城市軌道交通預(yù)制鋼彈簧浮置板式整體道床靜動態(tài)檢測施工控制

【摘要】通過對城市軌道交通地下軌道鋼彈簧浮置板小曲線段鋼彈簧頂升進行分析研究，對預(yù)制鋼彈簧浮置板受力、偏移量、預(yù)制鋼彈簧浮置板頂升量、剪力鉸安裝等角度分析，從而得到對應(yīng)預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床靜動態(tài)檢測結(jié)果，總結(jié)施工經(jīng)驗，以期為后續(xù)同類型施工提供參考。

【關(guān)鍵詞】裝配式；預(yù)制鋼彈簧浮置板；頂升；剪力鉸；動態(tài)檢測

【中圖分類號】U231" " " 【文獻標志碼】A" " " "【文章編號】1673-6028（2024）03-0129-04

0 引言

自1965年北京地鐵1號線正式開工至今，國內(nèi)地鐵經(jīng)歷了59年發(fā)展，至今已遍及45座城市。2015年提出的國家綠色發(fā)展理念直接貫徹到城市軌道施工中，由最初的現(xiàn)澆整體道床，發(fā)展至現(xiàn)在的普通預(yù)制板整體道床、減振墊預(yù)制板整體道床、預(yù)制中檔鋼彈簧預(yù)制板整體道床、預(yù)制高檔鋼彈簧預(yù)制板整體道床、預(yù)制板式道岔及預(yù)制柱式檢查坑整體道床等。伴隨設(shè)計理念的發(fā)展，施工工藝及技術(shù)不斷更新。在城市軌道交通設(shè)計范圍內(nèi)，下穿科研機構(gòu)、醫(yī)院、學(xué)校等場所處，采用特殊減振整體道床，比如，預(yù)制中檔鋼彈簧預(yù)制板整體道床、預(yù)制高檔鋼彈簧預(yù)制板整體道床，以減少對地面震動影響。在預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床施工中，小曲線半徑段，預(yù)制板鋼彈簧浮置板鋪設(shè)、頂升、剪力鉸安裝為施工重難點。通過小曲線半徑預(yù)制鋼彈簧浮置板鋪設(shè)、頂升、剪力鉸安裝施工工藝研究，總結(jié)施工經(jīng)驗為后續(xù)同類型施工提供參考。

1 工程概況

蘇州軌道交通6號線工程軌道施工項目Ⅵ-GS-04標正線鋪軌工程起于港田路站（不含），途經(jīng)金家堰站、斜步站、新昌路站、金尚路站、桑田島站，止于新慶路站（含），共6站6區(qū)間。設(shè)計里程范圍：左線ZDK30+026.961～ZDK36+110.600，右線YDK30+023.841

～YDK36+110.600，桑田島停車場出入線段LDK0+000.000

～LDK0+264.000、LDKO+000.000～LDK0+263.317。正線、配線及出入線段鋪軌長度約12.782km，疏散平臺約8.96km。主要施工任務(wù)包括正線軌道、疏散平臺及相關(guān)附屬工程施工。

其中，新昌路站-金尚路站右線G3540（D）板2塊、P3540（D）板55塊，曲線半徑R450mm；桑新區(qū)間左線G3540（D）板2塊、P3540（D）板41塊、P5920（D）板9塊，曲線半徑R450mm；桑新區(qū)間右線G3540（D）板2塊、P3540（D）板72塊、P5920（D）板7塊，曲線半徑R450mm。

2 預(yù)制鋼彈簧浮置板道床性能優(yōu)缺點

優(yōu)點：預(yù)制鋼彈簧浮置板分為P5920（D）標準板、P3540（D）標準板、G3540（D）過渡板三種板型，預(yù)制鋼彈簧浮置板采用螺旋彈簧支撐，固有頻率4～8Hz，隔振效果為25～40dB，螺旋彈簧阻尼作用甚微，預(yù)制鋼彈簧板自重大，列車通行過程振動加速度較小，從而預(yù)制鋼彈簧浮置板道床支撐阻尼作用對路基影響較小，較軌一般減振（軌下橡膠墊板減振）隔振效果5～8dB，中等減振（雙層非線性扣配件減振）隔振效果11～16dB，高等減振（減振墊減振）隔振效果10～20dB，均有很大的提升，適用于醫(yī)院、高精密儀器使用單位、學(xué)校等地下段[1]。

缺點：預(yù)制鋼彈簧浮置板成本高，施工精度高，施工過程中預(yù)制鋼彈簧浮置板道床頂升效果直接影響到螺旋彈簧支撐受力情況，對預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床隔振效果，隔振器使用壽命造成影響，從而施工要求高，減振效果驗收精度高。

3 施工方法

施工準備→基標測設(shè)→基底清理→基底鋼筋綁扎→模板支設(shè)（中心水溝）→基底混凝土澆筑→基底混凝土養(yǎng)護→預(yù)制鋼彈簧浮置板鋪設(shè)及方向調(diào)整→鋼彈簧頂升→附屬設(shè)施安裝→線路精調(diào)。

3.1 施工準備

施工前對土建移交場地進行基底標高、線路方向復(fù)測。根據(jù)實測數(shù)據(jù)，上報監(jiān)理、設(shè)計調(diào)整基底鋼筋，確?；卒摻顪蚀_，鋼筋保護層滿足設(shè)計要求。

3.2 基標測設(shè)

基標測設(shè)的依據(jù)為業(yè)主第三方測量單位提供的基樁（導(dǎo)線點及水準點）及數(shù)據(jù)，基樁移交后及時進行標示和防護。及時對提供的導(dǎo)線點及水準點進行復(fù)測，導(dǎo)線測量的閉合差和水準測量的誤差應(yīng)滿足規(guī)范的精度要求。

3.3 基底鋼筋綁扎

預(yù)制鋼彈簧浮置板基底鋼筋綁扎，需嚴格控制鋼筋下料及鋼筋籠綁扎尺寸.鋼筋籠就位后檢查鋼筋位置，鋼筋籠與管壁設(shè)墊塊，測量水溝中心線位置（考慮小曲線半徑線路偏心距及鋼彈簧浮置板頂升偏移量），確保中心水溝鋼筋保護層滿足設(shè)計要求，鋼筋籠中線與線路中心線重合[2]，見圖1。

3.4 模板支設(shè)

預(yù)制鋼彈簧浮置板基底模板為中心水溝模板，水溝模板采用整體鋼?；蚰灸?，模板隨線路縱坡設(shè)置，確保水溝溝底標高，并做好防上浮措施。

3.5 基底混凝土澆筑、養(yǎng)護

基底混凝土采用輪胎式罐體進行混凝土澆筑。澆筑過程中，加強混凝土振搗并防止中心水溝模板上浮、跑位，嚴控基底標高及基底平整度（-5mm）。待基底混凝土初凝后，及時復(fù)測基底標高及平整度，保證基底標高及平整度滿足設(shè)計要求（見表1）[3]，并及時覆蓋土工布灑水養(yǎng)護。

3.6 預(yù)制鋼彈簧浮置板鋪設(shè)

預(yù)制鋼彈簧浮置板鋪設(shè)采用輪胎式運板車與輪胎式小吊配合的方式鋪設(shè)。預(yù)制板鋪設(shè)前復(fù)測基底標高，畫出預(yù)制板鋪設(shè)邊線，以人機配合的方式沿預(yù)制板鋪設(shè)邊線進行預(yù)制板鋪設(shè)，見圖2。

3.7 預(yù)制鋼彈簧浮置板道床頂升

預(yù)制鋼彈簧浮置板頂升有“無軌法頂升”與“有軌法頂升”兩種。目前，較為常用的為“無軌法頂升”。將以鋪設(shè)完成的預(yù)制鋼彈簧浮置板進行線路方向精調(diào)，精調(diào)過程中提前考慮小曲線半徑線路中心偏心值和鋼彈簧頂升30mm造成的偏移量，偏心值和偏移量在預(yù)制板線路方向調(diào)整中進行閉合。預(yù)制板線路方向精調(diào)完成后，在曲線內(nèi)側(cè)及時架設(shè)預(yù)制板斜撐，規(guī)避頂升過程中因預(yù)制板自重造成的預(yù)制板沿橫坡下滑。根據(jù)精調(diào)后預(yù)制板位置，對預(yù)制鋼彈簧板隔振器內(nèi)外套筒位置進行限位銷設(shè)置，安裝鋼彈簧內(nèi)套筒。頂升過程分3次完成。頂升過程考慮隔振器外套筒7mm自帶頂升量，及預(yù)留1～2mm預(yù)留調(diào)整量。頂升完成后及時復(fù)測頂升數(shù)據(jù)，待軌道鋪設(shè)完成、車輛通行后再次復(fù)測進行數(shù)據(jù)對比，根據(jù)兩側(cè)數(shù)據(jù)進行糾偏[4]，見圖3。

3.8 附屬安裝及線路精調(diào)

預(yù)制鋼彈簧浮置板剪力鉸、觀察孔蓋板、外套筒蓋板、密封條安裝待鋼彈簧頂升完成后及時安裝。其中，剪力鉸采用側(cè)承式剪力鉸?？紤]到小曲線半徑線路，兩預(yù)制板板縫由下側(cè)到上側(cè)板縫為逐漸加寬的情況，需提前與設(shè)計及廠家溝通，制定部分開孔加長剪力鉸，以防剪力鉸因板縫變化無法安裝。

4 預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床靜動態(tài)檢測

預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床，既要基于減振降噪的理念而設(shè)置，又需保證使用安全性和對應(yīng)的工程使用壽命。在預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床施工完成后，需進行列車運行安全性、列車運行脫軌系數(shù)、列車運行平穩(wěn)性等靜動態(tài)檢測，從而檢測預(yù)制板鋼彈簧浮置板整體道床預(yù)制板鋪設(shè)、鋼彈簧頂升施工質(zhì)量。

4.1 列車運行安全性

運行時速80km/h工況下的輪軌垂向力和橫向力時程圖。對應(yīng)的輪軌垂向力最大值為92.221kN，輪軌橫向力最大值為9.807kN。滿足《機車車輛動力學(xué)性能評定及試驗鑒定規(guī)范》（GB/T 5599―2019）中規(guī)定輪軌垂向力P≤170kN；輪軌橫向力Q≤19+0.3PW，PW為靜軸重。輪軌橫向力的允許限值為66.04kN，見圖4、圖5。

4.2 列車運行脫軌系數(shù)

列車運行時速80km/h工況下的脫軌系數(shù)時程圖。脫軌系數(shù)最大值為0.217，小于規(guī)范限值，車輛運行的安全性可以得到保障，見圖6 。

4.3 列車運行平穩(wěn)性

列車運行時速80km/h工況下的車體垂向加速度時程圖。車體垂向加速度峰值為0.199m/s2，小于《機車車輛動力學(xué)性能評定及試驗鑒定規(guī)范》（GB 5599―2019）規(guī)定的優(yōu)等平穩(wěn)性限值和垂向穩(wěn)定性指標限值，行車舒適性滿足要求，見圖7。

列車運行時速80km/h工況下的車體橫向加速度時程圖。車體橫向加速度峰值為0.139m/s2，小于《機車車輛動力學(xué)性能評定及試驗鑒定規(guī)范》（GB 5599-2019）規(guī)定的優(yōu)等平穩(wěn)性限值和垂向穩(wěn)定性指標限值，行車舒適性滿足要求，見圖8。

5 預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床施工重難點

5.1預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床

基底為預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床能否頂升成功的基礎(chǔ)。基底高程±5mm，平整度2mm/㎡，因預(yù)制鋼彈簧板的板體性，基底的平整度不足，易造成鋼彈簧浮置板擱淺，隔振器內(nèi)套筒30mm頂升量無法起到減震效果?；字行乃疁?，在小曲線半徑地段，水溝中心線需考慮線路偏心量和頂升30mm預(yù)制板位移量，以免造成中心水溝進入預(yù)制板板底，無法通過水溝觀察孔全斷面檢測、清理。另外，小曲線半徑段，水溝兩側(cè)基底標高需考慮曲線超高橫坡效果產(chǎn)值的基底標高差。

5.2 預(yù)制鋼彈簧板鋪設(shè)

預(yù)制鋼彈簧板鋪設(shè)前需根據(jù)線路線型放出預(yù)制板鋪設(shè)邊線。P5920與P3540在鋪設(shè)前提前考慮板長不同造成的板縫誤差。板縫的變化與側(cè)承式剪力鉸開孔需匹配，保證剪力鉸的正常安裝，并密貼預(yù)制板。

5.3 頂升預(yù)制鋼彈簧浮置板

采用“無軌法頂升”時，易出現(xiàn)預(yù)制板中線與線路中線不重合、頂升完成后預(yù)制板橫向位移，以及鋼軌鋪設(shè)后兩預(yù)制板間錯臺、剪力鉸無法安裝或剪力鉸與預(yù)制板沒法密貼等情況，故預(yù)制鋼彈簧浮置板需對每塊預(yù)制板進行方向精調(diào)。預(yù)制板橫向位置需考慮線路中線偏移量、浮置板頂升位移量、預(yù)留小曲線段預(yù)制板下滑量。預(yù)制板精調(diào)完成后及時加設(shè)防預(yù)制板下滑斜撐，斜撐在頂升及鋼軌鋪設(shè)完成前不得拆除用以降低預(yù)制板沿縱坡偏移（見圖9）。

5.4 預(yù)制鋼彈簧浮置板剪力鉸

預(yù)制鋼彈簧浮置板剪力鉸有側(cè)承式、上承式、內(nèi)置式之分。側(cè)承式剪力鉸在滿足受力的情況下，在運維過程，對施工人員通行不占用預(yù)制板板面空間。缺點為，側(cè)承式剪力鉸在預(yù)制板兩側(cè)和觀察孔內(nèi)側(cè)，在小曲線半徑段，由于板縫變化，需對剪力鉸開孔進行調(diào)整。同時，根據(jù)板縫處邊板因曲線造成小弧度誤差，剪力鉸下需加設(shè)相應(yīng)墊板，以滿足剪力鉸與預(yù)制板密貼，起到傳力作用。

6 結(jié)語

預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床，在原有的現(xiàn)澆鋼彈簧整體道床的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來，提升了整體施工質(zhì)量、外觀質(zhì)量及使用年限。通過對預(yù)制鋼彈簧浮置板頂升控制，從而達到預(yù)制鋼彈簧浮置板整體道床靜動態(tài)位移、降噪檢測設(shè)計目標，對施工工藝、控制難點、注意事項逐一描述，為此類道床形式施工給予借鑒。

參考文獻

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[作者簡介]楊非（1985—），男，河南周口人，工程師，研究方向：城市軌道交通。