無砟軌道自密實混凝土工裝優(yōu)化

1、淺析CRTS型板式無砟軌道自密實混凝土施工及灌注工裝優(yōu)化摘要：高速鐵路CRTSIII型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)是一種新型的無砟軌道結(jié)構(gòu)。自密實混凝土灌注工藝是整個灌注過程中的質(zhì)量控制、灌注效率、成本節(jié)超等方面關(guān)鍵所在，結(jié)合鄭徐客專CRTS型板式無砟軌道自密實混凝土施工實例，簡要闡述自密實混凝土施工，分析介紹灌注工裝不斷優(yōu)化過程，提高了無砟軌道施工質(zhì)量，保證了自密實混凝土內(nèi)實外美。關(guān)鍵詞：無砟軌道 自密實混凝土 工裝優(yōu)化一、引言 CRTS型板式無砟軌道相比于其他結(jié)構(gòu)類型有其獨(dú)特的優(yōu)越性，然而作為未全面應(yīng)用的新科研成果，加上自密實混凝土這種高性能混凝土本身敏感性較強(qiáng)，高速鐵路CRTSIII型板式無砟軌道自

2、密實混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件(TJ/GW112-2013)規(guī)定“自密實混凝土從攪拌開始到灌注結(jié)束的時間不宜超過120min”，所以在“苛刻”的時間要求下，嚴(yán)密合理的施工組織、先進(jìn)并適用于現(xiàn)場的自密實混凝土灌注工裝及工藝在整個施工過程中至關(guān)重要。二、自密實混凝土施工CRTS型板式無砟軌道是我國具有完全知識產(chǎn)權(quán)的軌道結(jié)構(gòu)，由鋼軌、扣件、預(yù)制軌道板、配筋的自密實混凝土、限位凹槽、中間隔離層（土工布）和鋼筋混凝土底座等組成。配筋的自密實混凝土通過軌道板下兩排U型筋與軌道板連接成整體結(jié)構(gòu)。自密實混凝土的施工包括自密實混凝土的模板安裝、攪拌、運(yùn)輸、灌注、養(yǎng)護(hù)和拆模。1、自密實原材料 自密實混凝土涉及的各種原材料

3、較多，必須保證原材料料源及質(zhì)量固定，加強(qiáng)進(jìn)場檢驗，同時加強(qiáng)原材料的均質(zhì)性控制，并實行原材料的專倉專儲。2、模板安裝自密實混凝土模板及支架應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性1，并且構(gòu)造簡單，方便安裝，便于拆卸和多次使用。模板垂直安裝，模板內(nèi)側(cè)附一層透水模板布，保證不同部件連接穩(wěn)固牢靠，接縫嚴(yán)密，不得漏漿。根據(jù)工藝性試驗確定，模板在軌道板四角設(shè)置排氣孔，確保氣泡順利排出。軌道板灌注孔處設(shè)置硬質(zhì)下料管，觀察孔處設(shè)置防止自密實混凝土溢出的硬質(zhì)防溢管。軌道板鋪設(shè)完成后，為確保軌道板上浮或偏移滿足設(shè)計要求，采用壓緊裝置固定軌道板，在曲線超高段設(shè)置防側(cè)移固定裝置。3、攪拌 混凝土拌制前，應(yīng)嚴(yán)格測定粗細(xì)骨料的含水率

4、，并根據(jù)含水率變化及時調(diào)整自密實混凝土的施工配合比。一般情況下，每班抽測2次骨料的含水量，并按測定結(jié)果及時調(diào)整施工配合比。拌制自密實混凝土?xí)r，宜先向攪拌機(jī)中投入粗骨料、細(xì)骨料、水泥、礦物摻合料等，均勻攪拌后再加入水和外加劑，攪拌至均勻，每一階段攪拌時間不少于30秒，總攪拌時間不少于3分鐘。在自密實混凝土正式生產(chǎn)前，必須對混凝土拌合物性能進(jìn)行開盤鑒定，滿足要求方可按照鑒定配合比生產(chǎn)。考慮自密實混凝土的高敏感性，在外界環(huán)境明顯變化時，及時調(diào)整配合比，以便更好滿足施工要求。4、運(yùn)輸自密實混凝土運(yùn)輸選用性能好，68m³的小方量罐車，安排責(zé)任心強(qiáng)的司機(jī)進(jìn)行駕駛，保證道路通暢，盡量減少運(yùn)輸時間。

5、運(yùn)輸過程中，應(yīng)確?；炷涟韬衔锞鶆蛐?，運(yùn)至灌注地點時不發(fā)生分層、離析和泌漿現(xiàn)象，罐車運(yùn)輸過程中嚴(yán)禁加水?；炷恋竭_(dá)灌注現(xiàn)場時，應(yīng)使罐車高速旋轉(zhuǎn)2030S方可下料?；炷链怪边\(yùn)輸上橋有泵車輸送和起吊設(shè)備提升兩種方式，我部施工采用懸臂龍門吊和吊車相結(jié)合的方式進(jìn)行提升，從而加快提升速度。施工現(xiàn)場懸臂龍門吊和汽車吊相互配合，進(jìn)一步提高混凝土上橋速率，施工現(xiàn)場利用兩個或者三個灌注料斗，協(xié)調(diào)交叉施工組織，保證自密實混凝土連續(xù)灌注，并有效規(guī)避機(jī)械故障風(fēng)險，經(jīng)現(xiàn)場實際施工驗證，取得了較好的效果。強(qiáng)化自密實混凝土物流組織，合理資源配置，不僅能夠有效減少混凝土運(yùn)輸時間，保障施工現(xiàn)場自密實混凝土供應(yīng)，還能在一定程度

6、上減少混凝土損耗。5、灌注自密實混凝土灌注宜采用自動化程度高、施工便捷的灌注設(shè)備。我部在線下工藝性試驗過程中，對多套灌注工裝進(jìn)行試驗驗證，確定最終灌注工裝（圖1）。 圖1、自密實混凝土灌注示意圖 自密實混凝土灌注采用雙線同時灌注，灌注完左側(cè)板，將滑槽及小料斗掉方向至右側(cè)板，開始灌注右側(cè)板。左右側(cè)板灌完后，移動大料斗平臺及滑槽、小料斗至下塊板灌注。每塊軌道板的自密實混凝土應(yīng)一次灌注完成，不得進(jìn)行二次灌注，將小料斗裝滿灌后打開小料斗開關(guān)，滿管下料，避免空氣卷入混凝土內(nèi)，灌注過程中不得停止，禁止對精調(diào)后的軌道板產(chǎn)生擾動，確保混凝土與軌道板的灌注質(zhì)量。灌注中查看模板是否有跑漿，及時封堵，雨天不進(jìn)行施工

7、。當(dāng)所有排氣孔排出的混凝土與自密實混凝土本體一致時方可停止灌注。自密實混凝土灌注結(jié)束后，3h內(nèi)不得移除軌道板上灌注孔的硬質(zhì)下料管和觀察孔處的防溢管。自密實混凝土灌注前，確認(rèn)軌道板位置滿足要求，檢查軌道板四周模板、排漿孔、確保模板和邊縫密封不漏漿，封邊模具可靠時方可灌注。灌注前，利用直角可轉(zhuǎn)動式高壓噴霧噴頭，對軌道板地面及隔離層進(jìn)行潤濕，并確保土工布上不得有明顯積水，特別注意要通過軌道板上的觀察孔仔細(xì)觀察凹槽是否有積水，如有積水要采取措施消除。每罐自密實混凝土灌注前，要檢測混凝土拌合物的溫度、坍落擴(kuò)展度、含氣量和泌水情況等，只有拌合物性能符合要求是方可灌注。灌注過程中，通過軌道板2個觀察孔及模板

8、四角排氣孔觀察自密實混凝土在板下的流動情況，待四角排氣孔內(nèi)自密實混凝土漿面全部超出軌道板底面時，關(guān)閉灌注料斗閥門，停止灌注，單塊軌道板灌注時間宜控制在612分鐘。自密實混凝土灌注前，預(yù)先在軌道板的橫向和垂直位置設(shè)置百分表，灌注過程中全程監(jiān)測，及時掌握軌道板的位移情況。若灌注過程中軌道板發(fā)生嚴(yán)重上浮，無法滿足軌道鋪設(shè)要求，必須立即停止灌注，拆除壓緊裝置及封邊模板，將軌道板揭下，清理干凈現(xiàn)場，重新灌注。自密實混凝土灌注完畢后利用CPIII點對灌注完的軌道板進(jìn)行測量，檢測允許偏差高程為±2mm，中線2mm以內(nèi)，相鄰軌道板接縫處承軌臺頂面相對高差在1mm以內(nèi)。6、拆模和養(yǎng)護(hù)自密實混凝土灌注完

9、成后，終凝后方可拆除壓緊裝置和防側(cè)移裝置，軌道板上不得添加其他荷載。自密實混凝土帶模養(yǎng)護(hù)時間不少于3天，當(dāng)混凝土強(qiáng)度到達(dá)10MPa以上，且表面及棱角不因拆模而受損時，方可拆除軌道板四周模板。拆模時應(yīng)按立模順序逆向進(jìn)行，拆模后，盡量減少兩側(cè)混凝土的暴漏時間，對混凝土暴露面采取土工布灑水包裹覆蓋保濕或噴養(yǎng)護(hù)劑的養(yǎng)護(hù)措施，養(yǎng)護(hù)時間不少于14天。拆模后從側(cè)邊觀察自密實混凝土與軌道板地面接觸面是否存在離縫、灌注不飽滿、跑模、孔洞麻面等情況，若存在，及時采取有效措施整改消除。拆模后轉(zhuǎn)到下個工作面，并對模板布進(jìn)行檢查，有損壞及時更換。當(dāng)自密實混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時，軌道板方可承受全部荷載。三、灌注工裝優(yōu)化

10、1、灌注支架 自密實混凝土從攪拌開始到關(guān)注結(jié)束的持續(xù)時間不宜超過120min2。 除盡量減少自密實混凝土從出機(jī)到運(yùn)輸至現(xiàn)場的時間外，必須采取措施提高現(xiàn)場施工工效?，F(xiàn)場采用灌注龍門進(jìn)行自密實混凝土吊裝上橋，為避免對灌注龍門的影響，灌注支架由跨板灌注支架改為中間單側(cè)灌注支架。為進(jìn)一步提高施工效，滿足現(xiàn)場雙線灌注需要，灌注支架改為中間雙側(cè)灌注支架。在現(xiàn)場實際施工過程中，在每個施工作業(yè)面采取增加灌注支架及料斗的方式，合理配置時間，保證自密實混凝土連續(xù)灌注在較短時間內(nèi)灌注結(jié)束。 圖2、灌注支架由單線跨板改為中間行走雙線灌注支架表1跨板直接灌注與線間平臺滑槽灌注對比項目技術(shù)指標(biāo)多次灌注對比結(jié)果跨板直接灌注

11、灌注時間/min灌注效果跨板直接灌注灌注時間/min灌注效果拌合物性能坍落擴(kuò)展度680mm670mm11；9四角伴隨粗骨料排出，揭板表面有少許氣泡，切斷面面存在小氣泡，軌道板平均上浮0.82mm675mm12；11四角排漿伴隨粗骨料排出，揭板表面無明顯氣泡，切斷面密實。擴(kuò)展時間T50037s5.23s5.68s泌水率000含氣量3.0%6.0%4.4%4.6%2、自密實封邊模板 底座兩側(cè)25cm范圍內(nèi)設(shè)置6%橫向排水坡，排水坡進(jìn)入軌道板端部5cm，在軌道板轉(zhuǎn)角處封邊模板與底座頂面接觸不嚴(yán)密，易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。為解決模板與底座排水坡縫隙過大問題，一方面加強(qiáng)底座排水坡精度控制，一方面將端模整體模板改

12、為端模三段模板，對模板轉(zhuǎn)角處進(jìn)行改進(jìn)，使模板底部與底座頂面密貼。在立模過程中，對于較小空隙，采用泡沫膠進(jìn)行有效封堵。經(jīng)過對比分析無論從拆模的成品保護(hù)及外觀質(zhì)量及自密實四角“離縫”均有明顯的改善，改良后的封邊模板灌注的自密實混凝土在后來的鐵路部門的驗收時問題明顯大大減少。圖3、封邊模板整體端模改為分節(jié)組拼端模3、 扣壓裝置 為防止防軌道板上浮，需設(shè)置壓緊裝置對軌道板進(jìn)行扣壓。前期壓緊裝置采用12槽鋼+花籃螺栓，為更好控制軌道板上浮采用14槽鋼局部加強(qiáng)鋼板+可調(diào)絲桿壓緊裝置?；ɑ@螺栓在施加預(yù)緊力后，花籃會產(chǎn)生輕微變形，隨著灌注進(jìn)行，不利于上浮力控制，且隨著周轉(zhuǎn)次數(shù)增加，塑性變形累積，上下絲扣磨損嚴(yán)

13、重，進(jìn)一步影響壓緊效果。可調(diào)絲桿施加固定扭矩后，預(yù)緊力效果穩(wěn)定，受周轉(zhuǎn)次數(shù)影響相對較小。壓杠由12槽鋼改變?yōu)?4槽鋼局部加強(qiáng)鋼板，進(jìn)一步加強(qiáng)壓杠剛度，可減少軌道板上浮量。圖4、壓緊裝置由12槽鋼+花籃螺栓改為14槽鋼+可調(diào)直絲桿表2更改前后的扣壓裝置灌注上浮裝置對比項目技術(shù)指標(biāo)多次灌注對比結(jié)果舊扣壓裝置(平均)灌注時間/min灌注效果新扣壓裝置(平均)灌注時間/min灌注效果拌合物性能坍落擴(kuò)展度680mm680mm12；11；11；13；12平均上浮量0.82mm，通過百分表檢測存在四角上浮量不均勻情況。675mm13；12；11；13；14；平均上浮量0.36mm，通過百分表及電子水準(zhǔn)儀檢測

14、四角上浮均勻。擴(kuò)展時間T50037s5.27s5.31s泌水率000含氣量3.0%6.0%4.3%4.4%4、防側(cè)移裝置 由于受重力的影響曲線段軌道板灌注時軌道板會產(chǎn)生一定的位移量，所以在曲線超高段需設(shè)置防側(cè)移裝置，以確保軌道板偏移滿足要求。前期防側(cè)移裝置采用10mm厚鋼板支架配活動絲桿，鋼板支架底部通過膨脹螺絲固定在底座板混凝土上，用20活動螺栓將軌道板頂死，防止側(cè)移，為減少螺栓頂端與軌道板局部受力，在絲桿頂端設(shè)置小塊鋼板，加大受力面積。此種方式一方面需要在底座板頂面或者梁面進(jìn)行打眼，造成外觀損害，另一方面對于緩和曲線段需要在兩側(cè)進(jìn)行打眼，且對于底座板或梁體打眼容易遇到混凝土內(nèi)部鋼筋，需重新進(jìn)行打眼造成嚴(yán)重外觀破壞。防側(cè)移裝置改為跨板式支架防側(cè)移裝置，利用支架第一豎腿與底座板立面進(jìn)行固定，利用第二豎腿與軌道板進(jìn)行固定，僅利用頂絲桿進(jìn)行緊固，而不需要進(jìn)行打眼，方便安裝拆卸，便于循環(huán)使用。在施工過程中取得了較好的效果，進(jìn)一步簡化了施工，提高了施工工效，對于曲線段軌道板偏移量的控制均能夠滿足規(guī)范要求。圖5、曲線防側(cè)移裝置由底座打眼固定改為跨板支架型式4、 小結(jié) 本文依托鄭徐客專ZXZQ05標(biāo)段無