高速鐵路CRTS Ⅲ型板式無砟軌道施工質(zhì)量控制

劉旺

摘 要：我國整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展加速我國各行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，使得我國人們對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求與日俱增。目前，我國高速鐵路及客運(yùn)專線主要鋪設(shè)無砟軌道，無砟軌道具有整體性強(qiáng)、平順性好、堅(jiān)固耐用、軌道變形小、利于高速行車等優(yōu)點(diǎn)。但我國前期使用的CRTSⅠ型（簡稱I型）、CRTSⅡ型（簡稱Ⅱ型）無砟軌道，其核心技術(shù)分別源自日本和德國，我國并不具備自主知識產(chǎn)權(quán)。Ⅲ型無砟軌道技術(shù)體系是我國在總結(jié)I型和Ⅱ型無砟軌道技術(shù)體系優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過自主研發(fā)形成的新型無砟軌道技術(shù)體系，其具備我國自主知識產(chǎn)權(quán)，并已成為我國新建高速鐵路的主要無砟軌道類型。

關(guān)鍵詞：無砟軌道工程;高性能混凝土;施工技術(shù)

引言

道路建設(shè)是我國基礎(chǔ)建設(shè)中非常重要的組成部分，其發(fā)展關(guān)系到我國運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展速度和人們的出行質(zhì)量。CRTSⅢ型板式無砟軌道成為我國高速鐵路建設(shè)領(lǐng)域的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，在客運(yùn)承載量逐步增加的條件下，如何提高無砟軌道的施工質(zhì)量至關(guān)重要。

1軌道板氣泡問題研究

軌道板預(yù)制過程中，氣泡較多會減少混凝土斷面體積，降低混凝土強(qiáng)度，減少混凝土鋼筋保護(hù)層的有效厚度，加速表面碳化，降低混凝土耐腐蝕性。為了更好的控制和解決氣泡現(xiàn)象，對混凝土性能、布料、振搗及振搗時間等進(jìn)行了優(yōu)化。1.優(yōu)化振搗臺結(jié)構(gòu)。將箱式頂升振搗臺優(yōu)化為板式頂升振搗臺，優(yōu)化后通過對比試驗(yàn)分析，相同坍落度、相同振搗頻率下板式頂升振搗臺作業(yè)時振搗力傳遞效果更好，混凝土隨振動更易流動，氣泡排出效果更好，持續(xù)跟蹤觀察脫模后軌道板表面氣泡更少。2.嚴(yán)格控制混凝土拌合物坍落度。通過不同塌落度值與振搗頻率對比試驗(yàn)得出結(jié)論，在相同的振動頻率下，當(dāng)混凝土入模坍落度在80-100mm時，混凝土狀態(tài)較好，有害氣泡能有效排出，脫模后軌道板小氣泡較少。3.分層布料控制布料厚度。通過不同布料方式及厚度進(jìn)行對比試驗(yàn)，確定比較合理的布料厚度是首層布料100mm，第二層80mm，第三層20mm找平。可減小混凝土中氣泡行程距離，快速有效排除氣泡，減少混凝土表面氣泡，既能夠有效排出氣泡又能滿足流水機(jī)組法生產(chǎn)線流水節(jié)拍，保證生產(chǎn)效率和外觀質(zhì)量。4.分層控制振搗時間。為了更加科學(xué)合理制定每層混凝土振搗時間，通過對比試驗(yàn)按照前2層每層120s，第3層為10s為最佳振搗時間。通過振搗時間控制，保證各層混凝土得到持續(xù)充分的振動，使粗細(xì)骨料盡可能相互緊密靠攏，從而將混凝土攪拌過程中無法自逸的氣泡擠壓排除。

2軌道板精調(diào)

1.采用自主研發(fā)改進(jìn)的精調(diào)爪，四角安裝就位后控制智能精調(diào)機(jī)進(jìn)行第1塊軌道板的定位調(diào)整。2.軌道板精調(diào)機(jī)器人包含測量系統(tǒng)與精調(diào)機(jī)兩部分，通過無線數(shù)據(jù)鏈路連接成一套完整的系統(tǒng)。測量系統(tǒng)包括全站儀、棱鏡、測量軟件等部分;2臺精調(diào)機(jī)器人硬件結(jié)構(gòu)相同，軟件不同。通過將線路及布板參數(shù)導(dǎo)入精調(diào)機(jī)中，智能精調(diào)機(jī)可根據(jù)不同規(guī)格的軌道板，自動調(diào)整精調(diào)器與精調(diào)爪之間的位置，在對正后自動降下精調(diào)器，套上精調(diào)爪的螺桿，伺服電機(jī)驅(qū)動的精調(diào)器會根據(jù)軌道板誤差數(shù)據(jù)精確轉(zhuǎn)動螺桿，實(shí)現(xiàn)軌道板的高程方向、中線方向位移。精調(diào)器的動作量、速度、扭矩都根據(jù)控制器的指令設(shè)定，動作精度<0.1mm，調(diào)整精度高于人工。完成軌道板中間的彎曲精調(diào)后，調(diào)板人員進(jìn)行復(fù)測工作，保證軌道板高度與位置達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3.整體測量。完成軌道板精調(diào)作業(yè)后，調(diào)板人員要測量1次所有棱鏡的數(shù)據(jù)，計(jì)算存在的偏差并以此作為再次調(diào)整的參考。如果在整體測量棱鏡的過程中發(fā)生了超限情況，應(yīng)先考慮消除超限，再對存在超限問題的棱鏡或全部棱鏡進(jìn)行重新測量。如果只是某1個點(diǎn)需要調(diào)整或者調(diào)整量較小時，可以只重新測量該點(diǎn)。若出現(xiàn)多處調(diào)整，調(diào)板人員必須重新進(jìn)行整體測量。

3CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)底座混凝土收縮開裂

通過對多條線路無砟軌道結(jié)構(gòu)施工和運(yùn)營期服役狀態(tài)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)整體服役狀況良好，軌道板和自密實(shí)混凝土層出現(xiàn)質(zhì)量病害的情況較少，最易出現(xiàn)質(zhì)量病害的是底座混凝土，主要表現(xiàn)為易開裂，其中限位凹槽四角八字形裂縫和橫向開裂現(xiàn)象突出，其次還有表層混凝土粉化、剝落等問題。底座混凝土作為整個無砟軌道結(jié)構(gòu)最下部的受力支承結(jié)構(gòu)，起著支承和傳力的重要作用，其質(zhì)量直接關(guān)系著整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。目前，對底座混凝土開裂問題的防治，工程現(xiàn)場主要還是通過加大凹槽四角倒角半徑、增加防裂鋼絲網(wǎng)片、優(yōu)化配筋率等構(gòu)造措施來防治，很少有從混凝土自身收縮控制方面進(jìn)行考慮。而實(shí)際效果顯示：前述構(gòu)造措施僅對減少凹槽四角開裂效果明顯，對底座混凝土橫向開裂作用有限。

4布板計(jì)算

Ⅲ型無砟軌道在不同地段、不同結(jié)構(gòu)連接處和隧道伸縮縫等地段應(yīng)分開布設(shè)。布板計(jì)算時應(yīng)以結(jié)構(gòu)起、終點(diǎn)的設(shè)計(jì)里程進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時需考慮內(nèi)、外業(yè)斷鏈的影響，將設(shè)計(jì)里程轉(zhuǎn)換為連續(xù)里程進(jìn)行計(jì)算。布板計(jì)算時應(yīng)遵循Ⅲ型無砟軌道布板設(shè)計(jì)原則，首先根據(jù)簡支梁長度確定全線主型板類型，然后以這些主型板為基本板型進(jìn)行全線其他結(jié)構(gòu)段軌道板的布設(shè)，對于U形槽等長度較短的線下結(jié)構(gòu)，可將相鄰區(qū)段合并布設(shè)。通常優(yōu)先采用較長的板型作為最優(yōu)布板方案，當(dāng)“較長板型+板縫在可調(diào)范圍內(nèi)的調(diào)整”無法滿足布設(shè)要求時，可采用部分較短板型替代較長板型，再通過板縫調(diào)整進(jìn)行布設(shè);若采用“長、短板型組合配板方案+板縫在可調(diào)范圍內(nèi)的調(diào)整”仍無法滿足布設(shè)要求，可根據(jù)實(shí)際布板失敗區(qū)段設(shè)計(jì)異形板，異形板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)需滿足本文前述支距長度、板縫間距等控制條件，同一線路應(yīng)盡量減少異形板的設(shè)置，以便節(jié)約開模建造成本。

結(jié)語

無砟軌道具有整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)，加強(qiáng)無砟軌道質(zhì)量控制對后期軌道使用壽命起著重要的作用，質(zhì)量控制工作需不斷總結(jié)、完善，進(jìn)一步保障無砟軌道工程順利實(shí)施和工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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