无砟轨道底座板纵连施工技术探讨
2017-04-18许月香
许月香
摘要: 高速铁路底座板是无砟轨道CRTSⅡ型轨道板的支撑构件,也是结构受力组成要素,底座板可以形成轨道平面位置以及线路走向的必要的轨道超高,底座板纵连是底座板施工的最后一个程序,是将每孔梁的底座板连接形成一个整体的一个过程,受外界温度和气候变化在梁面沿纵向滑移。本文主要结合京沪高速铁路桥上底座板纵连施工对其进行简要介绍和技术探讨。
Abstract: The high-speed railway base plate is the supporting member of the SRTS Ⅱ type track plate of the ballastless track. It is also the component of the structural force. The base plate can form the orbital plane position and the necessary orbit of the line. The base plate longitudinal connection is the last procedure of base palate construction, which is to connect the base plate of each girder to form a whole, which is slid longitudinally by the outside temperature and climate change on the beam face. This paper mainly introduces the construction of the base plate of the Beijing-Shanghai high-speed railway bridge and the technical discussion.
关键词: 无砟轨道;底座板;纵连
Key words: ballastless track;base plate;longitudinal connection
中图分类号:U213.2+44 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)11-0099-03
1 概述
随着京津轨道交通工程的正式通车运行,揭开了我国客运专线和高速铁路施工序幕,国家大规模修建高速铁路京沪、沪杭、石武、京石等多条高铁以极快的速度修建、通行、运营,使我国高速铁路发展一举跨入世界前列,国内的高速铁路施工也形成了一套完整、成熟的施工技术。底座板是CRTSⅡ型无砟轨道的重要组成部分,列车通行时可以减少震动、噪音污染,使列车运行更加平稳、快速。
在长桥上底座板施工是由许多施工段组成的,每个施工段又包含若干的浇筑段,每个浇筑段的划分采用钢板连接器分开。因此底座板纵连可以简单的定义成通过用力矩扳手等工具将底座板的各施工段或浇筑段按一定的顺序张拉使其在预应力筋的作用下连成一个整体的过程叫做底座板纵连。其作用也正是使长桥上的各底座板施工段混凝土连接形成一个整体,共同组成一个受力系统,随着外界条件的变化在梁面沿纵向滑移。纵连是底座板施工的最重要的工序,纵连的质量直接影响到整个无砟轨道的施工质量,同时纵连区域的划分也直接影响后续施工的进度。
2 工程概况
京沪高速铁路是我国第一条一次建设规模大、标准高、设计时速350km的高速铁路,对我国高速铁路的发展影响深远,对国内路网规划、各种交通合理布局将有深远影响,备受受国人观注。
中铁六局集团太原铁路建设有限公司轨道板施工全部为桥梁地段,标准梁跨长度为32.7米和24.7米两种,梁面宽度为12米,防撞墙内侧净宽8.8米,按两股道进行设计,线间距为5米,底座板宽度为2.95米,两线间底座板净距为2.05米。如图1。
按照本段施工情况及工期要求等全线分为8个常规区第一个施工区段距离较短约2公里,其余施工区段距离约为4~5公里,尽量减少临时端刺区的设置,在进行区段划分时,考虑前期施工人员施工速度较慢,同时也为了考虑能尽早为下道工序提供施工工作面,所以尽量将第一区划距离缩短。临时端刺设置应避开曲线区域,底座板纵连是通过预应力将混凝土连接在一起,形成一个整体,使其不会受外界影响而鼓起和拉裂,若施工区临时端刺设置无法避开曲线地段时,在进行底座板纵连时需将底座板混凝土进行支顶,防止混凝土受力底座板发生横向滑移。
3 底座板纵连
底座板纵连受外界环境温度影响和自身混凝土温度影响,张拉顺序根据温度的不同可以大体可分为三种情况:分别为底座板温度小于设计锁定温度、大于设计锁定温度和高于30℃三种情况,本文只介绍第二种情况底座板温度在设计锁定范围时的温度。
3.1 纵连施工流程(图2)
3.2 张拉前准备
3.2.1 张拉前扳手准备
工欲善其事,必先利其器,可见有时一道工序的成败关键要看你的工具准备的是否合适完美。张拉扳手的准备一定要根据其结构和技术指标具体筹备。通过现场一系列的实践最终我们的的扳手有如下几种类型:一是自行用2cm后的钢板加工的45°和90°的扳手,作用是快速将内侧的锁紧螺母拧到位;二是利用市场上购买的5cm长的套筒回来接长加工成适用与该结构的长为8-10cm的套筒與张拉扳手合用; 三是随扳手一起购买的原配头,环形闭合的基本上可以用套筒代替,遇到后浇带距离预留过窄下不去套筒的的情况就用环形闭合的代替,只能用于钢板上侧的锚固螺母。开口的头用于检测锁紧螺母的拧紧力矩和用于锚固螺母部分无法拧入得情况;四主要用到带力矩的扳手。
3.2.2 张拉前技术准备
①混凝土强度达到20MPa,并出具一份同条件混凝土抗压强度报告。
②张拉前本施工段施工顺序及注意事项交底。
③张拉前报验合格。
④张拉作用长度测量及张拉行程的计算。
L为测量段的作用长度,一般为两个位于浇筑段中部的已经浇筑的剪力齿槽之间的距离;连续梁上一个浇筑段无剪力齿槽时为两个后浇带钢板中间的距离。提前根据每个浇筑段长度计算出每个钢板连接器的作用长度。
当砼温度小于锁定温度时,此时要对钢板连接器后浇带张拉一定的行程,使后浇带变窄,后浇带变窄的大小与计算出的?驻L相同,以使底座板在锁定温度时无应力。如表1。
当既有临时端刺第二次连接前,需重新测量各段有效长度和温度,重新计算行程,并与已张拉的行程对比,补齐需补张拉的行程。因LP2在中部2个剪力齿槽浇筑后发生变化,故在第一次张拉前就要测出J2至第一个齿槽后浇带BL2间的距离,其第二次张拉行程也可按下式计算:
ULP,2=(L2,2-L1,2)-(T2,2-T1,2)×αt×L1,2
式中:L2,2表示第二次测量的LP2的长度,T1,2表示第一次测量LP2时的温度。
本文只针对底座板温度在20℃-30℃范围内进行阐述,即张拉行程为0,只需将螺母拧至规定力矩即可。
3.3 张拉过程
3.3.1 新临时端刺+新常规区+新临时端刺的纵向连接
张拉顺序:
①纵连前一天,将需要张拉的后浇带精扎螺纹钢端部的混凝土用钢刷全部清理干净,在螺帽拧入的地方涂刷少量油脂。先涂刷两个临时端刺区,再涂刷常规区。
②纵连当天,先清除钢板表面油脂后从临时端刺自由端开始,依次拧紧钢板连接器后浇带J1~J4内所有内侧锁紧螺母,K0保持松开状态。每个钢板连接器处由外向内对称拧紧内侧螺母。如图3。
③将同一区段的另一个临时端刺同时按相同的顺序拧紧螺母。
④从两个临时端刺的K0开始向常规区中心对称张拉,拧紧常规区所有的后浇带螺母,拧紧方式与第一步相同。
⑤一個施工区段的纵连在24小时内完成,而通过改进我们的扳手后我们的一个施工区段的纵连一般在2-3个小时就完成了,其他单位的纵连一个区段的时间一般在4-6小时,而且我们的纵连的拧紧合格率达到100%。
⑥张拉完成后由专人逐个检查张拉连接器螺母是否拧紧。
混凝土浇筑:
混凝土施工前需检查所有后浇带钢板的螺母是否拧紧;剪力齿槽内的剪力钉是否已安装拧紧;将后浇带处混凝土清理干净。
①钢筋安装。
根据图纸尺寸将后浇带处钢筋箍筋进行安装,在钢板后浇带处采用外箍筋进行绑扎,在剪力齿槽后浇带出可按内箍筋进行绑扎;或底座板混凝土施工完后按外箍筋进行全部绑扎,缺扣松扣数量不超过5%,注意钢筋的保护层厚度满足35mm~50cm范围内,钢筋安装时检查钢板后浇带处滑动层起鼓是否严重,若起鼓高度超过了15mm,需在钢板处安装加强钢筋和垫块将起鼓高度分摊,压紧缩小到15mm范围内。
利用现有的钢筋垫块在钢板下方和钢筋的下方进行支垫,将超过15mm的滑动层薄膜进行压紧,划分成若干个小鼓包,使每个小鼓包的高度不超过15mm,减少滑动层起鼓对底座板的伤害。
若起鼓高度过高,而钢板和纵向钢筋离滑动层过高时,可以采用钢筋压垫块的支垫方式,减小起鼓高度。利用现有的底座板钢筋制作成U型的小马蹬,反扣在后浇带钢筋上,将U型钢筋与纵向钢筋进行绑扎,两端压在垫块上,提供对垫块的压力,将起鼓的高度进行分解,分解成若干个小鼓包,每个鼓包的高度不大于15mm,达到削弱起鼓高度的目的。
②后浇带清理。
利用高压鼓风机将后浇带范围内的混凝土碎沫和其它杂物进行清理,将后浇带两侧底座板混凝土上的浮浆和已松动的混凝土块清理干净。
③立模。
后浇带BL1宽度标准值为50cm,BL2宽度标准值为678mm(在底座板施工中要特别注意BL2的宽度决不能大于780),模板全部采用厚度为2cm的木胶板,利用方木进行支撑,并保证混凝土表面与模板面接缝严密。
1)后浇带模板在安装前,技术人员对其表面及整体顺直性进行检验,特别是在循环利用时表面要进行清理刷脱模剂,保证后浇带混凝土外观质量满足设计要求;
2)模板在安装过程中检查其垂直度以及与底座板接缝的严密性,仔细检查模板安装是否牢固,防止出现跑模现象;
3)后浇带模板底部采用土工布进行封堵,防止漏浆现象出现致使后浇带底部出现混凝土镂空现象。
混凝土浇筑顺序:
底座板纵连完成后浇筑常规区内所有的BL1、BL2以及临时端刺中的钢板连接器后浇带KO和J1。左右线的齿槽后浇带的浇筑应该错开两跨梁的长度进行。纵连完成三天后浇筑位于临时端刺中部J2附近的两个临时端刺后浇带,浇筑完成后整个区段的纵连完成。如图4。
混凝土浇筑:
后浇带混凝土采用强度等级为C30的微膨胀混凝土浇筑,膨胀率为20×10-5。
①后浇带浇筑前的预湿处理。
后浇带混凝土浇筑前,对后浇带位置的底座板端面洒水进行预湿处理,保证新旧混凝土良好的粘结,避免施工缝的出现。后浇带在浇筑前的湿润要涉及整个后浇带混凝土接触面,不能有漏湿,且湿润程度不可过大产生水坑。
②后浇带混凝土浇筑及拉毛、收边处理。
对混凝土各项性能指标进行现场检测,各项性能指标满足施工规范要求,方可进行混凝土浇筑;混凝土的浇筑尽量选择在气温较低的时候进行。
3.3.2 既有临时端刺+新常规区+新临时端刺区的纵向连接
张拉连接:
当底座板温度位于锁定温度范围内时,钢板连接器后浇带的锚固螺母不需要张拉,直接拧紧到钢板上,然后将另一侧螺母拧紧,无张拉行程。拧紧时扭矩扳手扭矩应≥450Nm。
先将新施工的临时端刺区进行纵连,从临时端刺自由端开始,依次拧紧钢板连接器后浇带J1~J4所有内侧锁紧螺母。从钢板连接器由外向内对称拧紧,然后将外侧张拉螺母拧紧,扭矩力≥450Nm。左线张拉完成后可及时将右线进行张拉。
从既有临时端刺的K1和新临时端刺区的KO开始,由两侧对称向常规区中心张拉,拧紧所有的螺母,先拧紧内侧螺母,再拧紧外侧螺母,扭矩力≥450Nm。要求24小时内完成纵连。
混凝土浇筑:
混凝土浇筑顺序:
纵连完成后,首先浇筑完成常规区内所有的BL1、BL2,以及既有临时端刺区中钢板连接器后浇带K1、J4、J3、J2和新临时端刺中K0、J1。
纵连完成3天后,浇筑既有临时端刺区所有齿槽后浇带。纵连完成3天后,浇筑位于新临时端刺区中部的两个齿槽后浇带。
4 结语
通过在京沪高速铁路底座板的张拉施工,在各阶段我们都遇到了各种各样的问题,通过集思广益,不断提高更新我们的工具,使我单位施工段的CRTSⅡ板式无砟轨道底座板的张拉优质高效的完成了任务。
参考文献:
[1]CRTSII无砟轨道施工资料.
[2]CRTSII板式无砟轨道工程底座板纵向连接施工作业指导书.
[3]刘辉,庞会文,侯鹏.CRTSⅡ型板式无砟轨道施工技术[J].铁道标准设计,2009(S1).