CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道底座裂紋施工控制及預(yù)防畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題 目 學(xué) 院 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 級(jí) 指導(dǎo)教師 畢業(yè)教務(wù)處制表畢業(yè)學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號(hào)： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)要評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問(wèn)題和不足之處。） 指導(dǎo)教師結(jié)論： （合格、不合格）指導(dǎo)教師姓名所在單位指導(dǎo)時(shí)間畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱意見(jiàn)表 學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號(hào)： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)研究 評(píng)閱意見(jiàn)：

2、（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)要評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問(wèn)題和不足之處。）修改意見(jiàn)：（針對(duì)上面提出的問(wèn)題和不足之處提出具體修改意見(jiàn)。評(píng)閱成績(jī)合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見(jiàn)。）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱成績(jī) （百分制）： 評(píng)閱結(jié)論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評(píng)閱人姓名所在單位評(píng)閱時(shí)間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)研究，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻(xiàn)、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人

3、獨(dú)立完成，不包含他人成果及使用過(guò)的材料。對(duì)論文的完成提供過(guò)幫助的有關(guān)人員已在文中說(shuō)明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒(méi)有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒(méi)有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫日期：xx填寫年月日題目：CRTS型板式無(wú)砟軌道底座裂紋施工控制及預(yù)防摘 要：本文依據(jù)CRTS型板式底座混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)合濟(jì)青高鐵CRTS型板式無(wú)砟軌道底座裂紋產(chǎn)生的特征，分析混凝土56d收縮率和早期水化熱對(duì)底座混凝土的影響，總結(jié)出影響混凝土底座裂紋產(chǎn)生的因素，從混凝土配比、材料選用、澆筑時(shí)間段、養(yǎng)護(hù)方式比選等方面，進(jìn)行優(yōu)化工藝措施來(lái)控制CRTS型板式無(wú)砟軌道底座裂

4、紋的產(chǎn)生和發(fā)展。關(guān)鍵詞：CRTS型板式無(wú)砟軌道;裂紋;控制;預(yù)防1 CRTS型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)型式及常見(jiàn)問(wèn)題CRTS型板式無(wú)砟軌道具有維修養(yǎng)護(hù)工作量少，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)耐久性強(qiáng)等特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)，無(wú)砟軌道底座會(huì)出現(xiàn)表面裂紋是高速鐵路和地鐵建設(shè)中帶有普遍性的現(xiàn)象，雖然表面裂紋寬度均0.2 mm，深度2 mm，能滿足鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，符合驗(yàn)標(biāo)條件，不影響正常使用。探索鋼筋混凝土底座裂紋發(fā)展原理、優(yōu)化現(xiàn)有施工工藝，及時(shí)對(duì)鋼筋混凝土底座裂紋進(jìn)行針對(duì)性的預(yù)防和控制，使得鋼筋混凝土底座施工質(zhì)量品質(zhì)與無(wú)砟軌道高平順性、高耐久性、低維修量的巨大優(yōu)點(diǎn)相匹配，具有重大現(xiàn)實(shí)意義1。2底座裂紋發(fā)展原理

5、通過(guò)對(duì)正在施工和已投入運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目的無(wú)砟軌道底座裂紋現(xiàn)象進(jìn)行考察和分析，通過(guò)對(duì)施工工藝和控制措施集中會(huì)診，收集統(tǒng)計(jì)底座相關(guān)裂紋信息，系統(tǒng)地總結(jié)出CRTS型板式無(wú)砟軌道底座裂紋發(fā)展原理，大致可分為兩類：一類為混凝土自身特性原因造成，可細(xì)分為塑性收縮裂紋、混凝土水化熱產(chǎn)生的收縮裂紋、溫度梯度裂紋三種。另一類為施工工藝原因造成，可細(xì)分為損傷性裂紋、限位凹槽四角八字裂紋兩種。現(xiàn)針對(duì)各類型裂紋發(fā)展原理和成因進(jìn)行系統(tǒng)分析。2.1 塑性收縮裂紋塑性收縮裂紋是指混凝土澆筑完后、在終凝前處于可塑性狀態(tài)時(shí)，因混凝土表面水份蒸發(fā)失水引起毛細(xì)管壓力而產(chǎn)生的表面干縮現(xiàn)象。一般在高風(fēng)速、低濕度、高氣溫和高混凝土溫度等情況下，

6、水份蒸發(fā)很快，表面容易產(chǎn)生塑性收縮形成裂紋，當(dāng)混凝土用砂或碎石含泥量偏大時(shí)也容易產(chǎn)生塑性收縮裂紋。塑性收縮裂縫發(fā)生在混凝土初凝期間持續(xù)時(shí)間短，形狀不規(guī)則、長(zhǎng)短寬窄不一、呈龜裂狀，深度較淺。環(huán)境因素是影響塑性收縮裂縫的最主要因素?；炷林兴终舭l(fā)和空氣吸收水分的速度越快，塑性收縮裂縫越易產(chǎn)生。2.2 溫度梯度裂紋溫度梯度裂紋在薄板狀結(jié)構(gòu)的底座上較常出現(xiàn)，特別是北方地區(qū)的晝夜溫差大，多發(fā)生在混凝土養(yǎng)護(hù)期過(guò)后齡期20 d以后。由于混凝土表面與空氣接觸面大，混凝土結(jié)構(gòu)在太陽(yáng)照射下，其上表面升溫較快，芯部升溫相對(duì)較慢，在熱傳導(dǎo)性能差的底座混凝土內(nèi)部形成沿高度方向上的溫度梯度應(yīng)力。反之，夜間降溫時(shí)，底座混

7、凝土表面散熱降溫較快，芯部降溫相對(duì)較慢，也將在熱傳導(dǎo)性能差的底座混凝土內(nèi)部形成沿高度方向上的溫度梯度應(yīng)力。2.3 損傷性裂紋混凝土凝固初期被擾動(dòng)，形成損傷性裂紋，此種裂紋多出現(xiàn)在凹槽壁四周頂面或底座頂面轉(zhuǎn)角處，受模板拆除時(shí)間過(guò)早，未完全初凝時(shí)被擾動(dòng)或橋梁另半幅重車碾壓振動(dòng)作用損傷形成裂紋，這種裂紋縫隙一般較寬，縫寬0.2 mm以上，伴隨混凝土凹陷、變形、掉塊等情況共同出現(xiàn)。2.4 限位凹槽四角八字裂紋限位凹槽四角位置，因其混凝土出現(xiàn)臨空面，從力學(xué)上分析為引力集中區(qū)，在混凝土結(jié)構(gòu)變形量大到一定程度時(shí)，易產(chǎn)生八字裂紋。限位凹槽四角八字裂紋往往由于限位凹槽四角處鋼筋保護(hù)層偏大，凹槽處混凝土搗固不足、

8、未及時(shí)灌水養(yǎng)護(hù)、抹面遍數(shù)不足、抹面時(shí)機(jī)把握不到位等因素引起四角處混凝土結(jié)構(gòu)抵抗集中應(yīng)力破壞的能力不足，造成裂紋發(fā)展。3底座裂紋防治對(duì)策根據(jù)裂紋成因的調(diào)查和發(fā)生原理研究，經(jīng)充分分析，在施工過(guò)程中可以通過(guò)材料質(zhì)量控制、配比優(yōu)化、工藝優(yōu)化創(chuàng)新等方式，可以消除塑性收縮裂紋和混凝土水化熱產(chǎn)生的收縮裂紋;可以強(qiáng)化過(guò)程管控和施組的優(yōu)化來(lái)防止損傷性裂紋;也可以通過(guò)模板工裝的改正和施工工藝及拆模時(shí)間的控制來(lái)大幅減少凹槽八字形裂紋;也可通過(guò)澆筑時(shí)間、配比、工藝控制、養(yǎng)護(hù)方式、施工組織的調(diào)整優(yōu)化等措施來(lái)減少并延遲溫度梯度裂紋的發(fā)生2。3.1 塑性收縮裂紋塑性收縮裂紋可以采取加強(qiáng)混凝土原材料控制，適當(dāng)提高進(jìn)場(chǎng)原材標(biāo)準(zhǔn)

9、，降低砂石料的含泥量;在保證施工性能前提下采用低坍落度混凝土;選擇當(dāng)天氣溫較低時(shí)的夜間進(jìn)行混凝土施工;增加抹面次數(shù)，混凝土抹面后及時(shí)用塑料膜覆蓋，降低混凝土表面水分揮發(fā)速度， 初凝后再灑水保濕養(yǎng)護(hù)。3.2 混凝土水化熱產(chǎn)生的收縮裂紋水化熱產(chǎn)生的收縮裂紋防治應(yīng)當(dāng)優(yōu)化混凝土配合比，在保證混凝土強(qiáng)度前提下，適當(dāng)降低水泥用量，提高摻合料用量，采用合適外加劑，降低用水量，使用合適的砂率，嚴(yán)格控制混凝土坍落度在160 mm以下，即堅(jiān)持低膠材用量、低用水量、低坍落度、高含氣量;提高粉煤灰等級(jí)，采用合適的減水劑和引氣劑，盡量降低用水量提高混凝土性能;嚴(yán)格控制施工過(guò)程及工藝，嚴(yán)禁對(duì)出站后的混凝土隨意加水，底座混

10、凝土澆筑時(shí)堅(jiān)持抹面不少于四次，且要把握好抹面時(shí)機(jī)，不宜太早，抹面不得采用灑水的方式提漿;嚴(yán)格按要求進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間14 d等方式加以防治。3.3 溫度梯度裂紋溫度梯度裂紋防治應(yīng)該通過(guò)優(yōu)化施工組織，按照無(wú)砟軌道作業(yè)區(qū)段劃分的要求進(jìn)行施工，盡量將無(wú)砟軌道板鋪設(shè)的時(shí)間安排在底座澆筑完成后1530 d內(nèi)進(jìn)行;如果不能及時(shí)進(jìn)行軌道板鋪設(shè)時(shí)，在養(yǎng)護(hù)期后應(yīng)繼續(xù)采取覆蓋底座表面，減少太陽(yáng)光直射，隔斷混凝土與環(huán)境直接發(fā)生熱量傳遞，降低溫度遞度裂紋產(chǎn)生的可能。3.4 損傷性裂紋損傷性裂紋防治一是加強(qiáng)模板安裝前的檢查，安裝前必須打磨干凈，脫模劑涂刷均勻，控制好凹槽模拆模時(shí)機(jī)，盡量待混凝土表干，基本初凝成型

11、，拆模不粘模，拆模后混凝土不變形不塌陷時(shí)方可拆除模板，在保證施工便利性情況下盡可能推遲模板拆除時(shí)間，摸索最佳拆模時(shí)間;二是優(yōu)化施組，加快橋面系施工，底座施工時(shí)盡量在橋面系施工完成后進(jìn)行施工，減少施工運(yùn)輸重型車輛運(yùn)輸影響;三是優(yōu)化物流組織，當(dāng)天底座混凝土澆筑（混凝土罐車上橋時(shí)）應(yīng)根據(jù)混凝土供應(yīng)線路先里后外原則，以避免底座混凝土初凝前，重型罐車來(lái)回碾壓橋面形成振動(dòng)，擾動(dòng)混凝土形成表面裂紋。3.5 限位凹槽四角八字裂紋限位凹槽四角八字裂紋防治時(shí)首先在上、下層網(wǎng)片間設(shè)置兩層防裂筋，與鋼筋網(wǎng)片采取合理方式進(jìn)行綁扎固定;然后在限位凹槽四周均勻增設(shè)8根U型架立鋼筋，在底座混凝土澆筑時(shí)人工埋入直筋為2 mm，

12、網(wǎng)格間距為1.5 cm1.5 cm，大小15 cm15 cm的高強(qiáng)度鋼絲網(wǎng)，埋置在距離凹槽四角模板1.0 cm，距離混凝土表面1.0 cm1.5 cm的位置。通過(guò)改善轉(zhuǎn)角處配筋以增加抗剪能力;布料時(shí)通過(guò)泵管優(yōu)先布料或人工鏟料等方式在凹槽四角處盡量多布骨料，并加強(qiáng)凹槽轉(zhuǎn)角處搗固，嚴(yán)格抹面次數(shù);凹槽模板需在混凝土基本初凝時(shí)才能拆除處理，拆模后還需對(duì)凹槽底面、側(cè)面、及頂面轉(zhuǎn)角進(jìn)行12次抹面壓光，在終凝后及時(shí)進(jìn)行灌水養(yǎng)護(hù)。4 底座混凝土配合比及性能參數(shù)的優(yōu)化CRTS型板式無(wú)砟軌道底座采用C40鋼筋混凝土，根據(jù)無(wú)砟軌道底座具有板薄、面寬、配筋率低等結(jié)構(gòu)特性，混凝土配合比設(shè)計(jì)直接影響到軌道板底座鋼筋混凝土

13、的收縮率和早期水化熱數(shù)量，進(jìn)而影響底座力學(xué)性能和耐久性，現(xiàn)主要從影響混凝土56 d收縮率和早期水化熱方面進(jìn)行對(duì)比分析3。4.1 混凝土收縮率影響因素的分析根據(jù)無(wú)砟軌道底座混凝土的特性進(jìn)行分析，總結(jié)出影響混凝土收縮率的因素主要受用水量，水泥，集料，外加劑和摻和料，配筋率及養(yǎng)護(hù)環(huán)境的影響。根據(jù)混凝土的特性，混凝土在水中時(shí)呈微膨脹變形，在空氣中干燥時(shí)呈收縮變形;因此混凝土的水灰比越大，收縮量將越大;水泥活性越高，顆粒越細(xì)，即比表面積越大，收縮越大，故應(yīng)根據(jù)構(gòu)件厚度選定合適水泥品種，宜選擇比表面積在300350 m2/kg，出廠質(zhì)量穩(wěn)定的水泥品種;混凝土內(nèi)含泥量對(duì)混凝土收縮率影響較大，粗細(xì)骨料中含泥量

14、越高收縮越大，骨料粒徑越小，砂率越高，收縮越大;外加劑添加種類及性能對(duì)混凝土的收縮率有較大影響，特別是減水劑和引氣劑添加量和性能;摻合料摻加比例不當(dāng)或摻合料質(zhì)量不穩(wěn)定，也會(huì)增加收縮率;配筋率越大，收縮率越小，但配筋率過(guò)大時(shí)混凝土的拉應(yīng)力也會(huì)增加;養(yǎng)護(hù)環(huán)境濕度越大，收縮越小;越干燥收縮越大;風(fēng)速越大，收縮越大;早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，收縮越小;早期養(yǎng)護(hù)不到位，混凝土收縮越大;養(yǎng)護(hù)環(huán)境及混凝土溫度越高，收縮越大;混凝土暴露面越大，暴露時(shí)間越長(zhǎng)收縮越大。4.2 混凝土早期水化熱對(duì)裂紋產(chǎn)生的影響分析混凝土水化熱與水泥的生產(chǎn)和水化凝結(jié)過(guò)程有關(guān)，由于水泥是石灰石經(jīng)過(guò)高溫鍛造，吸收大量熱能后形成的材料。水泥的水化

15、過(guò)程是鍛造水泥的逆反應(yīng)過(guò)程，鍛造時(shí)吸收的熱量在水化熱過(guò)程中要釋放出來(lái)，致使混凝土溫度升高，溫度的升高程度和水化反應(yīng)的劇烈程度有關(guān)。由于物體受熱脹冷縮特性，混凝土將會(huì)在溫度上升時(shí)而發(fā)生膨脹，即溫度越高的芯部膨脹大，溫度低的混凝土表面膨脹少，使得混凝土內(nèi)部和外部分別受到壓應(yīng)力和拉引力影響。當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生了溫度裂紋。4.3 幾種配比混凝土表現(xiàn)效果的對(duì)比分析濟(jì)青高鐵無(wú)砟軌道施工期間，通過(guò)對(duì)相鄰幾個(gè)段落，同一時(shí)期采用同一工藝施工的底座進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)各段C40混凝土的配合比各參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行了對(duì)比調(diào)查，在混凝土56 d齡期后對(duì)底座裂紋進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成對(duì)比如表1：通過(guò)對(duì)比

16、分析發(fā)現(xiàn)，在相同工藝條件下，底座混凝土配比水灰比越小，砂率較高，單位用水量越小，塌落度控制越小的底座混凝土出現(xiàn)裂紋的時(shí)間越晚，出現(xiàn)裂紋的數(shù)量越少，這就是底座混凝土配比優(yōu)化的方向。4.4 不同時(shí)段澆筑的底座混凝土裂紋分析為確定混凝土澆筑時(shí)間段對(duì)底座混凝土裂紋的產(chǎn)生，是否存在聯(lián)系，課題組組織對(duì)34月份施工的同一工點(diǎn)，相同配合比施工的底座裂紋情況進(jìn)行了調(diào)查，經(jīng)過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)底座混凝土澆筑時(shí)間在白天7：0018：00施工的，28 d齡期時(shí)發(fā)生裂紋的軌道板占比在13.9%30.6%之間，在夜間18：00次日6：00澆筑混凝土的底座，28d齡期時(shí)發(fā)生裂紋的軌道板占比在0%11.1%之間?？偨Y(jié)分析得出：選擇

17、在夜間澆筑底座混凝土，可大幅降低裂紋發(fā)生的概率，特別在混凝土初凝時(shí)氣溫為當(dāng)天較低氣溫時(shí)效果最佳。4.5 鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)底座混凝土裂紋影響程度的調(diào)查分析為了調(diào)查鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)底座混凝土裂紋影響情況進(jìn)行調(diào)查分析，隨機(jī)抽取80塊產(chǎn)生裂紋底座進(jìn)行鋼筋保護(hù)層檢測(cè)，并按照1.5倍抽取與產(chǎn)生裂紋同一批施工而無(wú)裂紋的底座共120塊進(jìn)行鋼筋保護(hù)層對(duì)比分析總結(jié)發(fā)現(xiàn)：80塊有裂紋底座：裂紋附近鋼筋保護(hù)層厚度范圍為4049.6 mm，平均保護(hù)層厚度為44.6 mm;120塊同期施工的無(wú)裂紋底座：相同部位鋼筋保護(hù)層厚度范圍為3951.2 mm，平均保護(hù)層厚度為45.5 mm。對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)二者實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)較分散且相互交錯(cuò)

18、，無(wú)明顯分界界線，即從對(duì)比數(shù)據(jù)來(lái)看底座鋼筋保護(hù)層厚度，對(duì)底座表面裂紋影響程度不明顯，可分析認(rèn)為鋼筋保護(hù)層厚度不是底座裂紋產(chǎn)生的主要原因。5結(jié)語(yǔ)通過(guò)對(duì)CRTS型板式無(wú)砟軌道底座裂紋發(fā)展原理及控制措施的研究，掌握了底座裂紋發(fā)展原理，制定了切實(shí)可行的措施，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工藝的調(diào)整，避免了底座裂紋的產(chǎn)生，提高了無(wú)砟軌道的實(shí)體質(zhì)量，達(dá)到了提升無(wú)砟軌道工程耐久性的目的，減少了無(wú)砟軌道后期維修保養(yǎng)工作量，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。參考文獻(xiàn)1 李昌寧，戴宇.鄭徐鐵路客運(yùn)專線CRTS型板式無(wú)砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)J.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2015（9）：25-28.2 鐵建設(shè)【2010】241號(hào).高速鐵路軌道工程施工技術(shù)指

19、南S.3 TB10424-2010.鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)S.Construction Control and? Prevention of Cracks in the Base of CRTS Slab Ballastless TrackSONG Zuodong（The Second Company of China Railway Fifth Bureau， Hengyang? Hunan? 421000）Abstract： Based on the CRTS slab base concrete structure， combined with the characteristics of the cracks in the CRTS slab b