城市軌道板鋼彈簧預(yù)制技術(shù)分析

李小浩

摘要：城市軌道交通鋼彈簧浮置板現(xiàn)澆施工存在施工流程復(fù)雜、現(xiàn)場施工質(zhì)量控制難度大以及后期維護(hù)保養(yǎng)困難等弊端。采用軌道板鋼彈簧預(yù)制技術(shù)可以有效提高城市軌道交通施工質(zhì)量與施工可操作性，還可以進(jìn)行局部的維修，因而在現(xiàn)代軌道交通施工中具有廣闊的應(yīng)用前景。為了提高城市軌道板鋼彈簧預(yù)制質(zhì)量，本文分析了鋼彈簧浮置板主要設(shè)計(jì)參數(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，介紹了鋼彈簧浮置板預(yù)制注意事項(xiàng)以及檢驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)得到鋼彈簧浮置板預(yù)制應(yīng)用于城市軌道交通施工，可以有效提高施工效率與施工質(zhì)量，還便于后期的維護(hù)、管養(yǎng)，可以進(jìn)行大范圍推廣使用。

關(guān)鍵詞：預(yù)制鋼彈簧浮置板;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);試制試驗(yàn);施工效率

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與城市的擴(kuò)張，城市交通運(yùn)輸需求量不斷上升，地鐵作為城市軌道交通的重要組成部分在解決居民出行問題方面發(fā)揮了重要的作用。但是由于地鐵軌道多位于地下環(huán)境中，對(duì)現(xiàn)場施工限制較大，施工周期長且會(huì)對(duì)附近路段造成振動(dòng)與噪聲等環(huán)境問題，對(duì)附近居民的生活造成不利影響。近年來我國許多城市都已經(jīng)開通地鐵或正在修建，在軌道施工方面已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，以深圳地鐵四期14號(hào)線工程為例，該線用鋼彈簧浮置板道床約21km，軌道板全部采用工廠化預(yù)制。通過鋼彈簧浮置板預(yù)制技術(shù)可以顯著的改善軌道交通現(xiàn)場施工中存在的施工流程復(fù)雜、施工管理困難以及施工效率不高等問題，還可以降低城市軌道交通施工造成的振動(dòng)，提高軌道施工的精度。因此，加強(qiáng)鋼彈簧浮置板預(yù)制技術(shù)的工藝分析與質(zhì)量管理，對(duì)于進(jìn)一步提高城市軌道交通施工質(zhì)量具有重要意義。

1鋼彈簧浮置板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

為了提高鋼彈簧浮置板預(yù)制技術(shù)在城市軌道交通施工中的適用性，針對(duì)鋼軌、扣件及與之相關(guān)參數(shù)制定如下表1所示標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 預(yù)制鋼彈簧浮置板設(shè)計(jì)分析

1.2.1型式尺寸設(shè)計(jì)

采用鋼彈簧浮置板預(yù)制技術(shù)時(shí)應(yīng)在型式設(shè)計(jì)中遵循以下原則：

型式尺寸需要在符合限界要求的條件下預(yù)留一定大小的余量;

為了減少浮置板之間連接件的數(shù)量，提高整體性同時(shí)優(yōu)化減振效果，應(yīng)注意改善參振質(zhì)量并適當(dāng)加長單個(gè)浮置板的長度;

為了避免鋪設(shè)鋼彈簧浮置板時(shí)出現(xiàn)軌道線路中心線與鋼彈簧浮置板中心線出現(xiàn)過大偏差，曲線路段條件下浮置板長度不宜過長;

為了提高預(yù)制鋼彈簧浮置板施工的可操作性，應(yīng)控制其自身重量不宜過大。

為了方便施工，避免施工資源浪費(fèi)，考慮統(tǒng)一外形尺寸。

直線及曲線半徑≥400m曲線地段，浮置板尺寸采用P4765型軌道板（結(jié)構(gòu)尺寸：4765*2600*340mm）;曲線半徑<400m地段采用P3550型軌道板（結(jié)構(gòu)尺寸：3550*2600*340mm）。剛度過渡地段、人防門、廢水泵房等位置設(shè)備相應(yīng)特殊板型。

1.2.2板體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

城市軌道投入使用后會(huì)承受較大的振動(dòng)載荷，橫向?qū)ⅵ?6鋼筋與Φ12鋼筋搭配使用，縱向使用Φ20鋼筋，浮置板使用C50型混凝土澆筑，同時(shí)在隔振器、預(yù)埋套管以及預(yù)制板端部分別設(shè)置抗裂鋼筋、螺旋筋以及加強(qiáng)筋，可以有效保證高振動(dòng)載荷環(huán)境下鋼彈簧預(yù)制板的強(qiáng)度。

1.2.3雜散電流收集

鋼彈簧浮置板雜散電流處理主要依靠由道床鋼筋構(gòu)成的手機(jī)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)較好的排流效果應(yīng)控制鋼筋截面積并在設(shè)計(jì)雜散電流收集網(wǎng)時(shí)預(yù)留排流接口。需要注意的是，用于處理雜散電流的鋼筋均需要使用焊接的方式連接在一起，鋼彈簧浮置板四角需要分別布設(shè)1個(gè)連接端子。

2 鋼彈簧浮置板預(yù)制與質(zhì)量檢驗(yàn)分析

2.1鋼彈簧浮置板預(yù)制生產(chǎn)要點(diǎn)

（1）原材料控制：混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C50，選用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥;最大直徑不大于20mm的二級(jí)或多級(jí)單粒級(jí)碎石;細(xì)度模數(shù)2.3-3.0的天然河砂;原材滿足設(shè)計(jì)與相應(yīng)規(guī)范要求。

（2）工裝設(shè)備：模具應(yīng)具有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，生產(chǎn)使用過程實(shí)行日常和定期檢查包括密封性能、外觀和外形尺寸等;鋼筋骨架在專用胎具上制作，并進(jìn)行定期檢驗(yàn);設(shè)備應(yīng)滿足軌道板澆筑振搗、養(yǎng)護(hù)、脫模、運(yùn)輸?shù)裙δ堋?/p>

（3）生產(chǎn)工藝控制：模具清理干凈并均勻噴涂脫模劑后，安裝預(yù)埋套管、剪力鉸套管、隔振器外套筒等預(yù)埋件，保證數(shù)量、位置、牢固度等滿足設(shè)計(jì)要求;鋼筋定尺加工綁扎，保證鋼筋骨架在軌道板內(nèi)位置，保護(hù)成厚度控制在35-40mm，排流條鋼筋焊接到位;軌道板根據(jù)工藝試驗(yàn)確定澆筑振搗參數(shù)，養(yǎng)護(hù)過程通過采集的環(huán)境、板面、板芯溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控;根據(jù)同條件試件抗壓強(qiáng)度判斷是否可以脫模，脫模后進(jìn)行至少10天保溫保濕養(yǎng)護(hù)。

2.2預(yù)制鋼彈簧浮置板質(zhì)量檢驗(yàn)

預(yù)制鋼彈簧浮置板生產(chǎn)完成后應(yīng)進(jìn)行全面的性能與外觀檢查，以確保預(yù)制出來的鋼彈簧浮置板質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

2.2.1外觀與外形尺寸檢驗(yàn)

外觀方面，應(yīng)檢查預(yù)制出來的鋼彈簧浮置板成品是否存在露筋、蜂窩、麻面、裂縫、棱角損傷或孔洞問題，以鋼彈簧浮置板表現(xiàn)光潔、密實(shí)且顏色均勻?yàn)橐?外形尺寸方面，應(yīng)針對(duì)長度、寬度、厚度以及預(yù)埋套管位置與平整度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，以保證各尺寸參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。

2.2.2 靜載抗裂性能檢驗(yàn)

進(jìn)行靜載抗裂性能檢驗(yàn)時(shí)需要遵照設(shè)計(jì)要求對(duì)在鋼彈簧浮置板表面橫向截面、縱向截面分別進(jìn)行試驗(yàn)，如果鋼彈簧浮置板橫向與縱向均未出現(xiàn)開裂，則判定靜載抗裂性能符合設(shè)計(jì)要求;若橫向與縱向均發(fā)生開裂問題，則判定為不合格。值得說明的是，若施加外力后只有橫向或縱向單個(gè)方向出現(xiàn)開裂，需要再次進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，若仍出現(xiàn)開裂則認(rèn)為靜載抗裂性能不合格，若二次抽檢后未出現(xiàn)開裂則認(rèn)為靜載抗裂性能滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2.3疲勞試驗(yàn)

進(jìn)行疲勞試驗(yàn)是為了檢驗(yàn)預(yù)制的鋼彈簧浮置板在動(dòng)載荷作用下的壽命與抗疲勞性能，試驗(yàn)時(shí)按實(shí)際道床結(jié)構(gòu)組裝鋼軌、扣件、減振元件，在板中部的鋼軌上加載設(shè)計(jì)軸重的2倍（P=2P0），加載速度應(yīng)均勻，加載速率不大于0.5kN/s，并進(jìn)行不低于200萬次的動(dòng)載試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后若鋼彈簧浮置板表面裂紋小于0.2mm則認(rèn)為其抗疲勞性能良好。

2.2.4預(yù)埋套管抗拔力檢驗(yàn)

檢驗(yàn)預(yù)埋套管抗拔力時(shí)從一批預(yù)制的鋼彈簧浮置板中隨機(jī)抽取一件，檢驗(yàn)任意3個(gè)預(yù)埋套管，試驗(yàn)時(shí)抗拔力不低于100KN后持荷3min，若3個(gè)預(yù)埋套管周圍未出現(xiàn)裂紋則判定預(yù)埋套管抗拔力符合設(shè)計(jì)要求，否則判定不合格，進(jìn)行逐個(gè)檢查。

3 結(jié)語

總的來說，通過鋼彈簧浮置板預(yù)制技術(shù)可以有效改善鋼彈簧浮置板現(xiàn)場施工存在的施工流程復(fù)雜、施工質(zhì)量難以控制以及后期可維護(hù)性差等問題。通過合理的板型尺寸設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)配筋以及隔振器布設(shè)控制可有效保證預(yù)制的鋼彈簧浮置板性能，保障城市軌道交通運(yùn)營的安全性與可靠性。

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