高速铁路CRTS Ⅲ型板式无砟轨道施工质量控制

刘旺

摘 要：我国整体经济建设的快速发展加速我国各行业的发展进程，使得我国人们对于基础设施建设的需求与日俱增。目前，我国高速铁路及客运专线主要铺设无砟轨道，无砟轨道具有整体性强、平顺性好、坚固耐用、轨道变形小、利于高速行车等优点。但我国前期使用的CRTSⅠ型（简称I型）、CRTSⅡ型（简稱Ⅱ型）无砟轨道，其核心技术分别源自日本和德国，我国并不具备自主知识产权。Ⅲ型无砟轨道技术体系是我国在总结I型和Ⅱ型无砟轨道技术体系优点的基础上，通过自主研发形成的新型无砟轨道技术体系，其具备我国自主知识产权，并已成为我国新建高速铁路的主要无砟轨道类型。

关键词：无砟轨道工程;高性能混凝土;施工技术

引言

道路建设是我国基础建设中非常重要的组成部分，其发展关系到我国运输行业的发展速度和人们的出行质量。CRTSⅢ型板式无砟轨道成为我国高速铁路建设领域的关键结构，在客运承载量逐步增加的条件下，如何提高无砟轨道的施工质量至关重要。

1轨道板气泡问题研究

轨道板预制过程中，气泡较多会减少混凝土断面体积，降低混凝土强度，减少混凝土钢筋保护层的有效厚度，加速表面碳化，降低混凝土耐腐蚀性。为了更好的控制和解决气泡现象，对混凝土性能、布料、振捣及振捣时间等进行了优化。1.优化振捣台结构。将箱式顶升振捣台优化为板式顶升振捣台，优化后通过对比试验分析，相同坍落度、相同振捣频率下板式顶升振捣台作业时振捣力传递效果更好，混凝土随振动更易流动，气泡排出效果更好，持续跟踪观察脱模后轨道板表面气泡更少。2.严格控制混凝土拌合物坍落度。通过不同塌落度值与振捣频率对比试验得出结论，在相同的振动频率下，当混凝土入模坍落度在80-100mm时，混凝土状态较好，有害气泡能有效排出，脱模后轨道板小气泡较少。3.分层布料控制布料厚度。通过不同布料方式及厚度进行对比试验，确定比较合理的布料厚度是首层布料100mm，第二层80mm，第三层20mm找平。可减小混凝土中气泡行程距离，快速有效排除气泡，减少混凝土表面气泡，既能够有效排出气泡又能满足流水机组法生产线流水节拍，保证生产效率和外观质量。4.分层控制振捣时间。为了更加科学合理制定每层混凝土振捣时间，通过对比试验按照前2层每层120s，第3层为10s为最佳振捣时间。通过振捣时间控制，保证各层混凝土得到持续充分的振动，使粗细骨料尽可能相互紧密靠拢，从而将混凝土搅拌过程中无法自逸的气泡挤压排除。

2轨道板精调

1.采用自主研发改进的精调爪，四角安装就位后控制智能精调机进行第1块轨道板的定位调整。2.轨道板精调机器人包含测量系统与精调机两部分，通过无线数据链路连接成一套完整的系统。测量系统包括全站仪、棱镜、测量软件等部分;2台精调机器人硬件结构相同，软件不同。通过将线路及布板参数导入精调机中，智能精调机可根据不同规格的轨道板，自动调整精调器与精调爪之间的位置，在对正后自动降下精调器，套上精调爪的螺杆，伺服电机驱动的精调器会根据轨道板误差数据精确转动螺杆，实现轨道板的高程方向、中线方向位移。精调器的动作量、速度、扭矩都根据控制器的指令设定，动作精度<0.1mm，调整精度高于人工。完成轨道板中间的弯曲精调后，调板人员进行复测工作，保证轨道板高度与位置达到设计要求。3.整体测量。完成轨道板精调作业后，调板人员要测量1次所有棱镜的数据，计算存在的偏差并以此作为再次调整的参考。如果在整体测量棱镜的过程中发生了超限情况，应先考虑消除超限，再对存在超限问题的棱镜或全部棱镜进行重新测量。如果只是某1个点需要调整或者调整量较小时，可以只重新测量该点。若出现多处调整，调板人员必须重新进行整体测量。

3CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座混凝土收缩开裂

通过对多条线路无砟轨道结构施工和运营期服役状态调研发现，CRTSⅢ型板式无砟轨道结构整体服役状况良好，轨道板和自密实混凝土层出现质量病害的情况较少，最易出现质量病害的是底座混凝土，主要表现为易开裂，其中限位凹槽四角八字形裂缝和横向开裂现象突出，其次还有表层混凝土粉化、剥落等问题。底座混凝土作为整个无砟轨道结构最下部的受力支承结构，起着支承和传力的重要作用，其质量直接关系着整体结构的稳定性。目前，对底座混凝土开裂问题的防治，工程现场主要还是通过加大凹槽四角倒角半径、增加防裂钢丝网片、优化配筋率等构造措施来防治，很少有从混凝土自身收缩控制方面进行考虑。而实际效果显示：前述构造措施仅对减少凹槽四角开裂效果明显，对底座混凝土横向开裂作用有限。

4布板计算

Ⅲ型无砟轨道在不同地段、不同结构连接处和隧道伸缩缝等地段应分开布设。布板计算时应以结构起、终点的设计里程进行计算，计算时需考虑内、外业断链的影响，将设计里程转换为连续里程进行计算。布板计算时应遵循Ⅲ型无砟轨道布板设计原则，首先根据简支梁长度确定全线主型板类型，然后以这些主型板为基本板型进行全线其他结构段轨道板的布设，对于U形槽等长度较短的线下结构，可将相邻区段合并布设。通常优先采用较长的板型作为最优布板方案，当“较长板型+板缝在可调范围内的调整”无法满足布设要求时，可采用部分较短板型替代较长板型，再通过板缝调整进行布设;若采用“长、短板型组合配板方案+板缝在可调范围内的调整”仍无法满足布设要求，可根据实际布板失败区段设计异形板，异形板结构设计参数需满足本文前述支距长度、板缝间距等控制条件，同一线路应尽量减少异形板的设置，以便节约开模建造成本。

结语

无砟轨道具有整体性强、稳定性好、坚固耐用等优点，加强无砟轨道质量控制对后期轨道使用寿命起着重要的作用，质量控制工作需不断总结、完善，进一步保障无砟轨道工程顺利实施和工程质量。

参考文献

[1]李吉林.高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道工程施工质量的管理与控制[D].成都：西南交通大学硕士学位论文，2013.

[2]张音.高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道施工质量控制[J].设备管理与维修，2021，（Z1）：169-170.

[3]安龙.桥梁地区CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实施工技术[J].低碳世界，2021，11（01）：181-182.