crts-ⅱ型板式无碴轨道底座板施工工法(四川省二级)

'CRTS-Ⅱ型板式无碴轨道底座板施工工法（中铁二局第一工程有限公司占付民罗久旭梁恩华李万波吕国曜）1前言CRTS-Ⅱ型板式无碴轨道是我国引进消化吸收再创新国外先进技术的成果，整个系统由滑动层、底座板、BZM砂浆垫层及Ⅱ型轨道板四大部分组成（详见下图1.0.1）。其中，底座板是CRTS-Ⅱ型轨道板的支承层，是一块沿桥梁通长连续的非预应力钢筋混凝土板带。中铁二局第一工程有限公司通过设计时速350公里/小时的京津城际轨道交通工程的施工，总结形成本工法。图1.0.1曲线段（超高165mm）CRTS-Ⅱ型板式无碴轨道标准断面图（单位：mm）2工法特点1)大量采用新技术新工艺。两布一膜滑动层的铺设、钢筋之间的绝缘处理、后浇带的施工以及临时端刺的施工等许多新技术新工艺大量应用。2)操作方便，施工精度高。通过采用改造后的辊轴摊铺机施工，既方便施工操作，又能满足底座板顶面高程5mm/4m的精度要求，同时还能节约成本。（无须购置专门的大型水泥混凝土摊铺机）3)模板具有通用性。采用组拼钢模施工，通过模板的组拼可满足不同厚度的底座板施工需要。3适用范围本工法适用于桥上CRTS-Ⅱ型板式无碴轨道不同超高地段底座板的施工，路基上混凝土支承层（HGT）和其它类型无碴轨道底座板的施工可参照使用。4工艺原理底座板采用“模筑”法施工。混凝土泵送入模后，人工大致摊铺均匀，经11 插入式振捣器捣固后，用辊轴式摊铺机提浆整平，最后用铝合金刮尺刮平，从而确保底座板顶面的施工精度。由于摊铺机具有较大的自重和偏心激振力，混凝土面局部高低不平的地方在振动液化过程中可以自动挤平。针对大超高地段，摊铺机在行驶过程中会发生横向位移的特点，必须对摊铺机进行技术改造，改造的核心内容是增加摊铺机的横向限位装置，阻止摊铺机施工时，机器往低侧滑移脱离模板。具体办法是在超高侧模板顶面加焊5#角钢，摊铺机上增设卡位轮，摊铺机行走时卡位轮以角钢为行走轨道，以保证施工过程中摊铺机不会往低侧滑移，达到横向限位目的。5施工工艺及操作要点5.1施工工艺流程底座板施工工艺流程见图5.1.1。5.2操作要点5.2.1施工准备底座板开始施工前需做的主要准备工作有：1)桥面验收。桥面施工单位应向监理单位提出交验申请，由监理组织相关单位进行现场验收，验收合格后出具验收报告。2)桥梁下部结构稳定性评估。底座板施工前应取得相关权威单位关于桥梁下部结构沉降稳定评估合格的报告。3）临时端刺区的规划。底座板施工前，应结合施工管段长度，后续轨道板的铺设计划以及相邻施工单位临时端刺区的规划等情况，合理确定临时端刺区的位置及数量。一般情况下临时端刺设置原则为每3-5km设置一个。5.2.2两布一膜滑动层的铺设1）桥面清扫。两布一膜铺设前，用洁净高压水及高压风冲洗桥面，确保铺设范围内洁净且无磨损性砂石颗粒。2）测量放样。底座板施工前，用专门的布板软件计算出底座板放样坐标及顶面设计高程后用于施工测量放样。3）涂刷聚氨脂胶水。桥面清洗干净后，根据桥面上测量标记点确定滑动层铺设位置并弹出墨线，依此控制控制聚氨脂胶水的涂刷范围。4）铺设两布一膜滑动层。聚氨脂胶水涂刷好后，马上进行第一层土工布的铺设。铺设长度从固定支座剪力齿槽边缘开始到桥梁活动支座梁端结束。然后在第一层土工布上直接铺设聚乙烯薄膜。11 聚乙烯薄膜铺设好后，即可开始铺设第二层土工布。第二层土工布铺设自桥梁固定支座剪力齿槽边缘起至活动支座附近结束（只伸入硬泡沫塑料板10cm，见图5.2.1）。两布一膜滑动层铺设应平整、无褶皱且无破损，如发现滑动层出现破损，应进行更换，重新铺设。图5.1.1底座板施工工艺流程图测量放样底座板边线安装剪力钉铺设两布一膜铺设硬泡沫塑料板安装底座板钢筋安装测温温差电偶安装底座板模板底座板混凝土浇注（捣固、收面、拉毛、养生）后浇带混凝土浇注（捣固、收面、拉毛、养生）安装后浇带连接器布板软件坐标（高程）计算剪力钉的加工保持所有后浇带连接器螺母松开状态底座板施工准备桥面清扫电阻检测底座板施工结束后浇带连接器的连接11 图5.2.1梁端滑动层及硬泡沫塑料板的铺设示意图5.2.3梁端硬泡沫塑料板的安装为减小轨道系统由梁端转角带来的附加力，在梁缝两端各1.5m范围设置一层5cm厚的硬泡沫塑料板（弹簧板）。梁固定端的硬泡沫塑料板设置范围内不设置滑动层，泡沫板与桥面通过胶合剂粘贴，梁活动端的硬泡沫塑料板下铺设底层土工布及滑动薄膜，顶层土工布仅延伸至硬泡沫塑料板下10cm（见图5.2.1）。1）在桥梁固定支座梁端涂刷聚氨脂胶水，涂刷面积同硬泡沫塑料板铺设面积。2）铺设梁端固定支座处硬泡沫塑料板，使之与胶水牢固粘接。3）在桥梁活动支座端直接铺设硬泡沫塑料板，无须涂刷粘接胶水。为防止混凝土浇筑过程中从塑料板拼缝处漏浆，塑料板应做成企口拼接并在其上覆盖塑料薄膜。5.2.4后浇带连接器的安装由于长桥上底座板施工时混凝土产生的温度应力很大，为了避免温度强制应力传入桥梁支座和桥墩，在常规区每跨梁的跨中位置设置一个宽50cm的连接带即BL1后浇注带；在800m长临时端刺区设置6个后浇带。后浇注带连接器由φ25mm钢筋、螺母及钢板组成。后浇带连接器须在底座板顶层钢筋铺设前安装完毕。HRB500钢筋与连接器钢板应在钢筋加工场焊接完毕，然后吊装上桥，现场安装钢板另一侧的精轧螺纹钢筋和螺母。5.2.5齿槽剪力钉的安装剪力钉由一块2.8cm厚的钢板和一根带丝牙的直径28mm的HRB335钢筋焊接组成。剪力钉应提前加工好，安装前将梁体内预埋套筒内的杂物清理干净，然后将剪力钉带丝牙一端拧入套筒内至少3.5cm。为保证剪力钉拧入套筒内的长度满足要求，可根据剪力钉钢板尺寸自制一个简易扳手进行拧紧操作。剪力钉的安装应在底座板钢筋安装前进行。11 5.2.6绝缘钢筋的安装底座板设计采用HRB500钢筋，且钢筋之间要求绝缘，绝缘材料采用高强度塑料卡。钢筋安装完后用专门的电阻检测仪（Model3121电池式高压兆欧表）检测其绝缘电阻。1）进场检验。钢筋进场后，按照规范要求的批次和频度取样送检。2）半成品加工。钢筋加工前根据设计图纸，绘制加工大样图，钢筋加工时应严格按照大样图进行加工。半成品加工好后，挂牌标识并分类存放。3）半成品加工好后，汽车运输至施工地点桥下，然后吊装上桥，并根据设计图，将钢筋分类对应堆码在相应需用区域的翼缘板上，以便于安装。4）安放混凝土垫块。底座板采用大面积混凝土垫块（4×5×35cm，标号为底座砼同标号C30砼），防止底座板钢筋铺设使滑动层过度受压而破损。垫块梅花状布置，纵向间隔80cm，保证每延米垫块数量不少于24块。5）安装底座板钢筋。现以32m箱梁底座板为例，说明钢筋的安装先后顺序。根据32m箱梁底座板钢筋设计图，可将一片32m箱梁上底座板钢筋分为三个相对独立的施工单元（二个14.45m单元，一个梁端搭接单元）。钢筋安装时，先将两个14.45m单元内的钢筋分别安装好，再安装连接梁端搭接单元钢筋。值得注意的是底座板钢筋之间通过同向及异向塑料绝缘卡连接固定，严禁使用铁丝绑扎或焊接连接。钢筋安装完成后，根据设计要求，将测温用温差电偶安装好。6）钢筋绝缘检测。钢筋安装结束后，用专门的电阻检测仪对底座板钢筋进行绝缘状态检测，要求检测电阻值不小于1010欧姆。5.2.7模板的安装底座板采用“模筑”法施工，模板采用组合钢模板，模板应有足够的刚度和强度，以满足底座板混凝土施工时摊铺机行走需要。因梁顶不允许采用钻孔加固的方式（防止损坏防水层），左右两幅内侧模板采用钢管互为支撑的加固方法，外侧模板直接支撑在箱梁防撞墙上（见图5.2.2）。图5.2.2底座板模板加固示意图11 5.2.8混凝土的浇注底座板设计采用低弹性模量的C30混凝土。混凝土采用罐车输送至桥下，汽车泵送上桥，摊铺机整平的施工工艺。底座板混凝土施工主要包含混凝土的浇注、振捣、整平、收面、拉毛及养生等工序。1）施工准备。混凝土浇注前，除要仔细检查浇注前的准备工作是否充分外，还要特别注意所有后浇带连接器螺母是否为松开状态（松开距离不少于3cm）。2）混凝土浇注。混凝土布料时，应由模板低边往高边进行，左右两幅布料的速度要基本保持一致。3）混凝土振捣。底座板混凝土采用插入式捣固器振捣，梁端钢筋搭接密集区应用直径30mm捣固棒捣固密实，严禁漏捣。混凝土捣固时，必须从钢筋的间隙插入，尽量避免碰触钢筋和绝缘卡。4）混凝土整平。混凝土捣固完成后，用摊铺机来回辊压几遍粗平，然后用铝合金尺刮平，一般情况下，刮平工作至少要进行3次。5）混凝土收面。因底座板表面需拉毛处理，所以混凝土表面无须收成光面，只要用木抹子抹平即可。6）表面拉毛。底座板混凝土表面采用长柄塑料刷横向拉毛。7）混凝土养护。底座板混凝土养护采用薄膜+土工布覆盖洒水养护的方式。覆盖洒水保湿养护时间至少7天。5.2.9后浇带施工后浇带的施工包括后浇带的连接和混凝土的浇注。后浇带连接器螺母在底座板混凝土浇注约2天后（强度达到15N/mm2）进行连接。连接必须按以下规定进行操作：1）当测量板温T＜20℃时，通过计算确定连接钢筋的张拉距离并换算成同等的扭力值。此时螺母的拧紧操作为先用手将锚固螺母和锁紧螺母全部拧紧，在此基础上，然后用扭力扳手将锁紧螺母拧紧至计算好的扭力。2）20℃≤T≤30℃时，钢筋连接器螺母用手拧紧螺母即可，即张拉距离为0。3）T＞30℃时，不允许拧紧螺母，必须对底座板采取降温措施，可采用洒水强制降温的办法，待底座板温度在降至30℃以下时再进行拧紧。4）后浇带连接器连接好后，随即进行后浇带混凝土的浇注。混凝土的浇注可根据现场实际情况，选用汽车泵或汽车吊施工。后浇带的连接和混凝土的浇注须在温差较小的48小时之内完成，且连接操作必须对称进行。11 5.2.10劳动力组织根据北京环线特大桥底座板施工经验，单作业面双线75m/天进度指标（其它进度指标下的生产组织可在此基础上增减）下最低需用劳动力见表5.2.1。表5.2.1双线70m/天进度指标下需用劳动力表序号工种名称人数工作内容1钢筋工100底座板钢筋、剪力钉和后浇带连接器的制作、运输及安装2模板工35模板的安装3混凝土工20混凝土的施工4普工5两布一膜滑动层及硬泡沫塑料板的施工5合计160底座板施工6材料与设备6.1材料桥梁曲线超高165mm地段，每100m底座板使用的主要材料的规格型号及数量见表6.1.1。表6.1.1超高165mm底座板使用主要材料表（每100m）序号材料名称规格型号数量备注1土工布2.95m宽400m属特殊材料，检验方法见下表42土工膜2.95m宽200m属特殊材料，检验方法见下表43硬泡沫塑料板1.5×0.5×0.05m72块属特殊材料，检验方法见下表44粘合剂聚氨脂胶水约7kg属特殊材料，检验方法见下表45钢筋HRB50038T需专门生产线6混凝土C30210m3低弹模7塑料绝缘卡视设计情况确定约11万个可根据实际情况，委托定制8后浇带连接器根据设计图自制6个集中加工后，现场安装成型6.2机具设备按一个作业面情况下完成双线75m/天进度指标，需配置两套模板（一套模板长75m），主要机具设备详见表6.2.1。表6.2.1底座板施工机具设备一览表序号材料与机具名称型号台数在施工中的作用1混凝土输送泵车SY5420THB-481泵送底座混凝土上桥2混凝土运输罐车SY5257GJB4输送混凝土至工地3混凝土振捣器直径50mm6混凝土捣固11 4平板运输汽车12m2钢筋模板运输5汽车吊16T2物资垂直运输吊装6混凝土摊铺机TZ-2192混凝土摊铺整平7钢模板委外加工2套每套75m,共150m8钢筋弯曲机GW401钢筋弯曲9钢筋切断机GQ401钢筋切断10电焊机BX-3152后浇带连接器焊接12长塑料扫把/2表面拉毛13抹子/10混凝土抹面7质量控制CRTS-Ⅱ型板式无碴轨道在我国尚属首次应用，诸多技术标准和参数正在制订中，目前底座板施工遵循的主要质量标准有：《京津城际轨道交通工程CRTS-Ⅱ型板式无碴轨道底座板施工质量验收细则（暂行）》，《京津城际铁路无碴轨道部分特殊材料检验规定（试行）》以及德国博格公司相关技术转让资料。底座板各分项工程质量控制要点如下：7.1两布一膜及硬泡沫塑料板施工1）两布一膜接头处理必须符合相关要求，严禁不按要求搭接。2）梁端两布一膜及硬泡沫塑料板的细部处理必须符合图5.2.1所示要求。3）土工布、土工膜、硬泡沫塑料板以及聚氨脂粘合剂属特殊材料，材料进场后应按要求抽样送检，检验标准见表7.1.1。表7.1.1底座板特殊材料主要质量检验标准材料名称检验内容单位检验指标试验方法抽查批次土工膜单位面积的质量g/m2≥954ISO1183每3000m2按一个批次抽查厚度（平均偏差）mm1.0-1.1ASTMD5199拉伸屈服强度MPa≥16ISO527拉伸断裂强度MPa≥27ISO527撕裂强度(带切口)N/mm≥130ASTMD1004、DIN53515土工布单位面积的质量g/m2≥200ISO9864每6000m2按一个批次抽查层厚mm2.0-2.5ISO9863最大拉应力（编织方向/垂直于编织方向）%≥7.5/≥14.0DINENISO10319硬泡沫塑料板体积密度kg/m3≥45EN1602每1000m2按一个批次抽查厚度mm50±1GB/T6342-1996在10%压应变时的抗压强度或者拉压强度kPa≥700EN826聚氨脂粘合剂180℃剥离强度N/mm≥2GB16776-200511 同一产品批号抽查一次7.2钢筋施工1）钢筋安装间距和位置要严格按照设计图进行，以免与后续轨道板和底座板之间的锚固钢筋发生冲突。2）为避免钢筋安装过程中刺穿两布一膜滑动层，必须按要求设置大面积混凝土垫块。3）底座板所有钢筋之间必须绝缘良好，梁缝等钢筋密集处需增加塑料垫块，防止因钢筋过密造成钢筋互相重叠，致使纵横向钢筋绝缘程度降低。钢筋绝缘电阻不小于1010欧姆。7.3模板施工为确保底座板顶面高程满足5mm/4m的要求，必须严格控制模板的安装精度。模板安装好后，根据设标网对模板顶高程进行复测，发现顶面高程偏差超限的，应重新调整，直至达到规范允许的±3mm的要求。7.4混凝土施工顶面高程精度是底座板混凝土施工质量的重要控制要点，必须从多方面采取措施加以控制，以确保其施工精度满足规范要求。大超段底座板尤其要注重混凝土配合比的设计。大超高段段底座板施工，如混凝土坍落度过大，自流性能过好，则混凝土在振捣过程中出现大量高处混凝土往低侧流动，造成混凝土顶面高低不平现象的产生；如混凝土坍落度过小，自流性能很差，则给泵送施工带来很大的麻烦，经常出现堵管现象，且混凝土自流性能过差给后续混凝土整平工作也将带来很大的麻烦。故在配合比设计过程中，既要考虑到混凝土可泵送性能，还要兼顾大超高地段混凝土的自流性能，自流性能过大底座板成型困难。这就要求在配合比设计时，同时考虑混凝土的可泵性和自流性能，以使两种指标都能满足施工要求。7.5后浇带施工1）后浇带的连接涉及到整个桥梁结构安全，且施工工艺复杂，后浇带的连接必须按要求的连接温度、时间、方式以及顺序进行，严禁擅自施工。2）后浇带混凝土施工需考虑后浇混凝土防开裂措施，可在混凝土内掺加适量的膨胀剂（通过试验确定），同时在新老混凝土结合面涂刷界面剂，以解决新老混凝土界面裂纹超标的问题。8安全措施11 1)加强操作工人的安全意识教育，积极做好岗前安全培训工作。2)严格执行各项安全操作规程，安全员负责日常的安全教育和检查，发现安全隐患，立即通知整改。3)施工现场的所有电源、电路、电器的设置、安装必须遵守《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）的规定。4)所有操作人员必须持证上岗，且针对每道工序的不同特点进行安全培训。5)设立机械设备的定期检查、保养制度。6)汽车泵送混凝土时，必须注意上方有无高压电线，以便采取施工保护措施。7)吊装作业时严格按照“十不吊”原则进行，严禁违章作业。8)混凝土摊铺机开启行走前，必须按铃警示。9环保措施1)严格按照《北京市建设工程施工现场环境保护标准》以及《建筑施工场界噪声限值》等法律法规施工作业。2)项目部设立专门的施工环保机构，负责环境保护体系运行情况的监督检查。3)坚持预防为主、保护优先、开发和保护并重的原则优化施工组织，制定出环保施工同步发展的施工方案。4)做好文明施工，施工便道勤洒水，防止灰尘污染附近农作物。5)在满足运输条件下，尽量减少施工便道的宽度，以节约用地。6)施工废弃物应集中堆放，且要及时清理运走，严禁随意丢弃。7)严格执行有关施工噪音控制的相关要求，尽量不安排夜间施工。10效益分析采用本工法施工的京津城际轨道交通工程底座板，其施工质量获得铁道部及业主的多次好评，多次承担业主组织的现场观摩会，为企业赢得了荣誉。同时，采用四辊轴摊铺机施工，与国内外大型的水泥混凝土滑模摊铺机相比，虽然施工速度稍慢，自动化程度不高，但操作简单，价格便宜且稍加改进后施工精度同样能满足施工需要，仅此一项节约成本200余万元。11应用实例由中铁二局第一工程有限公司承建的京津城轨道交通工程北京环线特大桥底座板起讫里程为DK17+617.64—DK19+500.85，全长1883.21m，其中最大曲线超高为165mm。工程自2007年5月8日起开始施工，至2007年6月3日施工完成，日历工期25天，日平均进度75m。11 总结形成的本工法对全线底座板的施工起到了重要的借鉴和推动作用。11'