<交通工程建设>2011年第2期 客运专线铁路CRTS II型板式无砟轨道底座板施工技术 张世奎 殷爱华 孟庆龙 李丰生 刘海波 (中交二航局沪杭铁路客运专线三标项目部 上海市金山区 邮编201501) 摘要:主要介绍底座板结构设计原理,材料特殊性、质量高标准、钢筋、模板、混凝土、张拉施工质量控制要点及 CRTS II型板式无砟轨道底座板设计原理材料特性控制要点 提高功效措施。 关键词:客运专线铁路1工程概述 沪杭甬客运专线上海至杭州段沿沪杭高速公路 北侧展开,北起上海虹桥站枢纽,南至杭州东站枢纽, 正线全长约158公里。线路建设标准为双线电气化,设 厚高强度挤塑板,减小梁端转角对无砟轨道结构的影 响。 2.1.3通过侧向挡块进行横向和垂向限位。 2.1.4通过在台后路基上设置摩擦板、端刺等结构, 锚固纵连轨道系统。 计行车时速为每小时350公里。本标段正线长度 17.199km,其中包括横潦泾特大桥江南桥段和万枫桥 段、跨沪杭铁路特大桥秀洲塘桥段,桥梁底座板施工总 里程为15.197kin,其余为路基无砟轨道。横潦泾特大桥 底座板划分为两个半底座板施工单元,前接相邻标段底 座板单元常规区,后接路基无砟轨道,包括一个永久端 刺和两个临时端刺,左右线共设122处BL1(钢筋连接 器后浇带),444处BL2(剪力齿槽后浇带);跨沪杭 高速公路特大桥底座板划分为一个半底座施工单元,前 接路基无砟轨道,后接相邻标段底座板单元常规区,包 括一个永久端刺和一个临时端刺,左右线共设204处 BL1。396处BL2。具体划分里程见下图l所示。 横潦泾特丈桥施工顺序 宝2.2技术要求 2.2.1底座板结构(见图片1) 5- ; ;: 0 2.23 ̄2!第三t 区 ;i 白 I坠里_第二常规区 0 L 白 j —一; 第一蕾规区口 童巍靖 图片1 底座板结构 (1)底座板 ..一 —一 -L 哟里- 第=临时■蔫区 蕾一监时■ Ⅸ 底座宽2950mm,采用C30混凝土浇筑,钢筋采 用HRB500级。精度要求:顶面高程"-i5mm,中线± 5mm,宽度0~+15mm,顶面平整度7mm/4m。直线 段底座板顶面两边有200mm宽的2%排水坡,方向向底 座板外侧;中间有2550mm宽的5%0的排水坡,方向为 线路中心一防护墙。 (2)滑动层 跨沪杭高速公路特大桥施工顺序 、。 路基 志 占 三 4 誊 E 常规■辩 第一需蜣区 图1 滑动层由土工膜、土工布、胶粘剂组成:土工膜采 2底座板技术特点、技术要求及材料要求 2.1技术特点 2.1.1底座板在每孔桥梁固定支座上方,通过预设 齿槽、锚固螺栓保证其和桥梁间的可靠连接,其余部位 通过在梁面设置滑动层以保持滑动状态。 2.1.2通过梁缝处前后3.1m范围的梁面上铺设5cm 用高密度聚乙烯薄膜,宽2.95m,厚度为lmm;土工布 采用聚丙烯针刺非织造土工布,宽2.95m,下层厚3.0~ 3.5ram。上层厚1.8~2.2mm;胶粘剂可为单组分或双组 分聚氨酯胶,滑动摩擦系数不大于0.3。使用寿命不小 于60年。滑动层性能满足《客运专线铁路CRTS II型 板式无砟轨道滑动层暂行技术条件》(科技基[2oo9188 号)的要求。 <交通工程建设>2011年第2期 12 滑动层整体性能试验完成后,土工布和土工膜不应 出现超过试件总面积5%的磨损。 (3)高强度挤塑板 以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成分。添加少量 添加剂,通过加热挤塑成型工艺而制得的具有闭孔结 (2)梁面加高平台平整度:3mm/4m; (3)相邻梁端高差:不大于10mm; (4)梁面设置加高混凝土平台,底座板通长等厚 铺设。梁面通长设置顶宽3.1m宽、6.5cm高的加高平台; 梁端各1.5m长范围,预留5cm深的凹槽,供嵌入硬泡 构、高压缩强度的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板。宽2.95m, 沫塑料板。 长1.45m,厚50mm。使用寿命不小于60年。性能满 足《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道高强度挤 3底座板施工质量控制要点及提高功效措施 塑板暂行技术条件》(科技基[2009]88号)的要求。 2.2.2侧向挡块 无碓轨道施工前,应对下部桥梁进行验收,质量合 扣压型侧向挡块长度为800mm,顶面宽度为 格且满足无砟轨道铺设条件后方能进行施工。其中对梁 590mm,底面宽度为400ram。直线地段高度为459mm。 面施工质量的验收内容包括桥梁平面位置、高程、平整 采用C35混凝土现场浇筑。 度、相邻梁梁端高差及平整度、防水层的质量、预埋件、 2.2.3摩擦板和端刺 齿槽几何尺寸、清洁度、排水孔(坡)、伸缩缝等。 (1)摩擦板厚度为0.40m。长度和宽度根据不同 3.1底座板模板 桥梁结构和路基情况通过计算设计确定; 底座板模板安装允许偏差: (2)摩擦板下设置宽1.0m,高1.0m的小端刺; 序号 项目 允许偏差(1O.Il1) 检验数量 (3)底座板与摩擦板间铺设两层土工布; l 顶面高程 士3 每5m检查1处 (4)端刺、摩擦板及过渡板采用强度等级为C30 2 宽度 +10,0 每5m检查1处 的混凝土现场浇筑; 3 中线位置 5 每5m检查1处 (5)标准端刺型式尺寸:上部结构沿线路纵向厚 底座板模板采用钢模版[18型钢与横撑组成。见下 度为1.0m,沿线路横向宽度为9.0m,高度为2.75m; 图2所示。 下部结构沿线路纵向为8.0m,沿线路横向为9.0m,厚 三标管段线路最大超高为140mm,高端模板采用2 度为1.0m。 块[18型钢下设100×100mm的木方,螺栓调节剩余高 2.2.4对桥梁的技术要求 度,内侧采用由2mm钢板冷弯成50×150mm的直角型 (1)桥面高程:梁端1_5m以外部分的桥面高程允 钢做内模板防止漏浆。 许误差±7mm。梁端1.5m范围内不允许出现正误差; 高端 i: : : L一…一 _H…一 一』.j ~…一 ii i^ i ^ 口 连接器孔 3000 曲线段f曲线外翻)横板示意图 直线段、曲线段(曲线内侧J梗板示意图 撑杆l中间长撑杆与两边短雄杆J圈 图2底座板模板与横撑结构图 《交通工程建设》2011年第2期 13 直线段与曲线矮端采用一块[18型钢下设10mm~ 30mm木条,螺栓调节剩余高度,内侧采用由2mm钢 板冷弯成60×65mm的直角型钢做内模板防止漏浆(见 下图片2)。 3.2.1钢筋加工技术要求 钢筋主要型号:HRB500 10、HRB500 16、 HRB500+20、HRB500dO25、+25精轧螺纹钢。钢筋搭 接长度 16为1.3m,+20为1.65m,+25为2.4m,两 绑扎接头错开50cm。 底座板钢筋加工与安装允许偏差见下表l所示。 3.2底座板钢筋 底座板钢筋采用现场绑扎,直线段钢筋为纵向。 图片2 底座板模板支撑 表1 序号 l 2 3 4 5 项目 受力钢筋全长 弯起钢筋弯折位置 箍筋内净尺寸 钢筋间距 钢筋保护层厚度 允许偏差(inn1) ±l0 20 士3 ±20 +5,0 检验数量 按钢筋编号的10% 按钢筋编号的10% 按钢筋编号的10% 每检验批检查l0处 每检验批检查l0处 6 7 钢板连接器的焊接 焊接材质符合设计要求,焊接没有咬伤钢板、钢筋,焊缝在O.4d以上 锚固螺栓的连接 安装锚固螺栓的转动力矩不低予140N.m,螺栓旋入深度不少于42mm,锚 固板与锚固筋焊接牢固 目测、量测,逐个检查 逐个检查 直径小于20mm时钢筋弯曲直径为4倍钢筋直径, 大于等于20mm时,弯曲直径为7倍钢筋直径。 底座板钢筋按作用分类有: 16,+20的两种纵向 主筋; 10的横向箍筋; 10的马凳钢筋(间距不大 于60cm); 25的钢板连接器钢筋及精轧螺纹钢。在 剪力齿槽部位还有+28的锚固钢筋与锚固板。 底座板钢筋组成由标准段区域、跨梁缝区域、剪力 齿槽区域、连续梁区域、钢筋连接器区域五种形式组成 (见图片3)。 长度定为500mm。垫块按梅花形布置每0.8延米放置6 条垫块,满足设计所要求的0.185m 每纵向延米。 混凝土垫块配合比采用底座板的混凝土配合比,在 现场统一预制垫块尺寸误差在+3,0mm。见图片4所 示。 3.2.2钢筋保护层垫块 底座板钢筋保护层底部为35ram,侧面和顶面保护 层厚度为45mm。混凝土垫块底部宽度不小于50mm, 3.3底座板混凝土浇注 3.3.1两个后浇带之间的砼必须一次浇注完成。 3.3.2底座板混凝土浇注前,在每个浇注段距离后浇 段约1/3浇注段长位置处,在横断面的轨道板放置边缘 埋设温差电偶,用于测量混凝土的芯部变化。温差电偶 的预埋按照以下原则进行:常规区每两个后浇段之间埋 设一根;临时端刺内在头尾施工段内各埋设一根。 图片3底座板钢筋绑扎施工 图片4底座板垫块现场照片 《交通工程建设>2011年第2期 混凝土入模温度不能超过30℃,夏季浇注混凝土控 制混凝土温度防止坍落度损失过快。 3.3.3采用混凝土泵车泵送入模,插入振动器配合平 板振动器振捣,用型钢人工刮平,浇注完后砼初凝前及 时进行顶面拉毛,拉毛深度1~2mm;人工抹出反向排 水坡,覆盖养护时间最少7天。 3.3.4施工中应注意 浇注前所有钢板连接器螺母至少要松开离钢板 10mm距离; 混凝土表面应平整、拉毛,两侧边缘按设计施做排 水坡,同时封边砂浆带宽度范围内保证拉毛,增加摩擦 力; 混凝土浇筑5~10小时后,在暂停施工的后浇带处 将横向模板立即拆除。混凝土硬化后,凿毛后浇带处的混 凝土表面; 混凝土的养护须紧跟底座板施工。整段混凝土完成 后再正式进行覆盖土工布和塑料薄膜以实现保湿养护。 3.3.5易出现的问题 模板底漏浆,混凝土烂根,高程不准,后浇带缺口 不整齐,连接器螺母未松开,齿槽丁字锚板高度不准, 梁面齿槽整修不彻底,连接器钢板翘曲严重,连接钢板 超出混凝土表面,缺口宽度不够无法张拉。 底座板混凝土主要检测项目与标准。 序号 项目 允许偏差(inn1) 检验数量及方法 l 中线位置 10ram 全站仪 2 顶面高程 ±3 全站仪 3 厚度 ±l0设计厚度 尺量 4 宽度 +15,0 尺量 3.4底座板张拉 3.4.1底座板张拉\连接的前提 (1)基本张拉\连接段落中的所有砼浇筑段完成结 束后; (2)轨道基准点放样结束(注意此时不进行测量); (3)张拉\连接前临时端刺区域内浇筑段落要进行 长度和温度的测量并纪录备用;长度测量采用大地测量 法测量临时端刺砼的长度,利用全站仪测量在后浇带旁 的轨道基准点可以快速测量长度。 (4)临时端刺区域内要安装临时侧向挡块; (5)末次混凝土硬化2天后,并且其强度不小于 20MPa; (6)清洁精轧螺纹钢筋,锚固螺母涂上油脂;清 洁后浇带浮渣,准备足够的张拉工具(包括长套筒扳手。 开口扳手)。 3.4.2 25~35℃的张拉顺序及方法 (1)从两边临时端刺自由端开始,向常规区中间, 即按J4>J3>J2>J1>K0>紧接K0的至少10个BL1 的顺序,先用手拧紧锁紧螺母,再用开口扳手对其加强。 14 使锁紧螺母紧贴钢板。螺母示意图见下图3; 图3张拉连接器螺母示意图 (2)从常规区中间向两边临时端刺方向,用扳手 拧紧与临时端刺交界处的至少l0个后浇带连接器(K0 后边)。(此时“拧紧”采用扭矩套筒扳手紧固锚固螺 母,扭矩为450Nm,目的是将锁紧螺母及锚固螺母与钢 板可能存在的滑移消除,而不是将拉力传递到相邻砼 中。下同); (3)用扳手拧紧K0; (4)用扳手拧紧Jl、J2、J3,然后拧紧常规区其 它剩余的后浇带连接器; (5)浇筑常规区所有后浇带(BL1)以及K0和Jl 的混凝土; (6)连接器拧紧l天后,浇筑其临时端刺中部紧 靠J2的两个固定连接处后浇带(2个BL2)。 3.4.3 0~25oC的张拉顺序及方法 (1)从两边临时端刺自由端开始,向常规区中间, 即按J4>J3>J2>J1>K0>紧接K0的至少10个BL1 的顺序,先用手拧紧锚固螺母,此时锁紧螺母保持松开 状态; (2)从常规区中间向两边临时端刺方向,用扳手 拧紧与临时端刺交界处的至少1O个后浇带连接器(K0 后边)。(此时“拧紧”采用扭矩套筒扳手紧固锚固螺 母,按照计算所得的张拉长度进行张拉,将拉力传递到 相邻砼中。下同); (3)用扳手拧紧K0; (4)用扳手拧紧J1、J2、J3(J3稍微拧紧。约为 J2拧紧距离的l/3),然后拧紧常规区其它剩余的后 浇带连接器; (5)用手拧紧常规区BL1,K0,J1,J2的锁紧螺 母,并用开口扳手加强,使其紧贴钢板; (6)浇筑常规区所有后浇带(BL1)以及K0和Jl 的混凝土; (7)临时端刺连接器拧紧3—5天后,浇筑其临时 端刺中部紧靠J2的两个固定连接处后浇带(2个BL2)。 大于35℃不能进行底座板张拉。 3.4.4临时端刺与下一常规区的连接 到目前为止第一施工单元(两个临时端刺加一个常 规区)后浇带只剩下临时端刺中的J2~J4和大部分BL2 <交通工程建设>2011年第2期 l5 没有浇筑,其它后浇带都已浇筑完成。只有和第二基本 固定端后浇带(BL2)中的混凝土。 至此,第一施工单元底座板及后浇带已施工完成, 段落(一个临时端刺加一个常规区)底座板连接后,才 能浇筑第一施工单元剩下的后浇带。与下一施工单元连 接时需要注意以下内容: (1)螺母拧紧的方法和原则同3.4.2、3.4.3中的描 述; 其它基本段落底座板及后浇带的施工工序以此类推。 3.4.5张拉控制要点 (1)测温和连接必须在24小时之内完成; (2)后浇带浇筑也必须在24小时之内完成,为了 确保从测温连接到浇筑后浇带混凝土48小时之内完工. 在单个后浇带连接器完成连接后,可紧接着对其浇筑混 凝土。施工中主要检测项目与标准见下表2。 (2)待第三个临端刺施工完成后,从第二常规区 中部对称相背张拉; (3)第二次张拉第二临时端刺的J2时,要注意 LP2有效长度测量值的变化:为BL2至J2的距离; (4)张拉结束后48小时内浇筑临时端刺中剩余的 J2~J4、K1和第二施工单元后浇带(BL1)中的混凝土; (5)和第二施工单元连接器连接后,25~35℃l 天后/0~25℃10天后,浇筑第一施工单元第二临时端刺 后浇带施工主要检测项目与标准 序号 项 目 检测标准 (3)根据埋设的温差电偶测量底座板混凝土温度, 然后利用张拉计算程序计算张拉距离。每个临时端刺的 首次张拉计算数据电子版一定注意保存,待下一次与相 邻常规区张拉结束后。统一打印保存记录。 表2 检测数量及方法 l 2 3 后浇带卫生清理 螺栓检查 后浇带张拉要求 混凝土露出新鲜面,后浇带范围内干净、清洁,无杂质,两布一膜无破损。 无损坏,干净、清洁,螺杆根部涂了黄油。 ≥35℃,不允许张拉;25~35 ̄C按照扭矩力450N.m控制;<25℃,按照 扭矩力和张拉距离双控制。 目测,逐个检查 目测,逐个检查 测量混凝土温度 4 5 张拉及混凝土浇筑时 张拉时间不超过24h,从张拉到混凝土浇筑结束不超过48 h。 张拉顺序 时间统计 过程检查 4底座板施工注意事项 4.1限位板处底座侧面光滑平整,与泡沫板的接缝 密封完好,确保侧向挡块成型后与底座隔离彻底,避免 新老混凝土结合,以利于桥上底座相对侧向挡块的纵向 滑动。 4.9曲线地段底座中心线相对线路中心线的偏移量 同侧向挡块。 4.10连续梁前后各2孔简支梁上底座在梁跨中部 设置钢筋连接器后浇带, 剪力齿槽区域一次浇筑混凝 土。其它简支梁固定支座上方剪力齿槽处设置剪力齿槽 后浇带。 4.11底座温度在设计合拢温度范围内时可直接进行 合拢作业,超过时不允许进行合拢作业,低于设计合 4.2滑动层产品应严格挑选,确保滑动摩擦系数不 大于0.3。寿命不小于60年。施工期间,保持作业区 的平整、洁净,禁止吸烟、焊接等可能破坏滑动层的 活动出现,钢筋网的绑扎、吊装等也不得损坏滑动层。 滑动层一旦出现损坏应立即更换。 4.3滑动层的宽度每边超过底座5cm,施工后切除, 但不得损坏加高平台上的防水层。 4.4粘贴土工布的胶应与土工布、桥面防水层有良 好的相容性,可采用单组分或双组分聚氨酯胶,硬化 不应受到湿度的影响。胶的涂刷厚度应严格掌握。 4.5钢筋连接器后浇带与轨道板缝重合时应适当移 动后浇带位置700mm。 4.6底座板浇筑后,应及时进行后浇带处的清理, 清理必须干净、彻底,不能遗留杂物。 4.7底座板浇筑后。曲线段应及时采取横向临时固 定措施。避免底座产生横向位移。 4.8剪力齿槽锚固钢筋高度根据轨道超高值合理选 择,与锚固板的焊接不应在滑动层上进行。 拢温度时,应根据底座实际温度计算后浇带张拉量,并 进行张拉合拢作业。 4.12底座分段浇筑完成后至后浇带混凝土浇筑完成 并达到设计承载能力前,底座整体温度不应超过20 ℃。 4.13底座板顶面标高尽量控制为负偏差,且提前调 查轨道板的实际厚度偏差综合考虑,为下一工序的轨道 精调预留足够厚度。 4.14底座板拉毛质量会影响轨道板灌浆的质量,无 具体设计要求需通过工艺实验确定。 5结束语 通过对CRTS II型无砟轨道底座板施工过程的有效 控制,保证了CRTSII型无砟轨道后续工作顺利进行, 以上内容为公司高速铁路项目无砟轨道施工提供了一 些经验分享。如有谬误,敬请指正。