CRTSⅠ双块式无砟轨道道床板裂缝防治技术

杨超锋 朱永霞

(1.中铁大桥局第五工程有限公司，江西 九江 332001； 2.中铁大桥局物资有限公司，湖北 武汉 430050)

CRTSⅠ双块式无砟轨道道床板裂缝防治技术

杨超锋1朱永霞2

(1.中铁大桥局第五工程有限公司，江西 九江 332001； 2.中铁大桥局物资有限公司，湖北 武汉 430050)

结合沪昆客专长昆湖南段CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工实例，从结构设计、温度变化、混凝土施工等方面出发，总结分析了双块式无砟轨道裂缝产生的原因，并对混凝土配合比设计及道床板施工关键点控制措施进行了阐述，以保证无砟道床的施工质量。

双块式无砟轨道，道床板，裂缝，预防措施

1 工程概况

由我单位承建的沪昆客专长昆湖南段CKTJ-1标一单元双块式无砟轨道施工，起讫里程为DK19+395.95～DK30+000，单线共长26.82 km。双块式轨枕由株洲双块枕场预制。

无砟轨道的下层结构为素混凝土支承层(路基段)和钢筋混凝土底座板(桥梁段)，施工工艺参照普通混凝土施工，上层结构为道床板。双块式无砟轨道断面形式见图1。

道床板宽度为2 800 mm，厚度为260 mm。道床板除纵、横向接地钢筋交叉点按规定进行焊接外，其余纵向钢筋与横向钢筋(含轨枕桁架横向钢筋)的交叉点处、上下层纵横向钢筋搭接处均设置绝缘卡做绝缘处理，以避免对行车信号产生干扰。

我部采用工具轨法进行无砟轨道的施工，进行路外、路内试验段时，发现现浇混凝土道床板出现了两类比较典型的裂缝(见图2)，经过分析、研究及不断改进，正线施工时，道床板裂缝得到了有效控制。现就无砟轨道施工过程中的裂缝产生原因及防治措施，谈一些个人体会。

2 道床板裂缝产生的原因

1)结构设计原因。路基段道床板设计为连续式，中间未预留伸缩缝，而设计未考虑混凝土在季节性变化和日照温差的影响，气温变化时，道床板整体结构纵向较长，纵向位移受到约束，就从最薄弱的位置(新老混凝土交界处)进行应力释放，从而引起温度裂缝。

根据力学常识，混凝土结构倒角的形式对混凝土收缩应力也有一定的影响，气温变化时，对比采用直角、倒棱角等，采用圆倒角的方式，混凝土收缩应力是最小的。

2)温度变化。道床板混凝土浇筑前后，受外部温度影响最大。

道床板浇筑前混凝土入模温度与外部气温的偏差较大；浇筑完成后，养护期间混凝土产生大量水化热，养护措施不到位，道床板混凝土表面温度与外部环境气温的偏差较大；混凝土养护期结束后，混凝土收缩徐变过程，出现气温变化剧烈，混凝土表面温度突然降低，而混凝土内部温度变化较为缓慢，从而产生温度梯度，产生裂缝。

3)粗精调、混凝土浇筑时间把握不当。双块式轨枕采用工具轨法施工，就是把与运营期规格相同的钢轨(60 kg/m)作为基准尺，长度采用12.5 m工具轨，将轨枕通过弹性扣件与工具轨连接成一个整体，利用铁路专用设备(精调螺杆、无级变速起道机，精调小车等)进行施工过程中的粗、精调定位，最后浇筑混凝土道床板至设计线路的位置。

通过在路外试验段的施工，在下午和晚上进行粗精调，实验数据对比发现，钢轨平面位置、高程变化均超过2 mm以上。由于钢轨导热性好，对气温的变化也最敏感，钢轨由于热胀冷缩的原因，其变形幅度较大，带动轨枕产生次生应力。钢轨变化现场实测变化变形见表1及图3。

表1 不同温度下钢轨的变形量

实验时还发现，夜间精调时，气温变化不大，全站仪受气温变化最小，是最稳定的阶段，设站的效率最高，精调效率也最高。

混凝土初凝后，随着气温的升高，钢轨伸长，纵向变形受到约束，带动轨枕变形，从而影响轨枕周边混凝土产生裂缝。

4)工具轨未设置伸缩缝。工具轨法施工采用的是12.5 m长钢轨，钢轨与钢轨间利用鱼尾板连接，钢轨间未设置伸缩缝，或设置较少，气温变化，钢轨伸缩，应力无法释放，传递至道床板混凝土产生裂缝。

5)混凝土施工。道床板混凝土设计水灰比过大，或为保证流动性，坍落度偏大，粗骨料下沉，表面形成浮浆，或因为道床板钢筋塌陷，造成保护层过大，表面浮浆收缩，产生裂纹。

6)轨枕精度不足。混凝土浇筑前，为满足轨道精调精度要求，施加外部作用力，使轨枕内部集聚了次生内应力；产生开裂。

轨枕起吊、存放、运输过程中，由于桁架钢筋变形，双块式轨枕间距变化，粗、精调为了保证标准轨距(1 435 mm)，强行使用轨距撑杆，钢轨产生内应力释放时传递至轨枕，引起道床板开裂。

7)混凝土表面收缩裂纹。混凝土浇筑初凝后未及时进行覆盖。夏季施工时，混凝土表面裸露暴晒，未及时补水、覆盖；或遇到大风降温等极端天气，道床板混凝土未进行包裹；或浇筑前准备工作不充分，路基支撑层、桥梁底座板顶面土工布隔离层、隧道底基层表面未洒水湿润等原因，造成混凝土失水较快，产生急剧收缩开裂。

3 道床板裂缝预防措施

3.1 做好混凝土配合比

进入正线施工前，施作试验段，调整出最适宜的配合比。

路基支撑层要按设计要求预留切缝，保证支撑层混凝土的质量，不得随意提高或降低混凝土标号，降低混凝土开裂的风险。更要确保C15水硬性混凝土的质量，在保证强度的前提下，水灰比越小，混凝土收缩值越小。支撑层施工完成后，应在12 h内尽快进行切缝(价缝)，缝深105 mm，宽度不大于5 mm，可有效引导裂缝的发展方向。

3.2 做好道床板施工关键点控制

道床板施工的精调作业和混凝土浇筑施工质量控制对道床板裂缝的防治将有决定性的作用，它的施工质量将直接决定后期正线铺轨后精调的效率和无砟轨道的使用耐久性，是无砟轨道施工中最重要的几道控制工序。现仅就道床板精调及混凝土浇筑前的准备工作及施工质量控制做出阐述。

1)做好施工准备工作。a.认真检查双块式轨枕有无出厂合格证，不合格的产品严禁使用；b.双块式轨枕的吊装要有专用吊具，存放不宜超过5层，避免倒运、运输过程中的变形；c.两工具轨的接头应该落在两个轨枕的中间，不能落在承轨座上，钢轨接缝之间必须预留8 mm～10 mm间隙，为因温差引起的钢轨变化预留空间；d.轨距(1 435 mm)按照负误差控制，考虑起道机起顶时，轨枕会产生弯矩，中间向下挠，轨距会比设计略小，浇筑混凝土后会产生少许上浮，轨枕中间会起拱，轨距变大。故粗调、精调时轨距按负误差控制。偏差较大时严禁使用轨距撑杆扩大轨距。轨道精调采取先平面后高程的原则；e.混凝土浇筑前支撑层洒水，桥梁底座板采用喷雾器对轨枕四周及轨枕底部、土工布隔离层、路基支撑层进行洒水，充分润湿，以保证混凝土与轨枕粘贴密实。严禁采用大量浇水方式，产生积水，影响与轨枕粘结。

2)混凝土浇筑质量控制。要控制好道床板混凝土浇筑质量，要确保双块式轨枕底部混凝土的密实度，减少边角裂缝的产生，就必须先弄清楚道床板浇筑时混凝土工作的原理。双块式无砟轨道道床板浇筑时混凝土工作示意图见图4。a.要严格控制水灰比及浇筑现场混凝土坍落度(以180 mm为宜)；b.尽量避免太阳辐射较强的时间浇筑，浇筑混凝土宜安排在夜间进行；c.混凝土浇筑尽量采用汽车泵进行布料。混凝土浇筑时，应从一侧向另一侧整体分层推进，混凝土落点应待一侧轨枕底部混凝土全部充满，且轨枕侧面出现明显气泡翻动，方可向前推进；d.混凝土振捣时，振捣棒应配备4台(包括备用1台)，左、中、右侧各1台进行振捣。从A点处先开始下料，然后从A1，A2点进行补充，待A点两侧轨枕底部混凝土充满后，振捣A1，A2，使A点两侧轨枕气泡完全排除，浇筑时，用探照灯仔细观察轨枕底部混凝土翻动、气泡排除情况。只有待A点两侧轨枕下部混凝土完全充满后，方可移动浇筑点至B点，按照以上程序，逐个进行推进施工。混凝土振捣施工可参见图5。

3)把握合适时机拆除竖向精调螺杆及工具轨。道床板混凝土浇筑完成后，可根据混凝土的初凝时间和混凝土现场坍落度、浇筑时的气温等条件综合确定竖向精调螺杆拆除时间。常规都是用2 kg直径75 mm铁球测量混凝土表面的压痕(直径接近30 mm～33 mm时)来确定。根据现场施工经验，施工熟练后，用手指按压混凝土表面，混凝土有明显痕迹，但混凝土已有塑性时(三次收光之前)拆除竖向精调螺杆。将螺杆调节器旋转半圈，注意左右侧对称调整，待螺杆调节器全部拆除完成后，精调小车及时采集数据。此时混凝土已初凝，已达到人员可在其上行走的条件，尽快松掉钢轨扣件(在松解螺杆调节器后约1 h就可以适当松开扣件)，必须彻底松完(用手可以转动螺栓)，使钢轨处于不受约束状态，并松开鱼尾板的螺栓。

4)进行三次收光。混凝土浇筑完成后，用木抹收光1次，混凝土浇筑完成后约2 h再收光一次，初凝前(用手指按压有痕迹)进行第三次收光；最后一次收光需根据施工配合比和现场实际施工环境确定初凝时间。

5)加强道床板混凝土的养护。混凝土在三次收光完成后，马上进行养护。夏季施工时，可先在混凝土表面洒水，保持混凝土表面喷雾洒水保湿，然后铺设塑料薄膜，在塑料薄膜顶面铺设一层土工布，土工布保持湿润，再在顶面根据工作面的长度覆盖一层帆布，帆布两端要进行封闭，防止通风，并可起到保湿、节水的作用；在大风、降温天气又可起到保温的作用。道床板的养护时间应不少于7 d。

表2 施工组织安排表

由于线上施工时，养护用水量较大，可购置较大型的塑料桶，在底部及侧面钻孔，采用滴漏方式节水，又可进行倒用。

双块式无砟轨道施工，要高度重视混凝土的养护工作，养护工作到位，可最大限度的降低道床板产生开裂的几率。

6)合理的施工组织安排。根据路外、路内试验段的不断总结，道床板夏季施工时，按照100 m/d功效组织施工，可参考表2时间安排进行组织。

4 结语

双块式轨枕具有质量轻、整体性好，与道床板新老混凝土结合面小的优点；双块式轨枕与道床板结合处易产生裂缝，破坏无砟道床整体性，产生病害，增加了运营期间养护维修工作量，需从设计、施工、维护各个方面进行优化，本文通过施工实践过程中的总结，希望对以后同类施工提供借鉴、参考。

Preventive technologies of CRTS Ⅰ double-block ballastless track bed board cracks

Yang Chaofeng1Zhu Yongxia2

(1.ChinaRailwayBridgeBureau5thEngineeringCo.,Ltd,Jiujiang332001,China;2.MaterialsCo.,Ltd,ChinaZhongtieMajorBridgeEngineeringGroup,Wuhan430050,China)

Starting from aspects of structural design, temperature alteration and concrete construction and so on, combining with CRTS Ⅰ double-block ballastless track construction of south Hunan section of Hu-Kun passenger special railway line example, the paper analyzes double-block ballastless track cracking causes, and describes concrete mixing proportion design and critical track bed board construction points and control measures, with a view to guarantee ballastless track bed construction quality.

double-block ballastless track, track bed board, cracks, preventive measures

2014-12-11

杨超锋(1979- )，男，工程师； 朱永霞(1974- )，女，工程师

1009-6825(2015)06-0136-03

U213.244

A