高铁无砟轨道道床板施工缝起拱病害整修

荆 泰

(太原铁路局，山西 太原 030013)



高铁无砟轨道道床板施工缝起拱病害整修

荆 泰

(太原铁路局，山西 太原 030013)

结合大同至西安高速铁路原平西至太原间高速综合试验段的病害情况，分析了无砟轨道道床板施工缝起拱的原因，介绍了CRTSⅠ型双块式无砟轨道的施工设计方法，并提出了病害的处理措施，确保了高铁的稳定性与平顺性。

无砟轨道，道床板，施工缝，病害整修

1 概述

2014年7月1日，新建大同至西安铁路太原南至西安北区段正式开通运营，正线全长678.220 km。该铁路线自北向南经过系舟山余脉丘陵区、太岳山低山丘陵区、临汾盆地、运城盆地、渭北黄土台塬及关中平原。正线轨道结构全部采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道及岔区轨枕埋入式无砟轨道，WJ-8型扣件。2015年8月，新建大同至西安铁路原平西至太原间高速综合试验段在静态验收过程中，发现CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板存在施工缝起拱、道床板与支承层出现离缝病害。

2 病害情况

道床板起拱、道床板与支承层出现离缝病害发生在原平西站K165+808～K165+817(如图1所示)，其中Ⅱ道(K165+808.5～K165+813)拱起7 mm，长4.5 m；3道(K165+812.9～K165+817)拱起8.5 mm，长4.1 m；4道(K165+812.6～K165+817)拱起7.5 mm，长4.4 m。

该病害位于路基上CRTSⅠ型双块式无砟轨道范围，道床板出现起拱现象，道床板与支承层出现离缝，需要对无砟轨道缺陷进行处理。

3 原因分析

1)道床板施工缝未按设计要求设置，道床板施工缝处设置了泡沫板，而未进行凿毛处理、未使用界面剂、未设置金属网，造成纵连道床板中断，实际上形成了纵连道床板终端结构。若不设置锚固结构，在年温差反复作用下，该处轨道状态将持续恶化，发展严重时将危及运营安全。

2)支承层顶面粗糙度不够，支承层与道床板结合力降低。此处轨道结构为连续道床板的薄弱环节，同时支承层为低塑性混凝土结构，锚固植筋的效果有待进一步验证，且连续道床板内部的温度力分布情况较为复杂，无法判断，仅对道床板凿除后进行恢复的处理方案存在一定的风险。

4 施工设计

4.1 结构组成

路基上CRTSⅠ型双块式无砟轨道由钢轨、扣件、轨枕、道床板、支承层(底座板)组成。

4.2 道床板结构设计

1)结构设计。a.混凝土道床板采用强度等级为C40的混凝土，宽度2 800 mm，厚度260 mm。b.道床板的纵向钢筋采用双层配筋，上层9φ20 mm+下层11φ20 mm，HRB335 级钢筋，在每两根轨枕间隔处设置上层2φ16 mm+下层1φ16 mm,HRB335 级横向钢筋。c.路基地段道床板连续浇筑，在路基道床板端部与桥梁或隧道地段无砟轨道间设置20 mm的预留缝，预留缝处采用20 mm的聚乙烯泡沫塑料板填充，表面30 mm范围内采用聚氨酯封缝胶填充。

2)施工缝结构设计。a.双块式无砟轨道道床板为连续结构，当道床板施工间断时间不超过1 d，且道床板混凝土芯部温度变化不大于20 ℃时，应采用设置施工缝的方式连续施工。b.道床板施工过程中断时，应按设计要求设置施工缝，施工缝设置在两根轨枕中间，中断施工时应多留一段道床板混凝土，以满足凿毛后施工缝位于两根轨枕中间；当再次施工道床板时，必须对既有道床板进行凿毛处理，凿到露出坚实的骨料，清洁后提前进行预湿处理，并使用界面剂，确保新老混凝土的结合。c.施工缝设置3.0 m×0.3 m金属网，金属网必须与道床板垂直。d.施工缝处设置U形筋和锚固钢筋。U形筋在每处施工缝设置8根，采用直径16 mm，HRB335级钢筋，长度为6.24 m。锚固钢筋在施工缝两侧各设置5排25根，纵向间距为650 mm，每根长度为0.605 m。

4.3 支承层结构设计

1)在路基基床表层铺设水硬性混合料支承层。支承层底面宽度为3 400 mm，厚度为300 mm，支承层两侧边设置3∶1的斜坡。

2)支承层应连续摊铺并在新浇筑状态时每隔不大于5 m距离设一深度不小于105 mm的横向切缝。如果支承层在新浇筑状态不切缝，则必须在混凝土凝固后立即补切，最迟不能超过浇筑后24 h。切缝位置应通过测量在两轨枕的正中间设置，误差不超过30 mm，避免伸缩假缝位置处于轨枕块的下方。切缝断面应垂直于轨道中心线，施工缝应设置在切缝处，或与其间距2.5 m处。

3)支承层浇筑完成后应将其道床板宽度范围内的表面进行拉毛，拉毛深度宜为1.5 mm～2.0 mm。

5 病害整修

该缺陷地段整治总工期安排为15 d连续施工，顺序为：先施作原平西站Ⅰ，Ⅱ，3道，最后进行4道施工；具体工期为Ⅰ道5 d，Ⅱ，3道10 d；Ⅰ，Ⅱ，3道施工完毕开始4道施工，直至施工完毕。

这套程序是不是和新闻中某些镜头很像？像就对了。实际上我就是按着新闻中的某些镜头描写的，想来场景应该不差。虽说雷同，但却无意抄袭。

5.1 处理原则

1)原平西站Ⅰ道：对邻近轨道结构采用专用销钉锚固后,拆除施工缝及其前后一定范围内的道床板，对道床板纵向钢筋状态(变形、锈蚀等)进行全面检查后，重新施工道床板。

2)原平西站Ⅱ，3，4道：对邻近道床采用专用销钉锚固后,拆除离缝范围及其前后一定范围内轨道结构，道床板留出钢筋搭接区，重新设置底座及纵连道床板，确保结构安全。

5.2 处理方案

1)锚固长度的计算。

a.原平西站Ⅰ道：按道床板温度变化10 ℃计算,则道床板温度力为：F=αEΔTA=0.000 01×34 000×10× 2.8×0.26=2.475 MN。

支承层地段每根销钉抗力取46 kN，则需要销钉根数54根。按照每两根轨枕(650 mm)间设置6根,则需设置9排。

b.原平西站Ⅱ，3，4道：假定道床板温度变化为15 ℃,则道床板温度力为：F=αEΔTA=0.000 01×34 000×15×2.8×0.26=3.71 MN。

支承层地段每根销钉的抗力按照46 kN计算，则需要销钉根数81根。按照每两根轨枕(650 mm)间设置6根,则需设置14排。

2)拆除前处理段落。

现场应根据支承层假缝的位置对以上处理段落进行适当调整，保证道床板、支承层拆除边缘位于支承层假缝位置，且拆除长度不小于12 m。

3)施工方案。

a.施工温度要求。

选择与原道床板混凝土浇筑合龙温度温差变化相对较小的时段施工，各工序(轨道结构拆除、道床板、底座板的重新施工)施工温度与原道床板混凝土浇筑合龙时温度相差不超过Ⅰ道10 ℃；Ⅱ，3，4道15 ℃。

b.植筋加固(见图2)。

植筋范围及数量。Ⅰ道：对道床板凿除范围外两侧各10根轨枕间采取销钉加固，相邻轨枕间布置6根。Ⅱ，3，4道：对道床板凿除范围外两侧各15根轨枕间进行加固，共设置14排销钉，相邻轨枕间布置6根。钻孔植筋技术要求:销钉采用喜利得HCC-DCT M27×350专用销钉，钻孔直径30 mm，钻孔深度470 mm。植筋胶采用喜利得RE500SD改性环氧类胶粘剂，需满足GB 50728—2011工程结构加固材料安全性鉴定技术规范所要求Ⅰ类A级胶标准。

c.道床板拆除。

Ⅰ道：凿除施工缝两侧各2根轨枕范围内道床板混凝土，道床板宜采用从外向内分幅凿除方式，不得一次性全部凿开(见图3)。

Ⅱ，3，4道：凿除前述范围内道床板、支承层，相邻道床板留出钢筋搭接区，现场应根据支承层假缝的位置对拆除段落进行适当调整，保证道床板、支承层凿除边缘位于支承层假缝位置，且拆除长度不小于12 m(见图4)。

施工过程中应注意保护预留搭接区的纵向钢筋，其余纵筋及横向钢筋全部拆除，采用新钢筋；凿除施工应尽量减少对相邻轨道结构的扰动；对既有钢轨增加防护罩进行保护。

d.轨道结构重新施工。

凿除范围内采用底座板+道床板结构，道床板与底座间通过销钉锚固，每两根轨枕间设置6根。

底座板施工。底座板施工前应对基础进行清理，基础应满足铺设无砟轨道的要求，基础顶面应平整。底座板施工前应对路基表面进行清洁，洒水湿润但无多余的水并保湿。按照《路基地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构设计》(图号：大西原运施修轨01-11)布置混凝土底座板钢筋。按照相关要求设置销钉。采用早强混凝土(配合比等技术指标需经审核)浇筑底座板混凝土，严格控制新浇筑混凝土的出机及入模温度，混凝土浇筑后应尽早全面覆盖及保湿，按照相关规范要求对混凝土进行养护。

道床板施工。道床板钢筋绑扎及轨枕布置。道床板混凝土凿除后，根据相关规范，对已断开道床板纵向钢筋采用与纵向钢筋同型号的HRB400 级钢筋进行连接(搭接长度、搭接率等应满足规范相关要求，同一连接区段内纵向钢筋的焊接接头面积百分率不应大于25%,钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍搭接长度)。

除纵、横向接地钢筋交叉点按规定焊接外，其余纵向钢筋与横向钢筋(含轨枕桁架横向钢筋)交叉点处均设置绝缘卡做绝缘处理，绝缘卡应满足相关技术要求(见图5)。

按照原有位置重新布置轨枕，精确调整轨距、水平、高程后，方可进行道床混凝土浇筑。

浇筑混凝土。当再次施工道床板时，必须对既有道床板进行凿毛处理，凿到露出坚实的骨料，清洁后提前进行预湿处理，并使用界面剂，确保新老混凝土的结合。

浇筑混凝土前，要确保底座板表面上无杂物，应用高水压枪对底座板表面进行清洗，并拉毛处理，确保道床板与底座板的连接质量。

浇筑混凝土时应防止对模板及钢筋绝缘卡的撞击。道床浇筑后按设计要求进行抹面，混凝土达到设计强度前禁止在道床上行车及碰撞轨枕。

道床混凝土浇筑开始至终凝前应选择温度变化相对较小的时候。

混凝土浇筑后及时松开扣件，松开扣件的时机应根据试验确定。

采用早强混凝土(配合比等技术指标需经审核)进行浇筑，严格控制新浇筑混凝土的时机，确保道床板合龙温度与原道床板合龙温度一致。

轨道结构施工时应注意混凝土结构所处的环境类别和环境作用等级，严格控制混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料的用量，满足TB 10005—2010铁路混凝土结构耐久性设计规范的相关规定。

按照相关规范要求对混凝土进行养护，保证混凝土质量。

5.3 施工注意事项

1)本处理方案应在要求的温度范围内施工。2)道床板混凝土应精细凿除，不得损坏轨道结构。3)钻孔深度应满足470 mm，确保植筋加固，监护人员应逐处测量，做好记录。4)整治过程中加强对相邻线路及既有设备的保护，密切关注相邻轨道结构的情况，发现异常，及时补救。5)采取必要措施保证新老混凝土的结合质量。6)线间封闭层及防水层应按设计要求重新施工，保证排水畅通。

6 结语

通过15 d的连续施工整治，重新施作了底座及纵连道床板，通过精测精调，恢复了轨道平顺性，整治前后高程对比见图6。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板施工缝起拱，道床板与支承层出现离缝的病害得到了彻底解决；但是该类病害的整治难度大，施工周期长，因此，要加强对设备的前期检查及验收卡控，确保高铁各类病害隐患能够提前发现并得到科学整修，必须在整修过程中，摸清病害发生的原因，科学合理的制定施工整修方案，确保高铁的高可靠性、高稳定性、高平顺性。

[1] 邹 洵.双块式无砟轨道道床板施工裂缝形成与整治探讨[J].中国新技术新产品，2012(4)：69-72.

[2] 周会学.高速铁路双块式无砟轨道道床板裂缝成因及处理措施[J].民营科技，2011(2)：98-101.

[3] 陆达飞.双块式无砟轨道裂缝形式及控制标准研究[J].铁道勘察，2011(3)：89-92.

On arch camber maintenance of construction cracks at road bed plates of ballastless rails

Jing Tai

(TaiyuanRailwayBureau,Taiyuan030013,China)

Combining with the diseases at Yuanping-Taiyuan Railway comprehensive trial sections along Datong-Xi’an Expressway Railway, the paper analyzes the reasons for the construction cracks at the road bed plate of ballastless rails, introduces the construction design methods for CRTSⅠ double-block ballastless rails, and points out the treatment of diseases, so as to ensure the stability and smoothness of express railways.

ballastless rail, road bed plate, construction joint, disease maintenance

1009-6825(2016)05-0155-03

2015-12-01

荆 泰(1982- )，男，工程师

U213.244

A