CRTSⅢ型先张法轨道板质量控制研究

柳竹启

（中铁二十二局集团第二工程有限公司，北京 100043）

1 工程概况

本标段为新建北京至沈阳铁路客运专线北京段站前工程JSJJSG-9标，负责北京段全部及河北段7-8标的CRTSⅢ型轨道板预制任务。预制CRTSⅢ型轨道板43468块，P5600型36156块、P5600A型10块、P4925型4506块、P4925B型110块、P4856型2590块、P3710型96块。

2 CRTSⅢ型先张法轨道板生产工艺

根据CRTSⅢ型先张法轨道板的结构形式特点，轨道板场采用工厂化、信息化、机械化、专业化的生产管理模式，配置多个生产瑶池，每个瑶池配备8套轨道板模具。在专用加工台上进行钢筋绑扎作业，钢筋笼成型检查合格后按要求存放于钢筋笼存放区。采用桥式起重机将钢筋笼吊装至组装好的端侧模内，进行预应力钢筋和张拉连接杆的安装，组装完毕后运输至对应轨道板生产台座处，吊装进入瑶池与模具底模进行可靠连接。将模具侧模和底模连接加固，最后安装张拉杆连接器，检查无误后进行预应力钢筋张拉施工，张拉施工分为初张拉和终张拉，初张拉后检查骨架绝缘性能、锚固板位置及预应力筋位置，终张拉完成后进行混凝土灌注及蒸汽养护等作业。

（1）使用清模工具对承轨槽内以及预埋件安装位置内存在的各种杂物进行清理。

（2）对扣件预埋管套与配套螺旋筋进行底模定位销的安装过程中，需要防止混凝土振动，确保其成型过程中不出现上浮现象。

（3）在专业的作业区完成普通的钢筋骨架和具有预应力钢筋的端侧模吊入工作，确保各预应力筋与张拉杆之间完成相应的组装。

（4）在钢筋骨架与端侧模进行安装过程中，将端侧模的整体直接吊入张拉台座，通过底部的螺栓将端侧模固定在底模上。

（5）安装连接器的过程中，安装张拉端、固定端、模板间的连接器，确保张拉端与固定端间保持连续传力。

（6）在初张拉过程中，使用单根的张拉设备，依次将预应力筋张拉到相应的控制值内，消除系统间的间隙，使张拉的过程基准保持均匀性。

（7）在终张拉过程中使用张拉梁，将预应力筋整体均匀缓慢张拉至相应的控制值，完成持荷后进行锁紧处理。

（8）在轨道板上进行混凝土浇筑时，需要根据模板进行工作，完成混凝土振动工作。

（9）对轨道板的混凝土进行养护时，需要使用蒸汽养护方式，将其分为静置、提升温度、保持恒温状态、降低温度阶段，确保升降过程中轨道板芯部温度保持在55℃以下。

（10）混凝土强度48MPa，弹性模量在3.4×104MPa以上时，利用张拉梁对整体预应力进行缓慢放张。

（11）对连接器进行拆除的过程中，需要按照张拉端、固定端、模板间的顺序进行。

（12）解除端侧模与底座螺母的过程中，需要将轨道板、端侧模、张拉杆等相关物品采取吊离的方式离开张拉台座。

（13）在专用台座进行张拉杆的拆除工作时，打开端侧模，使轨道板能够完成全部脱模。

（14）锚穴进行填封的过程中，需要对其进行清理，进行界面剂的喷涂工作，最后填放封锚材料。

（15）封锚材料达到一定强度后，轨道表面温度需要与养护水的温度保持10℃的差距，可以将轨道板直接吊入水样池内部，对轨道板进行养护。

（16）轨道板完成养护后，确保其达超过3d，检测合格后运送至存放区进行湿润养护，轨道板保湿不少于7d。

在双向先张预应力混凝土轨道板生产过程中，预应力施工工序会对所有工序产生直接影响，对轨道板承载力、耐久性等具有一定影响。预应力出现偏心现象时，轨道板会在初始阶段出现翘曲变形现象，对承轨槽的直线度、平面度都会产生相应的影响，严重时会导致轨道板无法在实际工程中使用。因此，需要对预应力施加进行关注。

混凝土蒸汽养护工作会对轨道板实体质量产生影响，对轨道板受力特性、耐久性等产生影响，是控制CRTSⅢ型先张法轨道板需要注意的关键。应对控制CRTSⅢ型先张法轨道板的预应力张拉、蒸汽养护工序进行重点研究。

3 CRTSⅢ型先张法轨道板质量控制的关键技术

3.1 预应力张拉工程质量控制关键技术

（1）预应力张拉总体要求。

张拉共分为两个阶段，分别为初张拉和终张拉，前者在固定端单根的张拉中实现；后者需要在张拉端通过张拉梁进行整体的张拉。

应采用自动张拉设备施加预应力，初张拉设备示值的误差≤±1.0kN；终张拉测力传感器示值误差≤±0.5%F.S，位移传感器显示值误差不大于±0.1mm；监测单根预应力筋终张拉完成后力值的传感器，示值误差≤±1.0kN，张拉记录由系统自动生成。

预应力张拉值采用双控，以张拉力数据为主，使用预应力筋伸长值校核。实测总张拉力与设计值偏差不超过3.0%，实测单根预应力筋的张拉力与设计值偏差不超过10.0%。轨道板生产前，根据张拉控制值测试确定每个台座的基本伸长量，与实测伸长值偏差不超过10%。预应力施加应均匀，采用横梁整体张拉时，单根预应力筋加载速率不超过4kN/s，到达设计张拉力时，持续载荷1min。张拉过程中，保持同一张拉横梁两千斤顶活塞伸长值的偏差不超过2mm。

（2）初张拉技术要求。

①初张拉将张拉的每根预应力钢筋预张拉至终张拉力80kN的30%。

②初张拉控制系统由轨道小车、液压站、升降平台、多功能千斤顶、高精度压力传感器、AD模块、PLC控制器以及主机等组成。

③初张拉顺序为人工推动张拉小车沿张拉轨道范围行走，纵横向预应力钢筋同时张拉，预应力钢筋由张拉横梁自中间向两端依次张拉。

④初张拉设备示值误差不超过±1.0kN。

⑤单根张拉预应力筋张拉至控制值的30%，偏差不超过3.0kN，锁紧螺母。

⑥初张拉完成后，检查确认预应力筋及锚固板位置，预应力筋垂向位置偏差不超过2mm。

（3）终张拉技术要求。

①张拉梁整体张拉预应力筋张拉至控制值，保持张拉力稳定，禁止超张拉。

②终张拉系统测力传感器示值误差不超过±0.5%F.S，位移传感器示值误差不超过±0.1mm；检测单根预应力筋终张拉完成后力值的传感器，其示值误差不超过±1.0kN。

③张拉过程中，同一张拉横梁两千斤顶活塞伸长值之间的偏差不应超过2mm。

3.2 蒸汽养护工程质量控制关键技术

（1）蒸汽养护总体要求。

轨道板蒸汽养护采用自动温控控制系统，蒸汽养护过程分为静置阶段（混凝土灌注完毕至混凝土初凝前养护期为静置期）、升温阶段（静置期结束2h内，温度升至40～44℃）、恒温阶段、降温阶段。

每个瑶池外侧台座1#、8#或2#与7#对角处以及瑶池中心，各设置一个测温探头（共三个），监测瑶池内蒸汽温度；3#或5#模具预埋一个测温探头，监测混凝土芯部温度，预埋深度为轨道板厚度的2/3；混凝土浇筑完后，篷布覆盖前在4#或6#号模具混凝土表面放置测温探头，实时监测混凝土的表面温度。蒸养系统自动生成蒸养曲线。

（2）静置阶段技术要求。

①保持混凝土浇筑轨道板在5～30℃的环境中，静置3h。

②静停阶段，自动温控控制系统的温度设定为25℃。

③混凝土初凝后，布置自动补水水管系统，覆盖上单块板的塑料薄膜，减少混凝土的水分损失，瑶池内单块轨道板料薄布覆盖完成后，整体覆盖篷布。

④冬季施工时，可以在静置阶段向瑶池内供给小量的蒸汽，将瑶池内温度控制为5～30℃。

（3）升温阶段技术要求。

①升温阶段设定为2h，自动温控系统控制的温度增加速度不大于15℃/h。

②静置阶段结束开启台座补水开关，补水5min/2h，补水水箱的水温与混凝土表面温度不超过10℃温差（水箱水的温度根据台座内板体表面温度变化进行动态管理）。

（4）恒温阶段技术要求。

①恒温阶段设置为9h，恒温阶段蒸汽温度设定为39～43℃（可以根据现场实际情况进行调整）。

②恒温阶段，控制瑶池内蒸汽温度不超过45℃，轨道板芯部混凝土温度不超过55℃。

③根据恒温温度控制芯部温度不超限，确保蒸养质量。

（5）降温阶段。

①降温阶段持续2～9h，温度降速不超过10℃/h，轨道板脱模时，轨道板的表面温度与环境温差不超过15℃。

②降温阶段，轨道板达到脱模强度时，顺序掀开瑶池篷布四角，1h后将篷布各边掀开至模具侧模处，散出蒸汽。不能过度掀开篷布，预防瑶池内与外部产生对流，导致温度降速太快影响轨道板质量。

③根据现场实际情况，打开瑶池的补水系统降低瑶池内温度，降温速度不得超过10℃/h。

④试块抗压强度超过48MPa且轨道板表面与环境温度低于15℃时，由现场施工人员根据放张通知单进行放张作业，放张作业前关闭补水系统，放张作业完成后将蒸养篷布全部揭开。

4 结语

CRTSⅢ型先张法轨道板是具有我国自主知识产权的先进技术，现阶段，我国交通愈发便捷，高速铁路的建设速度越来越快，为了使得我国交通事业能够持续、稳定发展，必须采取有效的技术和管理措施保证轨道板在大批量生产时成品质量的稳定性和可靠性，彰显我国的交通实力，提升高铁建设的技术水平。