CRTSⅡ型板式无碴轨道底座板综合项目施工新工法四川省二级.doc

CRTS-型板式无碴轨道底座板施工工法 （中铁二局第一工程 占付民 罗久旭 梁恩华 李万波 吕国曜）1 序言CRTS-型板式无碴轨道是中国引进消化吸收再创新国外优异技术结果，整个系统由滑动层、底座板、BZM砂浆垫层及型轨道板四大部分组成（详见下图1.0.1）。其中，底座板是CRTS-型轨道板支承层，是一块沿桥梁通长连续非预应力钢筋混凝土板带。中铁二局第一工程经过设计时速350公里/小时京津城际轨道交通工程施工，总结形成本工法。图1.0.1 曲线段（超高165mm）CRTS-型板式无碴轨道标准断面图（单位：mm）2 工法特点1) 大量采取新技术新工艺。两布一膜滑动层铺设、钢筋之间绝缘处理、后浇带施工和临时端刺施工等很多新技术新工艺大量应用。2) 操作方便，施工精度高。经过采取改造后辊轴摊铺机施工，既方便施工操作，又能满足底座板顶面高程5mm/4m精度要求，同时还能节省成本。（无须购置专门大型水泥混凝土摊铺机）3) 模板含有通用性。采取组拼钢模施工，经过模板组拼可满足不一样厚度底座板施工需要。3 适用范围本工法适适用于桥上CRTS-型板式无碴轨道不一样超高地段底座板施工，路基上混凝土支承层（HGT）和其它类型无碴轨道底座板施工可参考使用。4 工艺原理底座板采取“模筑”法施工。混凝土泵送入模后，人工大致摊铺均匀，经插入式振捣器捣固后，用辊轴式摊铺机提浆整平，最终用铝合金刮尺刮平，从而确保底座板顶面施工精度。因为摊铺机含有较大自重和偏心激振力，混凝土面局部高低不平地方在振动液化过程中能够自动挤平。针对大超高地段，摊铺机在行驶过程中会发生横向位移特点，必需对摊铺机进行技术改造，改造关键内容是增加摊铺机横向限位装置，阻止摊铺机施工时，机器往低侧滑移脱离模板。具体措施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，以确保施工过程中摊铺机不会往低侧滑移，达成横向限位目标。5 施工工艺及操作关键点5.1 施工工艺步骤底座板施工工艺步骤见图5.1.1。5.2 操作关键点5.2.1 施工准备底座板开始施工前需做关键准备工作有：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汇报。2) 桥梁下部结构稳定性评定。底座板施工前应取得相关权威单位相关桥梁下部结构沉降稳定评定合格汇报。3）临时端刺区计划。底座板施工前，应结合施工管段长度，后续轨道板铺设计划和相邻施工单位临时端刺区计划等情况，合理确定临时端刺区位置及数量。通常情况下临时端刺设置标准为每3-5km设置一个。5.2.2 两布一膜滑动层铺设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。桥面清洗洁净后，依据桥面上测量标识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涂刷范围。4）铺设两布一膜滑动层。聚氨脂胶水涂刷好后，立即进行第一层土工布铺设。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。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周围结束（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，如发觉滑动层出现破损，应进行更换，重新铺设。图5.1.1 底座板施工工艺步骤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）计算剪力钉加工保持全部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连接 图5.2.1 梁端滑动层及硬泡沫塑料板铺设示意图 5.2.3 梁端硬泡沫塑料板安装为减小轨道系统由梁端转角带来附加力，在梁缝两端各1.5m 范围设置一层5cm厚硬泡沫塑料板（弹簧板）。梁固定端硬泡沫塑料板设置范围内不设置滑动层，泡沫板和桥面经过胶合剂粘贴，梁活动端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，使之和胶水牢靠粘接。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。为预防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 后浇带连接器安装因为长桥上底座板施工时混凝土产生温度应力很大，为了避免温度强制应力传入桥梁支座和桥墩，在常规区每跨梁跨中位置设置一个宽50cm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25mm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成。HRB500钢筋和连接器钢板应在钢筋加工场焊接完成，然后吊装上桥，现场安装钢板另一侧精轧螺纹钢筋和螺母。5.2.5 齿槽剪力钉安装剪力钉由一块2.8cm厚钢板和一根带丝牙直径28mmHRB335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杂物清理洁净，然后将剪力钉带丝牙一端拧入套筒内最少3.5cm。为确保剪力钉拧入套筒内长度满足要求，可依据剪力钉钢板尺寸自制一个简易扳手进行拧紧操作。剪力钉安装应在底座板钢筋安装前进行。5.2.6 绝缘钢筋安装底座板设计采取HRB500钢筋，且钢筋之间要求绝缘，绝缘材料采取高强度塑料卡。钢筋安装完后用专门电阻检测仪（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，根据规范要求批次和频度取样送检。2）半成品加工。钢筋加工前依据设计图纸，绘制加工大样图，钢筋加工时应严格根据大样图进行加工。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，并依据设计图，将钢筋分类对应堆码在对应需用区域翼缘板上，方便于安装。4）安放混凝土垫块。底座板采取大面积混凝土垫块（4535cm，标号为底座砼同标号C30砼），预防底座板钢筋铺设使滑动层过分受压而破损。垫块梅花状部署，纵向间隔80cm，确保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，说明钢筋安装前后次序。依据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单元内钢筋分别安装好，再安装连接梁端搭接单元钢筋。值得注意是底座板钢筋之间经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，依据设计要求，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，要求检测电阻值大于1010欧姆。5.2.7 模板安装底座板采取“模筑”法施工，模板采取组合钢模板，模板应有足够刚度和强度，以满足底座板混凝土施工时摊铺机行走需要。因梁顶不许可采取钻孔加固方法（预防损坏防水层），左右两幅内侧模板采取钢管互为支撑加固方法，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5.2.8 混凝土浇注底座板设计采取低弹性模量C30混凝土。混凝土采取罐车输送至桥下，汽车泵送上桥，摊铺机整平施工工艺。底座板混凝土施工关键包含混凝土浇注、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，除要仔细检验浇注前准备工作是否充足外，还要尤其注意全部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，左右两幅布料速度要基础保持一致。3）混凝土振捣。底座板混凝土采取插入式捣固器振捣，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，必需从钢筋间隙插入，尽可能避免碰触钢筋和绝缘卡。4）混凝土整平。混凝土捣固完成后，用摊铺机往返辊压几遍粗平，然后用铝合金尺刮平，通常情况下，刮平工作最少要进行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取长柄塑料刷横向拉毛。7）混凝土养护。底座板混凝土养护采取薄膜+土工布覆盖洒水养护方法。覆盖洒水保湿养护时间最少7天。 5.2.9 后浇带施工后浇带施工包含后浇带连接和混凝土浇注。后浇带连接器螺母在底座板混凝土浇注约2天后（强度达成15N/mm2）进行连接。连接必需按以下要求进行操作：1）当测量板温T20时，经过计算确定连接钢筋张拉距离并换算成相同扭力值。此时螺母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扭力。2）20T30时，钢筋连接器螺母用手拧紧螺母即可，即张拉距离为0。 3）T30时，不许可拧紧螺母，必需对底座板采取降温方法，可采取洒水强制降温措施，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浇注。混凝土浇注可依据现场实际情况，选择汽车泵或汽车吊施工。 后浇带连接和混凝土浇注须在温差较小48小时之内完成，且连接操作必需对称进行。 5.2.10 劳动力组织依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制作、运输及安装2模板工35模板安装3混凝土工20混凝土施工4普 工5两布一膜滑动层及硬泡沫塑料板施工5合 计160底座板施工6 材料和设备6.1 材料桥梁曲线超高165mm地段，每100m底座板使用关键材料规格型号及数量见表6.1.1。表6.1.1超高165mm底座板使用关键材料表（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1.50.50.05m72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11万个可依据实际情况，委托定制8后浇带连接器依据设计图自制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），关键机具设备详见表6.2.1。表6.2.1 底座板施工机具设备一览表 序号材料和机具名称型 号台数在施工中作用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SY5257GJB 4输送混凝土至工地3混凝土振捣器直径50mm6混凝土捣固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-型板式无碴轨道在中国尚属首次应用，很多技术标准和参数正在制订中，现在底座板施工遵照关键质量标准有：京津城际轨道交通工程CRTS-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要求（试行）和德国博格企业相关技术转让资料。底座板各分项工程质量控制关键点以下：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需符合相关要求，严禁不按要求搭接。2）梁端两布一膜及硬泡沫塑料板细部处理必需符合图5.2.1所表示要求。3）土工布、土工膜、硬泡沫塑料板和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底座板特殊材料关键质量检验标准 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质量g/m2954ISO 1183每3000 m2按一个批次抽查厚度（平均偏差）mm1.0-1.1ASTM D5199拉伸屈服强度MPa16ISO 527拉伸断裂强度MPa27ISO 527撕裂强度(带切口)N/mm130ASTM D1004、DIN 53515土工布单位面积质量g/m2200ISO 9864每6000 m2按一个批次抽查层 厚mm2.0-2.5ISO 9863最大拉应力（编织方向/垂直于编织方向）%7.5/14.0DIN EN ISO 10319硬泡沫塑料板体积密度kg/m345EN 1602每1000 m2按一个批次抽查厚度mm501GB/T6342-1996在10%压应变时抗压强度或拉压强度kPa700EN 826聚氨脂 粘合剂180剥离强度N/mm2GB16776-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根据设计图进行，以免和后续轨道板和底座板之间锚固钢筋发生冲突。2）为避免钢筋安装过程中刺穿两布一膜滑动层，必需按要求设置大面积混凝土垫块。3）底座板全部钢筋之间必需绝缘良好，梁缝等钢筋密集处需增加塑料垫块，预防因钢筋过密造成钢筋相互重合，致使纵横向钢筋绝缘程度降低。钢筋绝缘电阻大于1010欧姆。7.3 模板施工为确保底座板顶面高程满足5mm/4m要求，必需严格控制模板安装精度。模板安装好后，依据设标网对模板顶高程进行复测，发觉顶面高程偏差超限，应重新调整，直至达成规范许可3mm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关键控制关键点，必需从多方面采取方法加以控制，以确保其施工精度满足规范要求。大超段底座板尤其要重视混凝土配合比设计。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麻烦，常常出现堵管现象，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，同时考虑混凝土可泵性和自流性能，以使两种指标全部能满足施工要求。7.5 后浇带施工1）后浇带连接包含到整个桥梁结构安全，且施工工艺复杂，后浇带连接必需按要求连接温度、时间、方法和次序进行，严禁私自施工。2）后浇带混凝土施工需考虑后浇混凝土防开裂方法，可在混凝土内掺加适量膨胀剂（经过试验确定），同时在新老混凝土结合面涂刷界面剂，以处理新老混凝土界面裂纹超标问题。8 安全方法1)加强操作工人安全意识教育，主动做好岗前安全培训工作。2)严格实施各项安全操作规程，安全员负责日常安全教育和检验，发觉安全隐患，立即通知整改。3)施工现场全部电源、电路、电器设置、安装必需遵守施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-88）要求。4)全部操作人员必需持证上岗，且针对每道工序不一样特点进行安全培训。5)设置机械设备定时检验、保养制度。6)汽车泵送混凝土时，必需注意上方有没有高压电线，方便采取施工保护方法。7)吊装作业时严格根据“十不吊”标准进行，严禁违章作业。8)混凝土摊铺机开启行走前，必需按铃警示。9 环境保护方法1)严格根据北京市建设工程施工现场环境保护标准和建筑施工场界噪声限值等法律法规施工作业。2)项目部设置专门施工环境保护机构，负责环境保护体系运行情况监督检验。3)坚持预防为主、保护优先、开发和保护并重标准优化施工组织，制订出环境保护施工同时发展施工方案。4)做好文明施工，施工便道勤洒水，预防灰尘污染周围农作物。5)在满足运输条件下，尽可能降低施工便道宽度，以节省用地。 6)施工废弃物应集中堆放，且要立即清理运走，严禁随意丢弃。7)严格实施相关施工噪音控制相关要求，尽可能不安排夜间施工。10 效益分析采取本工法施工京津城际轨道交通工程底座板，其施工质量取得铁道部及业主数次好评，数次负担业主组织现场观摩会，为企业赢得了荣誉。同时，采取四辊轴摊铺机施工，和中国外大型水泥混凝土滑模摊铺机相比，即使施工速度稍慢，自动化程度不高，但操作简单，价格廉价且稍加改善后施工精度一样能满足施工需要，仅此一项节省成本200余万元。11 应用实例由中铁二局第一工程承建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+617.64DK19+500.85，全长1883.21m，其中最大曲线超高为165mm。工程自5月8日起开始施工，至6月3日施工完成，日历工期25天，日平均进度75m。总结形成本工法对全线底座板施工起到了关键借鉴和推进作用。