7、浅谈客运专线crts i型无砟轨道板预制 江征律

浅谈客运专线 CRTS I 型无砟轨道板预制 桥隧工程有限公司沪宁城际铁路轨道板厂 江政律 摘 要：CRTS型板综合了较多的新技术、新工艺、新设备、新材料，具有设计标准高、技术含量高、 精度要求高、施工控制严的特点。本文主要介绍了沪宁城际铁路轨道板的结构型式和预制工 艺，并对施工中容易出现的问题及防治措施作了简要分析。 关键词：客运专线 CRTS I型无砟轨道板 预制 1 概述 沪宁城际铁路全线长约 300 公里，设计时速 300 公里，采用 CRTS型板式无砟轨道 系统。沪宁城际铁路站前 VII 标轨道板厂选址在苏州工业园区，供板范围 DK247+298.55DK284+880 和虹桥联络线 HQXDK0+000HQXDK15+800，总长 53.382 Km， 轨道板总数量为 21029 块，其中正线地段采用预应力平板，虹桥联络线减速地段采用预 应力框架板。 CRTS型板综合了较多的新技术、新工艺、新设备、新材料，具有设计标准高、技 术含量高、精度要求高、施工控制严的特点，因而，在轨道板的预制过程中，需要齐全 的工厂设备、制定周密的施工计划、配备精通混凝土施工方法的管理人员和产品质量预 控及检验人员，在技术管理上要求非常高。 2 CRTS I 型无砟轨道板结构型式 CRTS I型无砟轨道主要结构包括混凝土底座和凸形挡台、水泥乳化沥青砂浆、轨道 板、充填式垫板、扣件和钢轨。其结构形式见下图： 2 3 CRTS I 型轨道板预制工艺 轨道板应工厂化生产，板厂建设本着“经济实用、相对独立、便于管理、方便施工、 安全环保”的原则进行科学合理的规划布置，同时按照“工厂化生产、流水线施工、标 准化作业”的高标准进行建设。板厂布置应紧凑合理，布局不仅要按制板施工流程进行 设计，还要兼顾移板设备的安装和线路走向。 根据 CRTS I 型板轨道板生产需要，板厂应设置轨道板生产区、轨道板存放区、办 公生活区、混凝土拌和站、试验区等，各区域紧密连接，厂内道路贯通，运输方便，减 少二次倒运。轨道板生产区从钢筋加工、轨道板混凝土浇筑及蒸汽养护、轨道板脱模、 预应力钢棒张拉及封锚、水养及轨道成品板的转移等均为流水作业，方便施工；各种物 流组织及成品板的存放等科学设计、合理布局，以满足施工要求；油库、配电室等危险 区远离其他区域，减少安全事故隐患；办公、生活、生产相互独立互不干扰；板厂四周 与外界围墙相隔，安全独立。 3.1 轨道板预制工艺流程 轨道板预制工艺流程如下图： 60kg 钢轨 凸形挡台 底座混凝土 扣件 轨道板 CA 砂浆 3 轨道板预制工艺流程图 出厂检验 否 钢筋环氧涂层修 补 混凝土运输 混凝土配料、拌 和 抗压强度到规定值 抗压强度到规定值 5水中养护不少于 3 天 同条件养护试 件 锚穴凿毛、涂界 面剂 锚穴封锚 轨道板张拉 翻转并进行外形、外观 检查 降温 到规 定值 否 混凝土脱模 混凝土表面温度与 环境温差15 钢筋骨架胎具成 型 钢筋加工 模型和预埋件检验 预埋件安装 模型检测修整、涂刷脱 模剂 施工准备及原材料检 验合格 是 合模并安装预应力钢 棒 钢筋骨架入模 混凝土蒸汽养护 混凝土浇筑 是 否钢筋骨架安装检验 骨架绝缘性检测 4 3.2模板设计与制作 模板应由有资质的厂家进行研发和制作，并定做专用检测工具；轨道板模型应具有 足够的强度和刚度；模板应能保证轨道板各部形状、尺寸及预埋件的准确位置；模板的 制造容许公差不得超过轨道板成品容许公差的1/2；模板应实行日常检查和定期检查， 检查结果应记录在模型检查表中。日常检查应在每天作业前进行，内容包括：外观、平 面度。定期检查每月进行一次，内容包括：长度、宽度、厚度和平整度。 3.3钢筋加工及制作 钢筋的堆放场地宜硬化处理、应平整、干燥，避免锈蚀或油污；钢筋进场后应检查 钢筋表面洁净、损伤、油渍、锈蚀等状态，并检查钢筋原材料试验报告及产品质量证明 书；各类钢筋摆放应做到分类堆放,标识清楚,易于识别，明确检验状态，不产生混淆。 钢筋骨架应在专用台架上进行制作，台架每月检查一次。按照产品图纸要求的钢筋 间距、数量在钢筋台架台方木条上刻出小槽；在四周的各一端侧设置钢筋齐对定位基准 板；对于有特殊要求的钢筋应做专用的定位基准板。 钢筋骨架在胎具上绑扎 轨道板钢筋绑扎要点如下： ：表示重点工序 ：表示关键工序 存放（洒水养护） 出厂检 5 1）箍筋与主筋垂直，交点逐点绑扎。箍筋与底板筋交点可采用梅花型跳绑。箍筋 弯折处与架立筋交点逐点绑扎。箍筋接头叠合处逐点绑扎。 2）绑扣形式以不易松脱为准，绑点如有松脱，应紧扣或重绑。 3）垫块应呈梅花形交错布置，设置数量为每平方米2-4块，钢筋骨架易变形处可适 当增加垫块数量。 4）绑扣的形式应成“八”字交替绑扎，不得顺风绑扎。 轨道板钢筋绑扎尺寸偏差应符合表1要求： 混凝土轨道板内钢筋位置允许偏差 表1 序号 项目 要求 检查方法 1 预应力钢筋 1mm 钢直尺测 2 非预应力钢筋 5mm 钢直尺测 3 箍筋间距 10mm 钢直尺测 4 钢筋保护层 +5 量塑料垫块 加工好的成品钢筋分层存放在成品钢筋存放区，最多9层，每层间用方木支垫并保 证上下垫木对齐。搬运钢筋骨架时，采用4点吊具小心搬运。 3.4模板安装 模板使用前必须清除灰渣和污物，尤其在锚穴成孔器处，预埋件位置和模板结合部， 清扫干净。清理应使用专用铲具进行，严禁锤击和硬物直接敲打，以免造成凹坑、局部 变形和毛刺。底模模面必须用毛巾或拖布用力擦拭干净表面的污迹，表面呈镜亮。扣件 预埋套管定位孔内的清理，必须用棉纱或毛巾逐个擦拭干净。在模板表面均匀涂刷隔离 剂，尤其注意锚穴成孔器处，预埋件位置和模板结合部隔离剂的涂刷应到位。 骨架放入模板时，应注意避开绝缘预埋套管和锚穴位置。若钢筋骨架影响预埋件位 置和预应力钢筋位置，可适当移动普通钢筋位置并固定。 安装预应力钢棒前必须检查包裹层是否完好，对于微小损坏的地方，可采用塑料胶 6 带封裹。严禁采用包裹层损坏严重的预应力钢棒。将预应力钢棒从预留孔内穿入，调整 钢棒外露量两侧基本保持一致。先用手拧紧固定螺栓至无法旋转，接着采用专门扳手旋 转一圈，一般预紧力控制为1T。 3.5混凝土浇筑及养护 混凝土浇筑前的检查准备工作： 1）灌注前要检查塑料套管、锚垫板、起吊螺母等预埋件是否全部安放齐全牢固和 准确（所有预埋件必须与固定位置的钢模表面密贴，不允许有缝隙存在） ，同时检查箍 筋、螺旋筋、安放是否正确。 2）检查振动器是否完好，及时更换损坏的振动器。振动器连接线是否符合要求已 经接好。 3） 混凝土浇筑前，应确认钢筋及预埋件的位置和间距，同时用 500V 兆欧表测量 确认钢筋骨架的绝缘性能，绝缘电阻应不小于 2M； 4）检查人员签字认可后方可进入下道工序。 混凝土振捣方式采用侧向高频振动的振捣方式。混凝土布料方式采取混凝土从模型 一端向另一端延伸的办法“e”形布料。混凝土浇筑分两层连续进行，布料均匀，第一 层浇筑至钢筋骨架顶面，然后启动振捣器振振捣3分钟左右，再将剩余的料布满，开启 振捣器再振捣3分钟左右，期间可加减混凝土量，确保轨道板厚度符合要求。混凝土灌 注布料时，下料人员应注意控制混凝土料斗的摆动和的前后移动速度，以确保下灰均匀， 并保证安全。下灰量要适度，以振动后混凝土平齐钢模顶面为准。振动后用抹子抹平混 凝土表面，注意填边填角。表面抹平但不进行压光处理，终凝前严禁踩踏。收完面后， 将侧模、端模边上等处的混凝土刮干净或者用棉纱擦拭干净。 每次浇筑震动过程中， 必须检查预埋套管定位螺栓等螺栓是否松动、脱落和钢棒是否松脱。混凝土抹面后，在 混凝土初凝前及时拉毛，覆盖篷布进行蒸汽养护。 混凝土蒸汽养护采用自动控温装置，并自动记录温度。蒸汽养护分为静置、升温、 恒温、降温四个阶段。混凝土浇筑后在5 oC-30oC的环境中静置3h以上方可升温，升温速 7 度不应大于15 oCh；恒温时蒸汽温度不宜超过45 oC，板内芯部混凝土温度不应超过 55oC（我板厂通过在混凝土内埋设芯部温度测试器，数据显示板内芯部混凝土温度一般 比蒸汽最高温度高8 oC-10oC） ，最高温度的持续时间在6 h以内；降温速度不应大于 15oCh，脱模时，轨道板表面与环境温差不应大于15 oC。 3.6轨道板脱模及成品检查 轨道板脱模要在确认随轨道板进行同条件养护试件的混凝土抗压强度达到40 MPa后 方可进行(在我板厂脱模时间约为13h-15h)。轨道板脱模应利用其预埋的起吊套管，在 确认预埋件与模板的固定装置脱离后，利用四个千斤顶同步缓慢的将轨道板顶起，待绝 缘套管完全脱离轨道板后再用10T桁吊水平缓慢起吊轨道板至成品检查区翻转检查。 混凝土轨道板翻转后，应立即对轨道板进行检查，检查项目按“轨道板外形尺寸及 外观检查记录表”进行，并现场填写检查记录表。轨道板外形尺寸偏差和外观质量应符 合表 2 的规定： 8 轨道板外形尺寸和外观质量要求 表 2 序号 检 查 项 目 允许偏差 （mm） 每批检查 数量 (出厂检验) 1 长度 3.0 10 块 2 宽度 3.0 10 块 3 厚度 +3.00 全检 中心位置距板中心线 1.0 全检 保持轨距的两套管中心距 1.5 全检 保持同一铁垫板位置的两相邻套管中心距 1.0 全检 歪斜（距顶面 120mm 处偏离中心线距离） 2.0 全检 4 预 埋 套 管 凸起高度 0-0.5 全检 5 标记线（板中心线）位置 1.0 10 块 轨道板四角的承轨面水平 1.0 全检 6 板顶面平整度 单侧承轨面中央翘曲量 3.0 全检 普通型轨道板 5.0/m 10 块 7 板底面平整度 减振型轨道板 2.0/m 全检 8 其他预埋件位置及垂直歪斜 3.0 全检 9 半圆形缺口直径 3.0 10 块 10 肉眼可见裂纹(预应力轨道板) 不允许 全检 11 承轨部位表面缺陷（气孔、粘皮、麻面等） 长度20、深度5 全检 12 锚穴部位表面缺陷（裂纹、脱层、起壳等） 不允许 全检 13 其他部位表面缺陷（气孔、粘皮、麻面等） 长度80、深度8 全检 14 轨道板四周棱角破损和掉角 长度50 全检 9 成品板检查合格后，沿板的纵向分别弹上板中心、两侧钢轨的中心墨线，轨道板两 侧面刻上轨道板编号及浇筑日期；预埋套管孔用橡皮盖或宽胶带对预埋件孔口进行封堵， 防止杂物进入。 3.7轨道板张拉及封锚 混凝土强度和弹性模量达到设计值的 80%，方可施加预应力；张拉用千斤顶在使用 前应与油压表配套标定，千斤顶的校正系数不得大于 1.05。千斤顶标定的有效期不得超 过一个月或张拉 300 块板，油压表不得超过一周；预施应力值应采用双控，以油压表读 数为主，以预应力筋伸长值作校核。实际伸长值与设计伸长值的差值不得超出 1mm，实 测伸长值宜以 10张拉力作为测量的初始点；轨道板纵、横预应力筋单根控制张拉力分 别为：122kN、127kN；张拉顺序：预应力钢棒张拉顺序为先横向后纵向：横向预应力钢 棒为单端张拉，纵向预应力钢棒为双向张拉。如下图： 15 预埋套管内混凝土淤块 不允许 全检 16 减振型轨道板板底垫层的翘起 不允许 全检 17 轨道板侧面漏筋 不允许 全检 10 横 向 张 拉 顺 序 （ PF型 ） 纵 向 张 拉 顺 序 （ PF/型 ）横 向 张 拉 顺 序 （ P型 ） 轨道板张拉完成后，应在板侧面标识“张拉完成”标记。 封锚砂浆采用强制式搅拌机拌制，搅拌机转速不宜小于 180r/min；封锚砂浆填压前， 应对锚穴孔内表面混凝土进行凿毛处理：横向圆孔内不得少于 8 道，深度不小于 2mm； 纵向椭圆孔上下不得凿毛、防止砼薄弱处开裂，两侧不少于 10 道，深度不小于 2mm。将 锚穴内的混凝土碎屑及残渣清理干净，均匀喷涂能够提高粘结强度的界面剂。 纵向锚穴处凿毛 横向锚穴处凿毛 11 砂浆封锚分层填筑（第一层填筑至锚固螺母顶面、第二层填筑至钢棒顶面、第三层 填筑完成），并用机械捣固密实，不能有空洞和不密实现象。封锚砂浆填压完毕后应立 即在砂浆表面喷涂养护剂。 轨道板锚穴封锚质量标准及检验方法应符合下表的规定： 封锚工程质量标准和检验方法 序号 项 目 质量标准 检查方法 1 凿毛深度 2mm 尺量 2 凿毛条数(横向、纵向) 8 条、10 条 目测 3 振捣力 3kg 测量计 4 振捣次数 3 次 目测 5 每次振捣时间 20s 计时 6 表面平整度 -4，0mm 深度游标卡尺 锚穴封锚 锚穴封锚后喷涂养护剂 轨道板封锚结束后，待砂浆有一定的强度（一般静止时间不宜小于 2h 养护剂应不 再流动，并根据封锚砂浆凝结情况适当延长静置时间）放置水养池中水养 3 天，养护的 水温应不低于 5oC，水养池中的水应保证浸没整块轨道板。三天后吊出水养池，进行出 板。 12 3.8 轨道板存放、运输 轨道板存放场地应坚固平整，存放基础应进行受力计算，不允许地基产生不均匀沉 降；轨道板的存放以垂直立放为原则，并采取防倾倒措施，相邻轨道板用木块或橡胶垫 块隔离。 4 施工中易出现的问题及防治措施 4.1 纵向锚穴位处容易开裂 原因分析：混凝土升温、降温速率没控制好，存在温度骤升、骤降现象，再加上纵 向锚穴位处混凝土设计非常薄（厚度仅 2.5cm），轨道板在混凝土最薄弱部位因温度应 力产生裂缝。 防治措施：在前期试验板时发现这一情况后，我们立即对蒸汽出口进行了改进，由 正上方对模板吹气改为回字形喷气管道水平吹气，以达到蒸养室内整体平稳升温，防治 混凝土瞬间升温过快的弊病；另外，由于自动温控系统控制不了降温，养护篷布封盖时 养护棚内密封性良好温度下降很慢，而试验板期间（3 月份）环境温度比较低，降温结 束后猛一掀掉养护蓬布，导致混凝土温度骤降，我们的改进办法是降温一段时间后将养 护篷布两对角