无砟轨道自密实混凝土工装优化

1、浅析CRTS型板式无砟轨道自密实混凝土施工及灌注工装优化摘要：高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道结构是一种新型的无砟轨道结构。自密实混凝土灌注工艺是整个灌注过程中的质量控制、灌注效率、成本节超等方面关键所在，结合郑徐客专CRTS型板式无砟轨道自密实混凝土施工实例，简要阐述自密实混凝土施工，分析介绍灌注工装不断优化过程，提高了无砟轨道施工质量，保证了自密实混凝土内实外美。关键词：无砟轨道 自密实混凝土 工装优化一、引言 CRTS型板式无砟轨道相比于其他结构类型有其独特的优越性，然而作为未全面应用的新科研成果，加上自密实混凝土这种高性能混凝土本身敏感性较强，高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术条件(TJ/GW112-2013)规定“自密实混凝土从搅拌开始到灌注结束的时间不宜超过120min”，所以在“苛刻”的时间要求下，严密合理的施工组织、先进并适用于现场的自密实混凝土灌注工装及工艺在整个施工过程中至关重要。二、自密实混凝土施工CRTS型板式无砟轨道是我国具有完全知识产权的轨道结构，由钢轨、扣件、预制轨道板、配筋的自密实混凝土、限位凹槽、中间隔离层（土工布）和钢筋混凝

2、土底座等组成。配筋的自密实混凝土通过轨道板下两排U型筋与轨道板连接成整体结构。自密实混凝土的施工包括自密实混凝土的模板安装、搅拌、运输、灌注、养护和拆模。1、自密实原材料 自密实混凝土涉及的各种原材料较多，必须保证原材料料源及质量固定，加强进场检验，同时加强原材料的均质性控制，并实行原材料的专仓专储。2、模板安装自密实混凝土模板及支架应有足够的强度、刚度和稳定性1，并且构造简单，方便安装，便于拆卸和多次使用。模板垂直安装，模板内侧附一层透水模板布，保证不同部件连接稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。根据工艺性试验确定，模板在轨道板四角设置排气孔，确保气泡顺利排出。轨道板灌注孔处设置硬质下料管，观察孔处设置防止自密实混凝土溢出的硬质防溢管。轨道板铺设完成后，为确保轨道板上浮或偏移满足设计要求，采用压紧装置固定轨道板，在曲线超高段设置防侧移固定装置。3、搅拌 混凝土拌制前，应严格测定粗细骨料的含水率，并根据含水率变化及时调整自密实混凝土的施工配合比。一般情况下，每班抽测2次骨料的含水量，并按测定结果及时调整施工配合比。拌制自密实混凝土时，宜先向搅拌机中投入粗骨料、细骨料、水泥、矿物掺合料等，均匀

3、搅拌后再加入水和外加剂，搅拌至均匀，每一阶段搅拌时间不少于30秒，总搅拌时间不少于3分钟。在自密实混凝土正式生产前，必须对混凝土拌合物性能进行开盘鉴定，满足要求方可按照鉴定配合比生产。考虑自密实混凝土的高敏感性，在外界环境明显变化时，及时调整配合比，以便更好满足施工要求。4、运输自密实混凝土运输选用性能好，68m的小方量罐车，安排责任心强的司机进行驾驶，保证道路通畅，尽量减少运输时间。运输过程中，应确保混凝土拌合物均匀性，运至灌注地点时不发生分层、离析和泌浆现象，罐车运输过程中严禁加水。混凝土到达灌注现场时，应使罐车高速旋转2030S方可下料。混凝土垂直运输上桥有泵车输送和起吊设备提升两种方式，我部施工采用悬臂龙门吊和吊车相结合的方式进行提升，从而加快提升速度。施工现场悬臂龙门吊和汽车吊相互配合，进一步提高混凝土上桥速率，施工现场利用两个或者三个灌注料斗，协调交叉施工组织，保证自密实混凝土连续灌注，并有效规避机械故障风险，经现场实际施工验证，取得了较好的效果。强化自密实混凝土物流组织，合理资源配置，不仅能够有效减少混凝土运输时间，保障施工现场自密实混凝土供应，还能在一定程度上减少混凝土

4、损耗。5、灌注自密实混凝土灌注宜采用自动化程度高、施工便捷的灌注设备。我部在线下工艺性试验过程中，对多套灌注工装进行试验验证，确定最终灌注工装（图1）。 图1、自密实混凝土灌注示意图 自密实混凝土灌注采用双线同时灌注，灌注完左侧板，将滑槽及小料斗掉方向至右侧板，开始灌注右侧板。左右侧板灌完后，移动大料斗平台及滑槽、小料斗至下块板灌注。每块轨道板的自密实混凝土应一次灌注完成，不得进行二次灌注，将小料斗装满灌后打开小料斗开关，满管下料，避免空气卷入混凝土内，灌注过程中不得停止，禁止对精调后的轨道板产生扰动，确保混凝土与轨道板的灌注质量。灌注中查看模板是否有跑浆，及时封堵，雨天不进行施工。当所有排气孔排出的混凝土与自密实混凝土本体一致时方可停止灌注。自密实混凝土灌注结束后，3h内不得移除轨道板上灌注孔的硬质下料管和观察孔处的防溢管。自密实混凝土灌注前，确认轨道板位置满足要求，检查轨道板四周模板、排浆孔、确保模板和边缝密封不漏浆，封边模具可靠时方可灌注。灌注前，利用直角可转动式高压喷雾喷头，对轨道板地面及隔离层进行润湿，并确保土工布上不得有明显积水，特别注意要通过轨道板上的观察孔仔细观察凹槽是

5、否有积水，如有积水要采取措施消除。每罐自密实混凝土灌注前，要检测混凝土拌合物的温度、坍落扩展度、含气量和泌水情况等，只有拌合物性能符合要求是方可灌注。灌注过程中，通过轨道板2个观察孔及模板四角排气孔观察自密实混凝土在板下的流动情况，待四角排气孔内自密实混凝土浆面全部超出轨道板底面时，关闭灌注料斗阀门，停止灌注，单块轨道板灌注时间宜控制在612分钟。自密实混凝土灌注前，预先在轨道板的横向和垂直位置设置百分表，灌注过程中全程监测，及时掌握轨道板的位移情况。若灌注过程中轨道板发生严重上浮，无法满足轨道铺设要求，必须立即停止灌注，拆除压紧装置及封边模板，将轨道板揭下，清理干净现场，重新灌注。自密实混凝土灌注完毕后利用CPIII点对灌注完的轨道板进行测量，检测允许偏差高程为2mm，中线2mm以内，相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差在1mm以内。6、拆模和养护自密实混凝土灌注完成后，终凝后方可拆除压紧装置和防侧移装置，轨道板上不得添加其他荷载。自密实混凝土带模养护时间不少于3天，当混凝土强度到达10MPa以上，且表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆除轨道板四周模板。拆模时应按立模顺序逆向进行，拆模后

6、，尽量减少两侧混凝土的暴漏时间，对混凝土暴露面采取土工布洒水包裹覆盖保湿或喷养护剂的养护措施，养护时间不少于14天。拆模后从侧边观察自密实混凝土与轨道板地面接触面是否存在离缝、灌注不饱满、跑模、孔洞麻面等情况，若存在，及时采取有效措施整改消除。拆模后转到下个工作面，并对模板布进行检查，有损坏及时更换。当自密实混凝土强度达到100%时，轨道板方可承受全部荷载。三、灌注工装优化1、灌注支架 自密实混凝土从搅拌开始到关注结束的持续时间不宜超过120min2。 除尽量减少自密实混凝土从出机到运输至现场的时间外，必须采取措施提高现场施工工效。现场采用灌注龙门进行自密实混凝土吊装上桥，为避免对灌注龙门的影响，灌注支架由跨板灌注支架改为中间单侧灌注支架。为进一步提高施工效，满足现场双线灌注需要，灌注支架改为中间双侧灌注支架。在现场实际施工过程中，在每个施工作业面采取增加灌注支架及料斗的方式，合理配置时间，保证自密实混凝土连续灌注在较短时间内灌注结束。 图2、灌注支架由单线跨板改为中间行走双线灌注支架表1跨板直接灌注与线间平台滑槽灌注对比项目技术指标多次灌注对比结果跨板直接灌注灌注时间/min灌注效果

7、跨板直接灌注灌注时间/min灌注效果拌合物性能坍落扩展度680mm670mm11；9四角伴随粗骨料排出，揭板表面有少许气泡，切断面面存在小气泡，轨道板平均上浮0.82mm675mm12；11四角排浆伴随粗骨料排出，揭板表面无明显气泡，切断面密实。扩展时间T50037s5.23s5.68s泌水率000含气量3.0%6.0%4.4%4.6%2、自密实封边模板 底座两侧25cm范围内设置6%横向排水坡，排水坡进入轨道板端部5cm，在轨道板转角处封边模板与底座顶面接触不严密，易出现质量缺陷。为解决模板与底座排水坡缝隙过大问题，一方面加强底座排水坡精度控制，一方面将端模整体模板改为端模三段模板，对模板转角处进行改进，使模板底部与底座顶面密贴。在立模过程中，对于较小空隙，采用泡沫胶进行有效封堵。经过对比分析无论从拆模的成品保护及外观质量及自密实四角“离缝”均有明显的改善，改良后的封边模板灌注的自密实混凝土在后来的铁路部门的验收时问题明显大大减少。图3、封边模板整体端模改为分节组拼端模3、 扣压装置 为防止防轨道板上浮，需设置压紧装置对轨道板进行扣压。前期压紧装置采用12槽钢+花篮螺栓，为更好控制轨

8、道板上浮采用14槽钢局部加强钢板+可调丝杆压紧装置。花篮螺栓在施加预紧力后，花篮会产生轻微变形，随着灌注进行，不利于上浮力控制，且随着周转次数增加，塑性变形累积，上下丝扣磨损严重，进一步影响压紧效果。可调丝杆施加固定扭矩后，预紧力效果稳定，受周转次数影响相对较小。压杠由12槽钢改变为14槽钢局部加强钢板，进一步加强压杠刚度，可减少轨道板上浮量。图4、压紧装置由12槽钢+花篮螺栓改为14槽钢+可调直丝杆表2更改前后的扣压装置灌注上浮装置对比项目技术指标多次灌注对比结果旧扣压装置(平均)灌注时间/min灌注效果新扣压装置(平均)灌注时间/min灌注效果拌合物性能坍落扩展度680mm680mm12；11；11；13；12平均上浮量0.82mm，通过百分表检测存在四角上浮量不均匀情况。675mm13；12；11；13；14；平均上浮量0.36mm，通过百分表及电子水准仪检测四角上浮均匀。扩展时间T50037s5.27s5.31s泌水率000含气量3.0%6.0%4.3%4.4%4、防侧移装置 由于受重力的影响曲线段轨道板灌注时轨道板会产生一定的位移量，所以在曲线超高段需设置防侧移装置，以确保轨

9、道板偏移满足要求。前期防侧移装置采用10mm厚钢板支架配活动丝杆，钢板支架底部通过膨胀螺丝固定在底座板混凝土上，用20活动螺栓将轨道板顶死，防止侧移，为减少螺栓顶端与轨道板局部受力，在丝杆顶端设置小块钢板，加大受力面积。此种方式一方面需要在底座板顶面或者梁面进行打眼，造成外观损害，另一方面对于缓和曲线段需要在两侧进行打眼，且对于底座板或梁体打眼容易遇到混凝土内部钢筋，需重新进行打眼造成严重外观破坏。防侧移装置改为跨板式支架防侧移装置，利用支架第一竖腿与底座板立面进行固定，利用第二竖腿与轨道板进行固定，仅利用顶丝杆进行紧固，而不需要进行打眼，方便安装拆卸，便于循环使用。在施工过程中取得了较好的效果，进一步简化了施工，提高了施工工效，对于曲线段轨道板偏移量的控制均能够满足规范要求。图5、曲线防侧移装置由底座打眼固定改为跨板支架型式四、 小结 本文依托郑徐客专ZXZQ05标段无砟轨道施工，对自密实混凝土施工进行简要阐述，继而分析典型工装优化。在施工过程中不断进行经验总结，优化施工组织，根据现场实际对工装设备进行调整优化，对施工质量有了一定提高，能够做到方便施工，提高施工工效。可供同类施工技术人员参考！参考文献：1 中国铁路总公司.郑徐铁路客运专线CRTS型板式无砟轨道施工质量验收指导意见 S.北京： 2014:26.2 中国铁路总公司.高速铁路CRTS型板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术条件S.北京：中国铁道出版社，2013:13.

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