CRTS-Ⅱ型板式無碴軌道軌道板鋪設(shè)及連接施工總結(jié)

　　摘要：作為我國(guó)第一條設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h的客運(yùn)專線，京津城際軌道交通工程既是我國(guó)鐵路跨越式發(fā)展的標(biāo)志性和示范性工程，同時(shí)也是2008北京奧運(yùn)會(huì)交通配套工程。京津城際CRTSⅡ型板式無碴軌道，沿襲了博格無碴軌道的特點(diǎn)，采用了預(yù)應(yīng)力軌道板結(jié)構(gòu)、經(jīng)數(shù)控磨床打磨的高精度承軌槽、軌道板快速測(cè)量定位系統(tǒng)、以及高性能瀝青水泥砂漿墊層等先進(jìn)的技術(shù)和工藝，整個(gè)系統(tǒng)由滑動(dòng)層、底座板、BZM砂漿墊層及Ⅱ型軌道板四大部分組成。本文根據(jù)京津城際軌道交通工程的施工的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了軌道板鋪設(shè)的施工方法，闡述了在施工中軌道板鋪設(shè)的準(zhǔn)備工作及鋪設(shè)流程，為我國(guó)高速鐵路無砟軌道道床的施工提供有價(jià)值的參考。

　　關(guān)鍵詞：無碴軌道；鋪設(shè)；砂漿灌注；軌道板連接　

　　一、 CRTSⅡ型軌道板式無碴軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　京津城際軌道交通工程是我國(guó)第一條設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h的客運(yùn)專線，是我國(guó)鐵路跨越式發(fā)展的標(biāo)志性和試范性工程，首次引進(jìn)德國(guó)博格板式無碴軌道系統(tǒng)，CRTSⅡ型軌道板式無碴軌道系統(tǒng)是由在縱向相互連接的軌道板組成。軌道板鋪設(shè)在底座混凝土上面，采用校準(zhǔn)系統(tǒng)精調(diào)。在水硬性材料承載層頂面和軌道板底面之間有一個(gè)2-4cm的空間，這個(gè)空間將用一種特殊的瀝青水泥砂漿(CA)充填滿。瀝青水泥砂漿（CA）基于它的特殊性能，是CRTSⅡ型板式無碴軌道系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵的部分。

　　當(dāng)瀝青水泥砂漿達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度后，進(jìn)行軌道板縱向張拉連接，并填充接縫，形成CRTSⅡ型板式無碴軌道系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有軌道穩(wěn)定性高、剛度均勻性好、結(jié)構(gòu)耐久性強(qiáng)、維修工作量少等突出優(yōu)點(diǎn)。本文主要闡述砂漿灌注前封邊工作、瀝青砂漿的性能及瀝青砂漿的灌注。

　　圖1.1CRTSⅡ型軌道板式無碴軌道系統(tǒng)

　　圖1.2曲線段（超高165mm）CRTS-Ⅱ型板式無碴軌道標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位：mm）

　　二、 CRTSⅡ型板式無碴軌道施工總體流程圖

　　三、軌道板鋪設(shè)施工流程

　　3.1施工準(zhǔn)備

　　⑴測(cè)量?jī)x器

　　全站儀：測(cè)角精度為＜0.972″，測(cè)距精度為1mm+1ppm（俫卡TCA1800）。

　　電子數(shù)字水準(zhǔn)儀：高程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差每公里雙程水準(zhǔn)測(cè)量使用因瓦水準(zhǔn)尺時(shí)＜0.9mm，使用標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺時(shí)＜1.5mm，測(cè)距標(biāo)準(zhǔn)偏差＜1cm/20m(500ppm)，并含精密水準(zhǔn)配件測(cè)量設(shè)備。

　�、栖壍阑鶞�(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)

　　當(dāng)?shù)鬃�板或路基支承層混凝土澆筑�?～3天（底座板為拆除梁縫鋼楔塊并松開后澆帶螺帽）后，在板縫間軌道基準(zhǔn)點(diǎn)（GRP）鉆孔埋入測(cè)量黃銅釘；由軌道設(shè)標(biāo)網(wǎng)引出，軌道基準(zhǔn)網(wǎng)（GRN），經(jīng)平差計(jì)算，滿足平面精度±1mm、高程精度±0.5mm。

　　⑶圓錐體安裝

　　在軌道基準(zhǔn)點(diǎn)橫向20cm鉆孔植入圓錐體錨桿后，放置圓錐體。錨桿為φ16車絲鋼筋，采用鉆孔化學(xué)錨栓膠植入，孔徑φ20，直線段孔深15cm，曲線段孔深20cm。

　�、扔酶邏核�或高壓風(fēng)清洗混凝土面。

　　3.2吊裝上橋粗鋪

　　軌道板由存板場(chǎng)運(yùn)出前，用硅膠在六個(gè)精調(diào)爪位置粘上凹形發(fā)泡材料。粗鋪前，在混凝土面靠近精調(diào)爪的位置橫向放置6條2.8cm厚的隔墊木條。

　　采用橋面懸臂龍門吊機(jī)配合專用吊具吊裝軌道板，見“3.3軌道板上橋示意圖”。操作過程中，隨時(shí)檢查專用吊具的4個(gè)抓夾點(diǎn)的鎖栓是否已鎖緊。吊機(jī)將軌道板縱橫移至2個(gè)圓錐體之間，下放時(shí)，通過起吊橫梁上的導(dǎo)鏈調(diào)整軌道板的橫向傾斜度，接近安放位置時(shí)，降低速度，使得軌道板可以同時(shí)均衡落在6條墊木上，避免因點(diǎn)接觸對(duì)軌道板沖擊受損。

　　在板縫處與已鋪軌道板保持平順過渡。通過軌道板兩端圓錐體的限位，可以將安裝偏差控制在10mm以內(nèi)。

　　3.3軌道板精調(diào)

　�、旁谝颜{(diào)好的軌道板的最后一組承軌臺(tái)和需調(diào)軌道板的第一、第五、最后一組承軌臺(tái)上架置精調(diào)框四個(gè)帶棱鏡卡尺架。在一側(cè)承軌臺(tái)上，卡尺架頂靠在打磨過的側(cè)邊，并用橡皮筋將卡尺架與軌道板臨時(shí)固定。

　�、圃谲壍腊宓�1和最后1組承軌臺(tái)兩側(cè)各安裝兩個(gè)精調(diào)爪，負(fù)責(zé)調(diào)整軌道板的軸線和高程；在軌道板兩側(cè)中間安裝兩個(gè)豎向調(diào)節(jié)精調(diào)爪，負(fù)責(zé)調(diào)整軌道板的高程。在精調(diào)爪抬起軌道板后，撤出下墊木條。

　�、窃诰�調(diào)的前進(jìn)方向上，用專用三角架將全站儀安置在軌道基準(zhǔn)點(diǎn)（GRP）上，和精調(diào)框系統(tǒng)間建立設(shè)備無線電通訊聯(lián)系，來控制軌道板的精調(diào)，全站儀對(duì)中精度為0.5mm。每測(cè)站控制6塊軌道板精調(diào)。

　　通過已精調(diào)好軌道板上的卡尺進(jìn)行定向，再使用其它已知GRP點(diǎn)進(jìn)行定向檢查。出現(xiàn)較大偏差時(shí)（如高程差了0.5mm或平面差了1mm），則應(yīng)對(duì)軌道基準(zhǔn)網(wǎng)以及前一塊鋪好的軌道板的精調(diào)精度進(jìn)行進(jìn)一步的檢查。　

　　圖3.1軌道板定位爪

　�、让繅K軌道板精調(diào)流程如下：

　　a)通過已精調(diào)好的軌道板尾端處的精調(diào)框卡尺對(duì)全站儀進(jìn)行定向。

　　b)對(duì)需精調(diào)軌道板上的3個(gè)卡尺架上的6個(gè)棱鏡調(diào)控點(diǎn)量測(cè)。

　　c)計(jì)算軌道板的實(shí)際位置，并通過全站儀測(cè)站和調(diào)控點(diǎn)進(jìn)行理論位置比較。

　　d)在每個(gè)精調(diào)爪處顯示器上顯示精調(diào)值，借助精調(diào)爪上的螺絲調(diào)節(jié)裝置，對(duì)軌道板進(jìn)行水平和豎直方向上的精調(diào)。精調(diào)過程中，先調(diào)節(jié)軌道板四個(gè)角的精調(diào)爪，經(jīng)過多次調(diào)整后平面角度均達(dá)到最終位置后，再對(duì)軌道板中間的高度進(jìn)行補(bǔ)調(diào)。

　　e)直到平面精度達(dá)到0.5mm為止，精調(diào)框滑移到下一塊需精調(diào)的軌道板上。

　　3.4封邊

　　⑴縱縫密封

　　精調(diào)完成后，采用水泥砂漿對(duì)軌道板的4道邊進(jìn)行密封。砂漿超過軌道板底邊3cm。

　　密封砂漿采用灰漿攪拌機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拌制。通過采用三角楔型帶拖板的砂漿成型器，可以有效的避免封邊施工中砂漿進(jìn)入軌道板下方。在精調(diào)爪范圍內(nèi)，在鋪板前粘接的乙醚泡沫材料模制件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)精調(diào)爪范圍的密封。

　　封邊砂漿硬化前，在軌道板四個(gè)邊角和中間封邊砂漿戳6個(gè)圓洞作為排氣孔，保持洞口朝上，緊挨軌道板。

　�、茩M縫密封

　　橫向接縫的密封材料在軌道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)參與受力中，要求具備防凍性能。密封材料可以采用具有防凍性能的水泥砂漿，也可以使用稠度較大、可刮抹的CA砂漿。封邊砂漿應(yīng)超出軌道板底邊2cm。

　　施工橫向封邊砂漿時(shí)，取出圓錐體，并注意對(duì)板縫間各標(biāo)志點(diǎn)的保護(hù)。

　　3.5灌注瀝青水泥砂漿

　�、艍喊逖b置安裝

　　壓板裝置由焊接的槽鋼結(jié)構(gòu)、錨固在底座板或支承層中的錨桿和翼形螺母構(gòu)成，其作用是防止軌道板在灌漿時(shí)上浮。

　　壓板裝置的設(shè)置：

　�、倏v向上：在每個(gè)板縫處設(shè)置一個(gè)壓板裝置，利用圓錐體錨筋和翼形螺母將槽鋼結(jié)構(gòu)固定在兩邊軌道板上。

　�、跈M向上：在直線段，軌道板兩側(cè)不需設(shè)置壓板裝置；當(dāng)曲線超高大于45mm時(shí)，在軌道板的中間兩側(cè)精調(diào)爪的附近對(duì)稱的設(shè)置固定裝置。

　　在軌道板砂漿墊層充分硬化后可以拆除壓板裝置。

　�、茷r青水泥砂漿施工

　　① 施工方案

　　砂漿攪拌車在加料站裝填干料、液料及外加劑后，駛到澆筑點(diǎn)橋（路基）下便道上。將攪拌的瀝青水泥砂漿注滿中間儲(chǔ)存罐，通過懸臂龍門或汽車吊吊將中間儲(chǔ)存罐直接吊至待灌板處，利用重力灌注砂漿。　　                            

　　圖3.2汽車吊機(jī)作業(yè)灌漿設(shè)備布置(橋上、橋下)

　�、谏皾{組分、檢驗(yàn)及性能指標(biāo)

　　瀝青水泥砂漿由干料、液料和外加劑組成。干料主要成分為硅酸鹽水泥、粒徑0～1mm的骨料和添加料。液料主要成分為乳化瀝青和水。外加劑主要有以聚合朘基醚或三聚氰胺樹脂為基礎(chǔ)的流化劑和消泡劑（減少砂漿里的空氣含量）。

　　每批乳化瀝青或干料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，均檢查廠家提供的試驗(yàn)報(bào)告和合格證是否符合要求；同時(shí)對(duì)材料溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)溫度大于30℃時(shí)，該批材料不能接受，按退貨處理并做好檢查記錄。在施工中，每5個(gè)工作日進(jìn)行一次乳化瀝青的水泥相容性試驗(yàn)和一次干料需水量試驗(yàn)。

　　瀝青水泥砂漿性能指標(biāo)如下：                   

　　③加料站

　　加料站設(shè)置在于家務(wù)2#鋼筋加工場(chǎng)內(nèi)，里程DK35＋100附近。由于灌漿作業(yè)在炎熱夏季進(jìn)行，需要將干料、液料儲(chǔ)存遮陽陰涼的倉(cāng)庫(kù)中，必要時(shí)采用空調(diào)控制儲(chǔ)存的環(huán)境溫度。

　　加料站儲(chǔ)存能供3日施工的原材料，保證施工的不間斷進(jìn)行。每輛砂漿攪拌車回站加料時(shí)，用高壓水仔細(xì)沖洗攪拌機(jī)、儲(chǔ)料罐。

　　一臺(tái)攪拌車（移動(dòng)式攪拌設(shè)備）的儲(chǔ)備量可澆灌約8-10塊軌道板，也就是說約夠用1.5小時(shí)。儲(chǔ)備用完以后攪拌車需要駛?cè)爰恿险狙b料以及清洗墊層砂漿中間儲(chǔ)存罐和攪拌機(jī)。本段施工配備兩臺(tái)砂漿攪拌車，輪流加料清洗可以保證軌道板墊層的連續(xù)灌注。

　�、転r青水泥砂漿攪拌

　　采用的砂漿攪拌車能自動(dòng)記錄生產(chǎn)日期、時(shí)間、投料計(jì)量和砂漿溫度。操縱攪拌車能準(zhǔn)確控制加料的順序、計(jì)量、攪拌時(shí)間。攪拌機(jī)容量為350L，中間儲(chǔ)料罐的容量為600L（灌一塊板的用量），攪拌兩盤砂漿剛好可以裝滿一個(gè)中間儲(chǔ)料罐，所需時(shí)間大約是6～7分鐘。

　　首先把液料（水和乳化瀝青）投入攪拌機(jī)，接著加入流化劑進(jìn)行攪拌。在低速攪拌時(shí)加入干料，通過調(diào)整攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速來保證干料可以均勻地分散到液體中，避免凝聚成塊；干料攪拌均勻后，加入消泡劑，并立刻把攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，當(dāng)砂漿面不再有氣泡逸出。將攪拌好的CA砂漿注入中間儲(chǔ)料罐。

　　由于瀝青水泥砂漿材料的特殊性，在環(huán)境溫度為5℃～35℃的情況下方能進(jìn)行灌注施工。在5℃～35℃的許可溫度范圍里，新拌砂漿的特性會(huì)明顯不同；此時(shí)需要調(diào)整外加劑添加的數(shù)量和類型來優(yōu)化CA砂漿的施工性能。在夏季氣溫較高的時(shí)候，只在在傍晚和晚上進(jìn)行灌漿施工。

　�、蒈壍腊鍣z查

　　由于軌道板灌漿滯后于精調(diào)1～2個(gè)工作日，為了確保在灌漿前，精調(diào)好軌道板的幾何尺寸偏差符合要求，使用普通的量尺來測(cè)量。抽檢頻率為每10個(gè)板塊抽檢1塊。

　　發(fā)現(xiàn)有偏差，使用裝有指針式測(cè)量表的量尺可以精確地測(cè)出誤差。如果誤差大于1.0mm時(shí)要重新調(diào)整軌道板。

　�、薰酀{操作

　　灌漿前使用專用的旋轉(zhuǎn)噴嘴或噴霧器將底座板（路基支承層）混凝土面和軌道板底面濕潤(rùn)。當(dāng)空氣溫度＞20℃時(shí)，濕潤(rùn)灌漿面后將所有的灌漿孔和排氣孔都封蓋上。保持灌漿面的潮濕。

　　砂漿灌注前，通過中間儲(chǔ)料罐中轉(zhuǎn)CA砂漿。中間儲(chǔ)料罐內(nèi)有自備電源驅(qū)動(dòng)的攪拌葉片，當(dāng)罐內(nèi)砂漿稠度超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，中間儲(chǔ)料罐因電流增加報(bào)警。此時(shí)必須將中間儲(chǔ)料罐排空并沖洗干凈。

　　軌道板灌漿時(shí)，采用橋上懸臂龍門吊輪流將三個(gè)已裝滿料的中間儲(chǔ)存罐吊至橋面灌漿小車，進(jìn)行軌道板墊層灌注。墊層砂漿經(jīng)過灌漿小車上一條軟管注入軌道板的灌漿孔。軟管的兩端各裝有截?cái)嘌b置。一般情況下灌漿過程通過三個(gè)灌漿孔的中間孔進(jìn)行。灌漿孔中有聚氯乙烯管，墊層砂漿從管中注入。通過其他兩個(gè)灌漿孔和裝在混凝土承載層和軌道板之間密封縫隙中的排氣孔觀察灌漿過程。當(dāng)所有的排氣孔處均冒出砂漿，用木塞塞住排氣孔。砂漿流平后，保證灌漿孔內(nèi)砂漿表面高度不低于軌道板的底邊。

　　當(dāng)墊層砂漿稠度增大后，在3個(gè)灌注孔均插入一根鋼筋到砂漿墊層中，用來增加后面灌注孔混凝土與墊層砂漿的連接。

　　⑦墊層砂漿的最小抗壓強(qiáng)度達(dá)到1Mpa后，可以拆除軌道板精調(diào)爪，由墊層砂漿支承軌道板。同時(shí)將軌道板上的調(diào)節(jié)軸松開，拆除。使用PE泡沫管充填調(diào)節(jié)軸的螺紋套管，并用塞子對(duì)其水密封閉。

　　砂漿的最小抗壓強(qiáng)度達(dá)到3Mpa后才允許在軌道板上行車。

　　3.6軌道板縱向連接

　　當(dāng)砂漿墊層的強(qiáng)度達(dá)到9Mpa時(shí)，可以進(jìn)行軌道板張拉、縱向連接。施工流程為：張拉裝置的安裝及張拉→安裝板縫鋼筋→澆筑接縫混凝土、軌道板灌注孔。

　　⑴張拉裝置的安裝及張拉

　�、偈┕で�，完成板縫間清理和錨桿拆除。在安裝前先將螺桿上的緊固螺母擰松，張拉鎖裝入后，用手工擰緊緊固螺母，螺母墊片位于緊固螺母和張拉扣鎖之間。

　　②張拉

　　螺紋鋼筋張拉時(shí)，在一個(gè)板縫安排兩人同時(shí)對(duì)稱張拉。張拉采用扭力扳手，施加450Nm扭矩。為了確保對(duì)稱兩根鋼筋預(yù)施力的準(zhǔn)確、相同，在每天開工前，檢查可調(diào)扭矩扳手的扭矩調(diào)整值是否正確。

　　第一步，先張拉軌道板中間的兩根螺紋鋼，順序?yàn)椋?-1）→（2-1）→（3-1），如下圖所示；　　                      

　　圖3.3軌道板張拉示意圖（一）

　　第二步，按先中間后外側(cè),成對(duì)地張拉剩下的螺紋鋼，張拉順序?yàn)椋?-2）→（1-3）→（2-2）→（2-3）,完成1、2號(hào)板縫張拉后，重復(fù)“第一步”往前施工�！�                 

　　圖3.4軌道板張拉示意圖（二）

　�、郯惭b板縫間配筋

　　在連接接縫中要按照設(shè)計(jì)要求安裝鋼筋。安裝時(shí)注意保證足夠的混凝土保護(hù)層厚度。鋼筋采用塑料絕緣卡進(jìn)行連接。

　�、軡仓�板縫和軌道板灌漿孔

　　采用C55混凝土進(jìn)行板縫和灌漿孔的澆筑。由于澆筑的環(huán)境溫度不允許超過25℃，安排在下午或晚上進(jìn)行澆筑施工。澆筑前對(duì)混凝土接觸面進(jìn)行預(yù)濕潤(rùn)�；炷�土吊裝上橋后，采用手推車在橋面運(yùn)輸，插入振動(dòng)棒振搗密實(shí)，頂面與軌道板面平齊。

　　澆筑完，及時(shí)用塑料薄膜將混凝土面密封，終凝后灑水養(yǎng)護(hù)7天。

　　3.7軌道板錨固

　　當(dāng)軌道板砂漿墊層硬化后，就可以根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在梁縫兩側(cè)的4個(gè)承軌臺(tái)處設(shè)置錨固筋，將軌道板與底座板進(jìn)行剪切連接。

　　施工流程：

　　按設(shè)計(jì)深度、孔徑鉆孔→用鋼絲刷清潔鉆孔→用壓力空氣清除鉆屑粉塵→向孔中注入值筋膠→達(dá)到所要求的強(qiáng)度用扭力扳手以60Nm扭矩將錨栓擰緊。

　　3.8側(cè)向擋塊施工

　　側(cè)向擋塊由C35混凝土、鋼筋和橡膠支座板組成，分為C型、D1型和D2型三種類型，其主要作用為：限制底座板橫橋向的位移，減小底座板在高溫狀態(tài)下的壓桿自由長(zhǎng)度，保持軌道系統(tǒng)的穩(wěn)定；把底座板的橫向水平力向下傳遞。

　　在完成軌道板灌漿、縱向連接后，施工側(cè)向擋塊。采用竹膠模板澆筑側(cè)向擋塊混凝土，鋼筋在加工場(chǎng)成型后現(xiàn)場(chǎng)安裝，根據(jù)側(cè)向擋塊的類型嵌入相應(yīng)的橡膠支座板。

　　側(cè)向擋塊通過預(yù)埋鋼筋套筒和預(yù)留齒槽與橋梁、端刺連接，通過橡膠支座板與軌道板及底座板連接。

　　混凝土吊裝上橋后，由小推車水平運(yùn)輸至待澆擋塊，采用振搗棒振搗密實(shí)，澆筑完后及時(shí)覆蓋，灑水養(yǎng)護(hù)7天�！　�