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1、型板式轨道结构特征与施工质量控制要点(型板式轨道培训班讲义)西南交通大学土木工程学院 王其昌(二一二年二月 四川成都)第一部分 关于型板式轨道结构基本特征1引言1.1 研发目的在总结我国既有无砟轨道研究与应用经验的基础上,结合无砟轨道技术再创新研究成果,并借鉴成灌线的经验,研发并提出了具有完全自主知识产权的CRTS型板式无砟轨道,以打造创新中国品牌,适应铁路建设发展的需要。1.2 五大基本特征CRTS型板式无砟轨道是对既有无砟轨道的优化与集成,其主要特征点是: 扩展了板下填充层材料、改变了板式轨道限位方式、优化了轨道结构、改善了轨道弹性及完善了设计理论体系等方面。1)扩展了板下填充层材料型板式
2、轨道的板下填充层材料,彻底取消了型和型板式轨道贯用的CA砂浆,而改用自密实混凝土,其工艺工装简单、品质性能稳定、耐久性良好、环境污染少、成本低廉。2)改变了板式轨道限位方式型板式轨道的限位方式,改变了型板式轨道用凸台、型板式轨道用端刺的传统方式,而采用板下U形筋自密实混凝土底座凹槽的独特方式, 可有效阻止轨道板的纵横竖向移动。3)优化了轨道结构型板式轨道通过板下两排U形筋和内设钢筋网片的自密实混凝土填充层与轨道板实现一体连接,可有效控制型板、型板曾出现过的轨道板离缝、翘曲和填充层开裂等现象;并与底座凹槽内钢筋笼连接形成复合结构,增加了轨道质量,符合当前世界高铁轨道结构高质量的技术路线。此外,型
3、轨道板外形尺寸及结构配筋更加合理,有利于提高其耐久性;轨道结构构成也更加合理,有利于提高其施工性和维护性。4)改善了轨道弹性型轨道板改原型无挡肩板为有挡肩板,配套弹性不分开式扣件,有利于降低轨道刚度,提高轨道弹性,符合当前世界高铁轨道结构低刚度的技术路线。5)完善了理论体系型板式轨道设计着眼于系统功能理念,采用弹性地基梁板或梁体弯曲变形理论,体现了现代高速轨道“高质量、低刚度、优选阻尼和参数合理匹配”的动力学技术路线。1.3 现用情况CRTS型板式无砟轨道已在成灌铁路成功铺设,迄今运用状态良好。经再行优化完善后,现正在盘营客专、武汉城际、成绵乐(眉乐段)客专及成彭支线等铁路实施。我们有理由相信
4、,通过建设及运营实践的不断考核与验证,最终必将形成中国板式无砟轨道模式。2型板式轨道基本结构2.1 结构组成CRTS型板式无砟轨道是由钢轨、弹性不分开式扣件、预制有挡肩带U形筋的轨道板、内设钢筋网片的自密实混凝土填充层、中间隔离层和设有限位凹槽的钢筋混凝土底座等部分组成,其横断面、平侧面图如图2.1.1、2.1.2所示。在路基、桥梁和隧道地段,型板式轨道均采用单元分块式结构,轨道板间无连接,均支承在钢筋混凝土底座上,结构受力简单明确,有利于工程的标准化施工管理。钢筋网片隔离层图2.1.1 III型板板式轨道横断面图图2.1.2 盘营客专III型板板式轨道平侧面图图2.1.3 武汉城际III型板
5、板式轨道平侧面图2.2 技术参数CRTS型板式无砟轨道技术参数如表2.2.1。表2.2.1 III型板板式轨道结构参数结构组成单位武汉城轨铁路盘营客专铁路钢轨类型U71Mn(K) 60U71Mn(K) 60定尺长m100100高度mm176176扣件类型WJ-8BWJ-8B高度mm3434间距mm687630轨道板承轨槽厚mm3838长度mm53505600宽度mm25002500厚度mm190210混凝土强度等级C60C60填充层材料C40自密实混凝土C40自密实混凝土厚度mm90(内设钢筋网片)100(内设钢筋网片)宽度mm25002500长度mm同轨道板长同轨道板长隔离层材料土工布土工布
6、厚度mm44底座厚度mm240(路)、190(桥隧)280(路)、180(桥隧)宽度mm3100(路)、2900(桥隧)3100(路)、2900(桥隧)长度mm路基3块板长,隧道4块板长, 桥上1块板长 路基3块板长,隧道4块板长, 桥上1块板长混凝土强度等级C40C40限位方式板下U形筋+底座凹槽板下U形筋+底座凹槽板间连接方式路桥隧板间均无连接路桥隧板间均无连接结构高度路基mm772842桥梁mm722742隧道mm7227423轨道板主要特征3.1 轨道板结构(1)型轨道板为有挡肩、带U形筋、双向后张法预应力钢筋混凝土结构,强度等级C60,按60(或100)年使用寿命设计。主型型板P56
7、00、P5350Q轨道板结构如图3.1.1和图3.1.2。图3.1.1 P5600 型轨道板结构图(盘营客专用)图3.1.2 P5350Q 型轨道板结构图(武汉城际用)(2)板上设置承轨槽,承轨面设置1:40轨底坡,配套WJ-8B型弹条扣件,可实现钢轨扣件低刚度化。(3)为适应城际轨道交通小半径曲线地段铺设的需要,可视具体情况,考虑采用二维可调模板方法制造型板,以调整承轨槽的空间位置。(4)板下设置两排U形连接钢筋,通过与内设钢筋网片的自密实混凝土层紧密联结,再与带钢筋的底座限位凹槽一起形成整体复合板结构,以期防止轨道板离缝或自密实混凝土裂缝的出现与扩展速率,以及限制轨道板的纵横竖向移动,同时
8、增加轨道质量,有利于减轻轨道冲击振动作用。(5)轨道板顶面中线两端和中间设有观察孔和灌注孔。(6)轨道板两侧面端部对称设有两对起吊定位螺栓孔。3.2 轨道板外形尺寸3.2.1 轨道板长度(1)轨道板长度,自然是越长越重,安放后越稳定,越有利于提高工效,但受到预制、运输的限制,以及考虑到基础一旦变形起道整修的困难和曲线地段铺设等问题,又不宜过长,一般以57m左右为宜。(2)若轨道板较长,又铺设在小半径曲线地段时,有可能会遇到轨道板空间位置如何合理调整的问题。(3)此外, 板长还应考虑主型梁梁型和连续梁梁跨长度的配板需要,以及尚须考虑配置扣件间距的要求,同时应力求板长标准化,尽量减少异形板的类型。
9、3.2.1.1 盘营客专型轨道板长度(1)主要有:P5600 mm、P4925 mm、P4856 mm三种。(2) 型板(主型板长5600mm,扣件间距630mm)与型板(长4962mm,扣件间距629mm)相比,每公里少铺23块,扣件少用368组,有利于提高轨道板制造和铺设的工效,节省工程成本。(3)梁上配板1)板缝一般为70100mm。2)32m梁配板(图3.2.1.1) 4×5600+2×4925+5×70=32600mm,梁缝处扣件间距为590mm。图3.2.1.1 盘营客专铁路32 m梁III型轨道板布置图3) 24m梁配板(图3.2.1.2) 5
10、15;4856+4×80=24600mm,扣件间距为617mm梁缝处扣件间距为637mm。图3.2.1.2 盘营客专铁路24m梁III型轨道板布置图4) 路基地段配板:5600 mm长标准板配端部所需长度异形板。3.2.1.2 武汉城际型轨道板长度(1)主型有:P5350 mm、P4856 mm两种。(2) 型板(主型板长5350mm,扣件间距687 mm)与型板(长4962mm,扣件间距629 mm)相比,每公里少铺15块,扣件少用240组,有利于提高轨道板制造和铺设的工效,节省工程成本。(3)梁上配板1)板缝一般为70100mm。2)32m梁配板(图3.2.1.3)6×
11、5350+5×100=32600mm,梁缝处扣件间距641mm;图3.2.1.3 武汉城际铁路32 m梁III型轨道板布置图3) 24m梁配板(图3.2.1.4) 5×4856+4×80=24600mm,梁缝处扣件间距为637mm。图3.2.1.4 武汉城际铁路24m梁III型轨道板布置图4) 路基地段配板:5350 mm长标准板配端部所需长度异形板。3.2.2 轨道板宽度计算表明(图3.2.2.1),荷载作用于板中时,轨道板横向荷载力矩随板宽的增加虽有所减小,但变化不大,考虑到轨道板挡肩混凝土受力和横向配筋锚固要求,板宽以采用2500mm为宜。图3.2.2.1
12、轨道板宽度对轨道板受力的影响3.2.3 轨道板厚度(1)轨道板厚度主要取决于荷载力矩、结构配筋、环境条件和使用寿命等因素。(2)计算表明,荷载作用于板中时,轨道板纵横向荷载力矩,随板厚的增加虽有所增大(图3.2.3.1),但轨道板应力水平却有所降低(图3.2.3.2),可见适当增加板厚是有利于轨道板受力的。图3.2.3.1 轨道板厚度对轨道板荷载力矩的影响图3.2.3.2 轨道板厚度对轨道板应力水平的影响(3)板厚的增加,还可增大钢筋保护层的厚度,有利于提高轨道板的耐久性。(4)此外,增加板厚还可降低混凝土底座的受力水平。(5)综合考虑上述影响因素,盘营客专采用210 mm,武汉城际采用190
13、 mm。3.3 板间有无连接问题(1)根据视钢轨和轨道板为弹性地基上梁板弯曲变形模式的计算结果可知,如果轨道板足够长,则板端和板中的钢轨挠度差将会很小,并且车轮载荷通过时,相邻板两端的错位也较小,为此没有必要把轨道板连接起来。成灌线实车动力试验结果表明,板端的冲击作用与纵连板一样。(2)目前现状是:型板式轨道在路桥隧地段均为单元板,板间无连接;型板式轨道在路桥隧地段均为纵连板,板间有连接;而型板式轨道,成灌铁路在桥隧地段为单元板,板间无连接,路基地段为纵连板,板间有连接;武汉城际及盘营客专则在路桥隧地段均采用单元板,板间无连接。(3)单元板式轨道受力明确,结构简单,施工方便,维修较易,同时也省
14、去了纵连板的麻烦和隐患,便于标准化管理,体现了中国古老文化的特征。4板下填充层自密实混凝土4.1 主要功能1)板下填充层作为板式轨道系统的重要组成部件,它位于轨道板与混凝土底座之间,其主要功能可以归纳为填充调整、 承力传力,不起弹性作用。2)填充调整:全面均匀地支承轨道板, 消除轨道板与底座之间的间隙;便于调整轨道高低,提高施工效率和下部基础变形时的可维护性。3)承力传力: 承受由轨道板传来的垂向力和纵横向水平力,并把它传递给底座和限位装置;分散列车荷载作用。4.2 外形尺寸长宽等同轨道板, 厚90或100 mm, 内置CRB550冷轧钢筋网片。4.3 使用现状1)在我国高速铁路上,作为板下填
15、充层材料,型板采用的是低弹性模量200300 Mpa乳化沥青水泥砂浆(CA砂浆),而型板采用的是高弹性模量700010000 Mpa乳化沥青水泥砂浆(CA砂浆)。运营实践业已表明,无论是采用低弹模还是高弹模作为板下填充层材料,都是可行的。那么,甚高弹模材料呢?2)型板采用的是弹模高至20000 Mpa以上的自密实混凝土作为板下填充层材料,业已在成灌铁路、广州地铁得到成功应用。3)因此,从板下填充层的功能来看,将CA砂浆改用自密实混凝土是完全可行的。这不仅解决了CA砂浆施工质量和昂贵成本问题,也是一重大技术创新。4.4 为什么要采用自密实混凝土作为板下填充层材料?4.4.1 板下砂浆垫层不起弹性
16、作用上节,已从逻辑关系和运用实践方面,论述了板下填充层材料,无论是采用低弹模,还是高弹模,甚或高弹模都是可行的,否则就不好解释双块式无砟轨道存在的合理性了。下面再从设计计算和现场实测方面加以说明。(1)轨下基础刚度影响分析以上三种类型砂浆填充层,同作为轨道板的填充支承作用,其弹性模量为何相去甚远?表4.4.1.1给出了三种砂浆垫层弹性模量对轨下基础刚度影响的计算结果。表4.4.1.1 三种不同砂浆垫层弹性模量对轨下基础刚度的计算结果砂浆垫层弹性模量(MPa)换算垫层刚度(kN/mm)轨下垫板刚度(kN/mm)轨下基础刚度(kN/mm)备 注200300060/3058.8/29.7低弹模CAM
17、70001050060/3060.0/30.0高弹模CAM2000030000060/3060.0/30.0自密实混凝土由表4.4.1.1计算结果可知,即使板下填充层的弹性模量相差100倍,其轨下基础刚度也仅相差1.2或0.3 kN/mm。砂浆垫层弹性模量无论是200 MPa、7000 MPa还是20000MPa,对轨道刚度都没有根本影响。换句话说,砂浆垫层难以给板式轨道系统提供弹性作用。(2)设计与实测分析设计CAM填充层的压缩变形为0.074 mm, 实测CAM填充层的动位移为0.070.1 mm, 可见, 变形很小, 起不到缓冲作用。(3)扣件弹性垫板刚度大小是关键影响因素真正在板式轨道
18、系统中起弹性作用的,是扣件组成中弹性垫板刚度的大小。由图4.4.1.1可知,当弹性垫板刚度从60 kN/mm降至30 kN/mm时,无论砂浆垫层弹性模量如何,轨下基础弹性几乎提高了1倍。可见, 型板式轨道采用WJ-8B型扣件是合理的。但如能将现行弹性垫板静刚度指标2026kN/mm,改为1822kN/mm,则会更加合理、更加符合板式轨道对其整体弹性的要求,也更加符合当前动车组的运营条件。这个问题容专题论述。(4)基本结论通过以上分析,采用自密实混凝土作为板下填充层材料是可行的。4.4.2 如何提高板下填充层质量水平?(1)板式轨道设计使用寿命为60年(或100年),这对于轨道板和底座来说问题不
19、大,而对于处在其间的填充层的寿命能不能达到60年(或100年),确实是一大疑问。如果达不到60年(或100年)使用寿命,势必会存在修补或更换的问题,经常修补或更换填充层是很麻烦的,不可思议的。(2)就板下填充层而言,所谓使用寿命主要是指其耐久性,而耐久性主要体现在填充层砂浆的干燥收缩性、耐水性、耐候性,以及后期使用过程中的保养等方面。(3)砂浆填充层的干燥收缩是不可避免的,一般是水灰比越大,收缩也越大,因此,一开始就应严格控制其收缩率。为提高其施工性,还必须严格管理其可使用时间及流动性。(4)此外,还有一个涉及到诸如材料、拌合、运输、灌注、工艺、设备和环保等多方面的问题,特别是大量使用时的成本
20、低廉性问题。(5)因此,当前选择自密实混凝土作为一种新型板下填充层材料是明智的。为能在薄平板的轨道板下面高效形成均匀的填充层,仍然必须严格管理其流动性和收缩性,确保板下填充层的灌注质量。4.5 自密实混凝土技术要求(1)自密实混凝土是由水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂、细骨料、粗骨料、水、减水剂等经配制而成。(2)自密实混凝土的参考配合比(kg/m3):水泥319、粉煤灰150、矿粉58、膨胀剂50、砂821、碎石699、水173、减水剂1.0%、减缩剂1.5%和增粘剂1.0%。配合比的选定应经过审批,塌落度、扩展时间、流动时间、膨胀率等指标必须齐全并符合要求,更换料源时应重新选定配合比。(3)在自
21、密实混凝土填充层内,配置CRB550级冷轧带肋钢筋焊网片(图3.3.5.1),以便与带有U形筋的轨道板紧密连结,同时也可起到控制自密实混凝土裂缝的生成与扩展。图3.3.5.1 自密实混凝土层钢筋焊网片(4)钢筋进场时,必须对其质量指标进行检查,并应符合现行国家标准;焊工必须有相应的特种作业操作证,并应在规定的范围内进行焊接操作;钢筋接头的型式、搭接长度、焊接弯折角度应符合设计和验标要求。(5)自密实混凝土强度等级为C40。(6)自密实混凝土要求具有高流动度、不离析、填充均匀性和稳定性的性能,浇筑时依靠其自重流动,无需振捣而达到密实的混凝土,其自由收缩率应小于0.3。(7)自密实混凝土拌合物的自
22、密实性能包括流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等,其中流动性可采用坍落扩展度、扩展时间T50试验检测, 间隙通过性和填充性可用L型仪H2/H1检测,抗离析性可用障碍高差BJ检测,其性能指标应符合表3.3.5.1的要求。表3.3.5.1 自密实混凝土拌合物性能指标检测项目单位指标要求盘营客专武汉城际京沪高铁坍落扩展度mm700700±50600700扩展时间T50s262626含气量%3250.5泌水率%000竖向膨胀率%010101障碍高差BJmm<18<18<18L型仪H2/H10.90.90.9L仪流动时间T700Ls10181018(8)自密实混凝土硬化体的
23、性能包括力学性能、耐久性能和收缩性能,其56d性能指标应符合表3.3.5.2的要求。表3.3.5.2 自密实混凝土硬化体性能指标(56d)检测项目单位指标要求盘营客专武汉城际京沪高铁抗压强度Mpa40抗折强度Mpa6弹性模量 ×104Mpa3电通量C100010001000抗盐冻性(28次冻融循环剥落量)mm1000F300干燥收缩值 ×10-6450150400(9)2005年,广州地铁4号线铺设的板式轨道首次采用自密实混凝土(ZH砂浆)作为板下填充层材料,迄今运用状态良好,其性能指标如表3.3.5.3。表3.3.5.3 广州地铁板式轨道ZH砂浆性能指标项 目单位指标要求
24、抗拉强度1dMpa25403dMpa45657dMpa506528dMpa60劈裂强度28dMpa5抗折强度28dMpa8弹性模量Mpa3000033000流动度s2040可工作时间minMpa泌水率%0分离度%0竖向膨胀率%0.00.3与圆钢粘结强度Mpa6 长期耐久性(300万次冻融试验后弹性模量)Mpa60构件疲劳试验(200万次)无裂纹无错动质量损失率%5以上这些性能要求是相互矛盾、相互制约的,如高强度与流动性的矛盾,流动度与小体积变化率的矛盾等,唯用通过配合比的反复试验,才能确定满足上述要求的自密实混凝土砂浆。4.6 实践经验值得注意总结以往经验,通过实践不断创新新工艺、新工装、新工
25、法;抓源头、抓过程、抓细节,确保自密实混凝土的施工品质。(1)为保证混凝土灌注品质,必须进行工艺性揭板试验,特别是曲线地段揭板试验。不经确认不得开工。(2)自密实混凝土需要有较大的流动性能,塌落扩展度宜控制在650730mm左右为宜,最低不能低于650mm,否则将会影响混凝土的可灌性。(3)为要确保灌注硬化后的混凝土结构内部密实、均匀,又不分层、不离析、不泌水,在配合比调试拌合过程中,应添加一定量的外掺料来提高混凝土的性能。(4)为改善自密实混凝土的和易性能,应掺入较大量的矿物掺合料,以降低混凝土水化热;同时掺入一定量的混凝土膨胀剂,以补偿混凝土收缩,防止混凝土开裂。(5)自密实混凝土用水量不
26、宜过高,在保证自密实混凝土的流动性能前提下,应尽量降低水胶比,所以应采用聚羧酸系列高效减水剂;而且由于板式轨道施工线路较长,必须确保混凝土的可工作时间,混凝土从搅拌、运输到灌注都必须要有良好的工作性能。(6)自密实混凝土拌制前,应严格测定砂、石含水率,及时调整施工配合比;原材料称量偏差及拌合时间亦应符合要求。(7)自密实混凝土运输过程应采取措施,防止混凝土发生离析、漏浆、泌水及塌落度损失。(8)混凝土入模温度、试件留置数量和检验方法应符合设计和验标要求。(9)每块板应连续灌注,严禁二次灌浆。(10)硬化后的自密实混凝土层与轨道板接触面,有可能会产生微小、均匀分布的气孔,但不会影响混凝土与轨道板
27、的粘结效果,对板式轨道结构的使用和耐久性能影响较小。(11)在灌注硬化后的混凝土与轨道板的四周接触界面处,由于新老混凝土的收缩速率不一致,有可能产生收缩裂缝。因此,施工中应加强养护,并采用防水处理,避免产生危害。(12)自密实混凝土模板设计安装、轨道板精调装置等直接关系到混凝土灌注品质,不可等闲视之。第二部分 关于型板式轨道施工质量控制要点1型板式轨道施工特点1)型板式轨道施工的基本特点是:先底座从下至上,再轨道板从上至下,后铺轨精调三大步骤。这样,为保证施工精度,误差控制在规定范围内,测量控制便成为关键所在。因此应制定上道工序不达标、下道工序不开工的严格管理制度。2)板式无砟轨道的高平顺性,
28、最终体现在轨道工程上,而高平顺性的轨道又取决于路基、桥涵和隧道等线下工程的高质量、高稳定的实现。3)无砟轨道工程的施工与路基工程和桥隧工程,既是相互独立、自成体系,又是相互制约、有机联系的整体系统工程。4)在稳固的线下工程设施基础上,为要构筑高精度、高质量的板式轨道,其关键技术是一定要把握住各道工序的施工控制测量,始终坚持精心施工、精细施工和向1mm挑战。5)只要科学地把握住线下工程基础稳固、轨道工程定位精确这一条基本经验和客观规律,便能成功地构建高质量的无砟轨道工程。2型板式轨道施工准备2.1 施工前准备工作主要内容有:(1)施工技术文件(2)施工调查(3)施组设计(4)施工作业指导书(5)
29、轨道板预制场(6)轨道部件及轨道材料(7)人员培训与施工机械装备(8)先导段工艺性试验(9)与线下工程的交接(10)施工控制测量2.2 施工技术文件(1)施工前应根据施工内容获取相关施工技术文件(包括设计及变更文件)。(2)施工文件包括标准设计图纸、施工质量验收标准、CP、CP及高程控制网复测成果报告、线下工程沉降变形分析评估报告、线路中桩表、水准点表、线路高程及中线竣工测量资料等。(3)设计文件包括线路平面图、线路纵断面图、车站平面布置图、线路诸表、无砟轨道设计图、无缝线路铺设图、设计说明和其它相关专业设计图等。(4)施工设计文件必须经过审查核对后方可使用。2.3 施工调查(1)施工前,应熟
30、悉经批准的施工设计文件,收集与无砟轨道工程施工有关的线下工程竣工资料、施工记录及变更设计文件,并复核。(2)施工调查主要包括下列内容:1)调查沿线交通、水源、电源、原材料、劳动力资源等情况。2)落实钢轨、轨道板、轨枕、道岔、扣配件等主要材料来源及供货途径。3)核查沿线的各种电力、通讯线路和临时建筑物等建筑限界。4)收集沿线水文气象资料及环境等有关情况。5)了解可作为钢轨铺设基地和停留工程列车的条件。选择进料通道和卸料、存料场地。6)调查与既有线接轨点及相邻车站情况,如线路标准、客货流量、车站股道数量等。7)了解与轨道工程有关的线下工程施工进度,分析轨道工程进度计划实施的可行性。2.4 编制实施
31、性施工组织设计(1)轨道工程施工前应编制实施性施工组织设计,对施工过程的质量控制及进度计划提出明确的要求。当施工组织设计在实施过程中发生变化时,应及时分析原因,采取相应的措施。(2)施工单位应提前编制无砟轨道各分项工程、关键工序的作业指导书。长大隧道、复杂桥梁、过渡段等特殊地段的无砟轨道施工方案,应报建设单位审查。(3)施组设计编制依据1)施工合同;2)设计文件;3)建设单位指导性施工组织设计;4)施工调查资料;5)企业资源配置及施工水平。(4)施组设计主要内容1)编制依据及原则;2)工程概况;3)施工总体方案;4)大、小临工程规划(钢轨铺设基地、轨枕和轨道板预制场、混凝土拌和站、道岔组装场、
32、过渡工程、水、电、道路、通讯、临时房屋等);5)项目机构设置及职责分工;6)劳动力组织及人员配置计划;7)机械及检测设备调配计划;8)材料供应计划;9)施工进度计划;10)工程运输(含长钢轨运输)组织及机车车辆配置计划;11)施工测量方案;12)沉降变形观测方案;13)主要施工工艺及方法;14)资源保障措施;15)工期保证体系及措施;16)安全保证体系及措施;17)质量保证体系、创优规划及措施;18)文明施工和环保体系及措施;19)施工现场平面布置图。(5)审批程序1)当设计发生变更或建设单位指导性施工组织设计发生变化时,实施性施工组织设计应及时进行调整。2)实施性施工组织设计和调整后的实施性
33、施工组织设计应报送建设单位、监理单位审批后实施。2.5 编制施工作业指导书(1)作业指导书编制依据1)国家和铁道部颁布的规范、验收标准和施工指南;2)经审核合格的施工图设计文件;3)合同及相关协议;4)国家级工法和成熟的施工工艺;5)关于推进建设单位标准化管理的指导意见。(2)作业指导书主要内容1)适用范围;2)作业准备;3)技术要求;4)施工程序与工艺流程;5)施工要求;6)劳动组织;7)材料要求;8)设备机具配置;9)质量控制及检验;10)安全及环保要求。3产品及材料进场质量检验及存放3.1 型轨道板进场质量检验及存放3.1.1 轨道板质量检验1)轨道板制造厂应对每块编号的轨道板,提供轨道
34、板制造技术证明书,进场时应对照设计图纸复核轨道板型号。2)轨道板进场时应检查轨道板外观质量、外形尺寸,其外形尺寸偏差及外观质量应符合盘营客专CRTS型板式无砟轨道混凝土轨道板暂行技术要求(工管技201168号)的有关规定。3)按照图3.1.1所示进行轨道板翘曲量(h模块高度)的测量(武汉城际:翘曲量1 mm)。图3.1.1 轨道板翘曲量测量示意4)预埋件齐全,预留孔和预埋套管应采取防尘胶带粘贴等措施防止杂物进入孔内。5)轨道板上表面应按设计规定的位置压出以下标识:产品型号、制造厂名、制造年份、钢轨中心线、轨道板中心线。3.1.2 轨道板存放1)存放轨道板的条形地基应平整,并经加固处理,以防发生
35、不均匀沉降;还应在存板条形基础上铺设木板及土工布,以防轨道板损坏及污染。2)轨道板存放时,原则上应采用垂直立放(图3.1.2),并依据轨道板型号规格及铺设顺序存放,尤其要注意缓和曲线轨道板的存放。图3.1.2 型轨道板立式存放图3)为防止轨道板立式存放发生倾斜甚至倾倒,如图3.1.3所示,相邻板间间距不宜过大(一般20 mm),并用木块或橡胶垫块隔离,同时用连接装置连接起吊螺母处。 图3.1.3 型轨道板立式存放连接方式 4)临时(不大于7天)平放时,堆放层数不应超过4层,层间净空不小于20mm,并保证承垫物上下对齐,承垫物的位置应和起吊套管位置一致。5)轨道板存放时,应在预埋套管和起吊套管等
36、处安装相应的防护装置。6)轨道板装卸时,应利用轨道板上的起吊装置水平吊起,使四角的起吊螺母均匀受力,严禁碰、撞、摔。3.2 自密实混凝土原材料进场质量检验及存放3.2.1 质量检验1)原材料进场时,应对原材料的产品合格证及出厂检验报告进行核查,并按规定进行复检。2)原材料的检验应符合盘营客专CRTS型板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术要求(工管技201168号)的有关规定。3.2.2 材料存放1)原材料进场后,应及时建立原材料管理台账。2)原材料应按品种、生产厂家分别储存,不同品种、不同生产厂家的原材料不得混装、混堆,并标识清楚。3)原材料的储存应避免阳光直射,并应采取相应的防水、防潮措施。4型
37、板式轨道施工工艺及工装4.1 工艺流程型板式轨道施工主要包括:混凝土底座施工、轨道板安装定位、自密实混凝土施工、无缝线路铺设和轨道精调等程序,其总施工工艺流程如图4.1.1所示,其中自密实混凝土施工是一项新技术。竣工验收轨道精调无缝线路铺设自密实混凝土施工轨道板安装定位混凝土底座施工施工控制测量施工准备施工条件评估图4.1.1 型板式轨道施工总流程4.2 工装装备型板式轨道道床施工主要装备:混凝土搅拌站、混凝土运输车、混凝土输送泵、钢筋加工设备、轨道板运输车、龙门吊、自密实混凝土搅拌、灌注设备、轨道板支撑调整装置、全站仪、水准仪、T型标架、螺栓孔速调标架、螺栓孔适配器、球棱镜等。5底座及轨道板
38、施工质量控制要点5.1 底座施工质量控制要点1)底座与凹槽测量放样;2)预埋钢筋与桥面的连接;3)混凝土入模温度(530°C)4)传力杆及伸缩缝的设置;5)底座与凹槽钢筋及模板安装;6)凹槽四周弹性垫层的铺设;7)混凝土浇筑及养护;8)底座与凹槽外形尺寸检验。5.2 轨道板定位质量控制要点1)隔离层铺设;2)填充层钢筋网片的制作与布设;3)凹槽钢筋笼的制作与布设;4)轨道板定位方法及其支撑装置;5)轨道板粗调;6)轨道板精调定位及其复测(轨道平顺度、顶面平直度、轨面高程、中线允许偏差)。6自密实混凝土施工6.1 施工流程(图6.1.1)拆 模养 护灌 注立 模施工准备运 输搅 拌图6
39、.1.1 自密实混凝土施工流程图6.2 施工准备(1)施工前,应对自密实混凝土配合比进行拌合实验,还应进行现场工艺性揭板实验(特别是曲线地段揭板试验),并通过验收。(2)制定自密实混凝土施工配合比、工艺工装、施工组织、施工质量过程控制等施工技术方案与保证措施。(3)人员培训,持证上岗,建立健全专业化施工作业队伍。(4) 建立健全实验室施工质量检验制度。加强对施工过程每道工序的检验,上道工序不达标,下道工序不准进行,并按规定记录在案。(5)正式施工前,必须对自密实混凝土拌合物进行开盘鉴定,检验其工作性能是否符合相关规定。6.3 立模(1)自密实混凝土由侧模板、端模板及侧模支座、顶板、插板、端模板
40、活动支架、卡具等部分组成。模板及其支护应具有足够的强度、刚度和稳定性,安装连接稳固牢靠,能够承受自密实混凝土的重力、侧压力及施工荷载。(2)自密实混凝土模板应采用L型钢模,侧模和端模通过卡具连接。制作简单,安装方便,便于拆卸和多次使用,其材质和结构设计应符合相关规范要求。(3)安装模板时,模板应垂直安装,内侧宜贴附一层透水膜,严丝合缝不漏浆,并应在轨道板四角设置排气孔。(4)侧模板在精调器(见附件1)下设置接头,连接并密封,防止漏浆,特别注意轨道板支承调整架不能与模板相互干涉。(5)侧模间隔设置三角支撑并通过螺栓固定在底座上,支撑顶部设置顶丝,以保证模板和轨道板密贴(图6.3.1)。图6.3.
41、1 三角支撑侧模(6)板间端模设定型模板和楔块,便于板间封端和拆装。(7)轨道板顶面观察孔应设置防溢管。防溢管露出板面高度,直线地段不小于20cm;曲线地段不宜低于超高一侧板面水平高度。(8)曲线地段模板,除应按超高设计要求,满足其所需空间位置外,还应在板角处设置观察排浆口及封堵插板,以便观察混凝土流动状态及灌满后切除多余混凝土(图6.3.2)。图6.3.2 板角观察口 (9)自密实混凝土灌注前,应采用压紧装置固定轨道板,以确保轨道板上浮或偏移满足相关技术要求。在直线地段,压紧装置沿轨道板纵向至少设置3处;而在曲线地段,还应在轨道板端头横向增设至少1处压紧装置。6.4 搅拌(1)自密实混凝土应
42、采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌。(2)原材料应采用电子计量系统计量,称量偏差应符合盘营客专CRTS板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术要求(工管技201168号)的有关规定。(武汉城际铁路轨道工程质量验收暂规:水泥、矿物掺和料等胶凝材料为±1,粗细骨料为±2,外加剂、拌合用水为±1)。(3)搅拌混凝土前,应实测粗细骨料的含水率,并及时调整施工配合比。(4)搅拌时,应依次向搅拌机投入细骨料粗骨料水泥矿物掺合料,搅拌均匀(时间至少30s),再加入拌合水外加剂,直至搅拌均匀(时间至少3min)。(5)冬期施工时,应先经过热工计算,并经试拌确定水和骨料需要预热的最高
43、温度,以保证混凝土的入模温度。至于加热温度及预热方法应符合盘营客专CRTS板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术要求(工管技201168号)的有关规定。6.5 运输 (1)自密实混凝土运输时,应选用能保证灌注作业连续进行、运输能力与搅拌机能力相匹配的混凝土专用罐车运输设备。(2)自密实混凝土罐车的运输效率,应保证施工作业的连续性,罐车一经到达灌注现场,还应使罐车高速旋转2030s方可卸料。(3)自密实混凝土运输过程中,应保持道路平坦通畅,确保其品质均匀性,以防混凝土分层、离析和泌浆等现象。(4)自密实混凝土运输过程中,还应对运输设备采取保温隔热措施。(5)施工作业中,应尽量减少自密实混凝土的转载次数
44、和运输时间。6.6 灌注6.6.1灌注前准备(1)自密实混凝土灌注前,应清理料仓内储料是否满足该班数量要求。(2)检查拌合站运行是否正常,运输罐车和现场泵车、料罐是否到位,正常。(3)检查轨道板四周模板的密封情况,特别是板间横向边缝的密封状态,确保模板和边缝密封不漏浆。(4)确认轨道板标高及其纵向平顺性是否满足要求,检查轨道板定位装置(如千斤顶、精调器)的受力状态及其紧固程度,确认封边模具的支护是否安全可靠。(5)试验室必须实时检测混凝土拌合物的温度、塌落扩展度、泌水率和含气量等性能,并记录在案,只有符合相关技术要求后才能开始灌注作业。6.6.2 灌注施工(1)灌注时,采用自动化程度高、施工便
45、捷,并经过现场验证可行的灌注设备。(2)采用高压雾化水对轨道板底面润湿,而在土工布隔离层上又不得有明显积水。(3)灌注时,可采用汽车泵泵送至灌注轨道板上方的三角料罐内,料罐灌注端采用蝶阀开关,并由专人控制蝶阀流速,同时,试验人员与泵车操控人员共同控制混凝土出料速度,防止局部混凝土溢出。(4)混凝土由轨道板灌注孔注入(曲线地段建议从内侧模板开口处注入),入模温度控制在530°C。(5)自密实混凝土从搅拌开始到灌注结束的持续时间,应控制在90min以内。(6) 直线地段当观察孔处防溢管内混凝土一经露出板面便可停止灌注作业;曲线地段应在外侧模板预留观察孔或采用有机玻璃模板观察灌注状态。6.
46、6.3 注意事项(1)灌注过程中应十分注意防止轨道板浮起或横向位移。(2)自密实混凝土填充层尺寸误差,厚度±10mm,与板边缘差±2mm 。(3)在炎热季节灌注时,应避免模板和混凝土直接受到阳光照射,以保证混凝土入模前模板和钢筋的温度,以及附近的局部气温均不超过40°C。(4)在低温条件下(即昼夜平均气温低于5°C或最低气温低于-3°C时)灌注时,应采取适当的保温防冻措施,以防混凝土早期受冻。(5)在相对湿度较小、风速较大的情况下灌注时,应采取挡风措施,以防混凝土失水过快。6.7 养护(1) 自密实混凝土灌注完成后,应及时养护,养护时间至少需要
47、14d。(2)养护用水与自密实混凝土表面温度之差不得大于15°C。(3) 拆模后,应用土工布包裹、养护膜覆盖或喷洒养护剂等保湿和保温措施。(4)拆模后,若遇天气骤然变化时,应采取适当的保温(冬季)隔热(夏季)措施。(5)冬季施工期间,自密实混凝土强度未达到15Mpa之前不能受冻,当环境气温低于5时,还应用棉被进行覆盖养护。(6)当自密实混凝土达到100设计强度后,轨道板方可承受全部设计荷载。6.8 拆模(1)当自密实混凝土强度达到10Mpa以上(及混凝土表层温度与环境气温之差15°C),并且其表面及棱角不因拆模而受损时,便可拆除轨道板四周模板。(2)拆模应依立模顺序逆向进行
48、,不得损伤轨道板四周混凝土,亦应减少模板破损。清洗模板留做后用。(3)当模板与自密实混凝土脱离后,方可拆卸、吊运、清洗,留做后用。附件1:轨道板精调器1 精调器基本结构(1) 轨道板精调器类型一由座体、竖调杆件、横调杆件、压板、横向调节杆、手轮、顶杆、楔板等组成。38(2) 轨道板精调器类型二由本体、竖调装置、横调侧压头、竖向压头、横向微调杆等组成。2 精调器安装(1)轨道板到位后,在其两端各安置一对精调器,并固定在底座上(精调器类型一在两侧用横向杆将其连接成整体)。(2)将竖调装置与轨道板起吊螺孔相连接。3 精调器工作原理(1)精调器采用双向调整,利用细扣丝杆,保证调节精度。(2)通过竖调装
49、置和横向杆件调整轨道板的垂向和横向位置。(3)调整到位后用上压头和侧压头紧固轨道板。(4)调整定位一体化,结构简单,操作便捷,优质高效。附件2:轨道精调方法1静态调整轨道静态调整是在联调联试之前根据轨道静态测量数据对轨道进行全面、系统地调整,对轨道线型进行优化调整,通过WJ-8型调整扣件合理控制轨距、水平、轨向、高低等变化率,使轨道静态精度满足高速行车条件。静态调整前需进行CP复测、扣件调查及钢轨焊缝检查。轨道静态调整施工流程为:轨道测量、调整量计算、调整施工标示、轨道调整、轨道复检。1.1 轨道测量及调整量计算轨道测量采用轨检小车进行检测,通过软件计算出相对精度、平顺性、高程等参数,分析计算
50、出轨道调整具体里程及调整量。同时,在钢轨调整时,通过道尺和弦线等测量工具进行初次复测及整改。整改完成后再次使用轨检小车检测。如此循环,直到轨距、水平、轨向、高低等指标,满足轨道静态精度标准。(1) 设站精度应不低于1mm,一站测量长度不宜大于60m;两站重叠不少于10根轨枕;一天测量长度不宜超过600m。正线道岔单独测量时,与两端线路搭接长度不少于35m。最终调整前,道岔直股应与两端各不少于150m正线一并测量,以控制道岔整体平顺性,特别是控制好300m弦150米检核长波不平顺。(2) 静态轨检计算结果使用: 以调整相对精度和平顺性为主,绝对精度一般均能满足规范要求,在长轨精调阶段几乎不受控,
51、但必须监控变化率,即平顺性控制, 轨道横向调整量应考虑0.5mm左右余量,严格控制周期性不平顺,特别是注重轨距、轨向、水平1020m周期性不平顺的控制。1.2 施工调整标示及钢轨调整(1)施工调整标示为使钢轨调整施工可操作性好,钢轨调整前,需在钢轨和轨道板上做相应的调整标示。图1.2.1 轨道精调施工标示(2) 方向调整根据扣件设计,单股钢轨左右位置调整量为±5mm,轨距调整量为±10mm;单股钢轨左右位置调整量为±2mm以内时,调换不同规格的绝缘轨距块,具体配置表如下:表1.2.1轨距调整配置表(1)单股钢轨调整量(mm)钢轨外侧钢轨内侧轨距挡板绝缘轨距块绝缘轨
52、距块轨距挡板-271177178107+277117单股钢轨左右位置调整量大于±2mm时,调换不同规格的绝缘轨距块,和轨距挡板,具体配置表如下:表1.2.2 轨距调整配置表(2)单股钢轨调整量(mm)钢轨外侧钢轨内侧轨距挡板绝缘轨距块绝缘轨距块轨距挡板-5101174-4101084-31099407997+349910+4481010+5471110(3)高程调整通过跟换轨下垫板、垫入轨下微调垫板和铁垫板下调高垫板实现0mm+26mm调整,轨下微调垫板总数不超过两块、铁垫板下调高垫板调整时总数不超过两块,具体配置如下表:表1.2.3 轨顶高程调整配置表钢轨高低调整量(mm)轨下垫板厚度(mm)轨下微调垫板总厚度(mm)铁垫板下调高垫板厚度(mm)0600+1+6616mm0+73010+84010+95010+106010+11+16616mm10+173020+184020+195020+206020+21+26616mm201.3 道岔调整道岔调整的程序与区间轨道总体上是一致的,这里不再累述,但由于道岔结构比区间轨道要
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