鋼筋網(wǎng)片應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置保護(hù)層墊塊，墊塊混凝土強(qiáng)度等級(jí)同底座混凝土，墊塊按梅花形布置，上下鋼筋網(wǎng)片凈保護(hù)層厚度為35mm[4]。

4.3 模板安裝

模板安裝前需涂刷脫模劑，根據(jù)測(cè)量放樣的點(diǎn)位對(duì)模板進(jìn)行定位，模板上標(biāo)記出底座收坡前高程位置，模板頂面縱坡應(yīng)與線路縱坡一致，便于找平。模板定位后，應(yīng)采用砂漿封堵模板底部與梁面的縫隙，避免澆筑混凝土?xí)r漏漿[5]。

底座伸縮縫采用8+4+8mm三層鋼板，與相鄰底座側(cè)模通過(guò)螺栓連接，伸縮縫位置調(diào)整通過(guò)縱向模板的調(diào)節(jié)塊完成，確保軌道板縫與其一致。梁端底座縱向模板應(yīng)與伸縮縫耐候鋼嚴(yán)密結(jié)合，防止漏漿。端模安裝前應(yīng)檢查耐候鋼內(nèi)密封條是否完好，與縱向模板通過(guò)螺栓固定，懸出底部模板與端模、縱向模板通過(guò)磁鐵連接，與梁體結(jié)合部的縫隙采用砂漿密封。

側(cè)模加固完成后，安裝凹槽模板。凹槽模板應(yīng)先確定平面位置，再調(diào)節(jié)高程。凹槽橫梁與側(cè)模上的凹槽預(yù)留孔固定，通過(guò)橫梁上的長(zhǎng)孔調(diào)節(jié)凹槽縱向位置，通過(guò)凹槽中間的垂向連接螺栓，調(diào)節(jié)凹槽橫向位置。凹槽高程調(diào)整完成后鎖緊螺栓，防止凹槽模板偏移或上浮[6]。

4.4 底座混凝土施工

底座混凝土施工主要包含混凝土的澆筑、振搗、整平、收面及養(yǎng)護(hù)等工序。模板安裝完成后，經(jīng)檢查其幾何尺寸及高程符合設(shè)計(jì)要求后，方可澆筑底座混凝土。底座混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，混凝土采用罐車(chē)輸送至施工地點(diǎn)，汽車(chē)泵泵送或滑槽入模，插入式振搗棒振搗混凝土。澆筑時(shí)注意限位凹槽處，不得出現(xiàn)漏振或過(guò)振等現(xiàn)象[7]。

①施工準(zhǔn)備。混凝土澆筑前，除要仔細(xì)檢查澆筑前的準(zhǔn)備工作是否充分。②混凝土澆筑?；炷恋鬃捎梅謮K進(jìn)行澆灌?；炷敛剂蠒r(shí)，應(yīng)由模板低邊往高邊進(jìn)行，左右兩幅布料的速度要基本保持一致。③混凝土振搗。底座混凝土采用插入式搗固器振搗，振搗時(shí)間要合適，一般控制在25～40s為宜，以混凝土表面不再下沉、無(wú)氣泡、表面泛漿為宜，避免漏振、過(guò)振。振搗過(guò)程中遵循快插慢拔的方式，且應(yīng)防止對(duì)鋼筋和模板的撞擊。凹槽四周應(yīng)振搗密實(shí)，施工中嚴(yán)格控制底座標(biāo)高。④混凝土整平。混凝土搗固完成后，人工用鋁合金尺刮平或攤鋪機(jī)來(lái)回輥壓幾遍粗平，然后用抹子壓平，一般情況下，收面工作至少要進(jìn)行2次。⑤混凝土收面。因底座表面需鋪設(shè)土工布，所以混凝土表面無(wú)須拉毛，需壓光收面。⑥混凝土養(yǎng)護(hù)。底座混凝土養(yǎng)護(hù)采用塑料薄膜+土工布覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)的方式。當(dāng)環(huán)境氣溫低于5℃時(shí)，禁止灑水養(yǎng)護(hù)，并采取適當(dāng)?shù)谋卮胧８采w灑水保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少14天[8][9]。

4.5 模板拆除

底座模板拆除混凝土強(qiáng)度不低于2.5MPa，梁體端部底座縱向、端頭和懸出底部模板應(yīng)注意避免對(duì)耐候鋼的擾動(dòng)，防止底座混凝土開(kāi)裂或破損。

4.6 底座伸縮縫填縫

底座伸縮縫在底座施工完成后加以保護(hù)，防止雜物進(jìn)入，并應(yīng)在中間隔離層土工布鋪設(shè)前完成嵌縫板安裝和密封膠灌注，嵌縫板安裝前應(yīng)將縫內(nèi)雜物清理干凈，確保嵌縫深度符合設(shè)計(jì)要求。

4.7 檢查驗(yàn)收

底座施工完成后應(yīng)組織檢查，檢查主要項(xiàng)目有：底座頂面高程、寬度、中線位置、平整度、底座外側(cè)排水坡，凹槽中線位置、深度、平整度、長(zhǎng)度和寬度、相鄰凹槽中心間距，伸縮縫位置、尺寸、嵌縫材料嵌填密實(shí)度等。對(duì)不符合要求的應(yīng)進(jìn)行處理，重新驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序施工[10][11]。

4.8 橋梁伸縮縫安裝

橋梁伸縮縫安裝前應(yīng)首先將耐候鋼內(nèi)泡沫條清除干凈，選擇匹配的橡膠止水帶，安裝過(guò)程中注意底座邊角保護(hù)。

4.9 成品保護(hù)

無(wú)砟軌道底座與線下工程等交叉作業(yè)時(shí)，應(yīng)做好線下已完工程及無(wú)砟軌道底座的成品保護(hù)，明確責(zé)任劃分，并組織檢查落實(shí)。無(wú)砟軌道底座混凝土成品應(yīng)防止外力碰撞面導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)“崩、缺、掉”等現(xiàn)象。橋梁底座施工結(jié)束后不允許有機(jī)油、油漆、膠或粘結(jié)劑等污染物灑落在梁面上，更不允許在其上拌和修補(bǔ)砂漿。在底座頂面上堆放鋼筋或其他重物時(shí)，要墊木塊避免劃傷工作面。吊裝移動(dòng)時(shí)，嚴(yán)禁在底座頂面、板面上拖滑。嚴(yán)禁將橋面固體廢棄物通過(guò)泄水孔棄至梁體箱內(nèi)或翼緣板下，并實(shí)行專(zhuān)人負(fù)責(zé)制，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)將從嚴(yán)處理[12]。

5 ?現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

橋梁伸縮縫處底座施工技術(shù)在寧安鐵路、京沈客專(zhuān)、合安鐵路等項(xiàng)目的不斷改進(jìn)和提高，總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，優(yōu)化了混凝土底座模板設(shè)計(jì)。橋梁伸縮縫處底座順直度得到了提高，漏漿現(xiàn)象明顯減少，梁縫寬度均控制在設(shè)計(jì)范圍。

6 ?結(jié)論

隨著我國(guó)高速鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展，單元式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)是應(yīng)用的趨勢(shì)，西部山區(qū)小曲率半徑和大跨度橋梁越來(lái)越多，超過(guò)140mm的梁縫會(huì)比較常見(jiàn)。施工質(zhì)量控制更多取決于工藝工裝的適用性。橋梁伸縮縫處無(wú)砟軌道混凝土底座與擋水臺(tái)一體施工技術(shù)，有效解決了小曲率半徑和大跨度橋梁地段超寬梁縫處底座施工困難，端頭模板設(shè)計(jì)減少了混凝土漏漿、跑模等質(zhì)量缺陷，高強(qiáng)磁鐵的應(yīng)用提高了模板安裝和拆除施工工效，為類(lèi)似工程提供了參考和借鑒，具有較高的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]李賓升.高速鐵路橋梁CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道施工技術(shù)應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2018，37（11）.

[2]賀新春.CRTSⅠ型板式無(wú)砟軌道板底座及凸形擋臺(tái)施工工藝[J].交通世界，2017（20）：150-151，153.

[3]趙偉.CRTSⅠ型軌道板底座砼及凸形擋臺(tái)施工質(zhì)量控制技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（05）：46-47.

[4]黃小華，周帥，楊吉忠.客運(yùn)專(zhuān)線橋梁段雙塊式無(wú)砟軌道底座優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].鐵道建筑，2016（06）：129-132.

[5]安鑫鑫.CRTSⅠ型板式無(wú)砟軌道板底座施工橋梁地段質(zhì)量控制淺析[A].中鐵五局哈大鐵路客運(yùn)專(zhuān)線施工論文集[C].2010：5.

[6]王新民.無(wú)砟軌道底座施工成套工裝研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2017（03）：1-5.

[7]薛娟.橋梁地段無(wú)砟軌道底座板施工探析[J].黑龍江科技信息，2013（10）：299，68.

[8]馬穎仙.客運(yùn)專(zhuān)線橋上CRTSⅠ型板式無(wú)砟道床施工技術(shù)[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2013，11（02）：74-76.

[9]陳嚴(yán)生.高速鐵路橋梁CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道施工技術(shù)應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2017（4）.

[10]熊冠勛，常光輝.無(wú)砟軌道底座板施工質(zhì)量控制分析[J].居舍，2018（7）.

[11]萬(wàn)德林.商合杭高鐵大跨度連續(xù)梁底座板施工技術(shù)[J].建筑機(jī)械，2017（4）.

[12]張永良，羅振環(huán).板式無(wú)砟軌道底座板在橋梁上的施工質(zhì)量控制[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2011（03）：29-30.