桥上CRTS域型板式无砟轨道施工技术创新研究

朱军刚

（中铁六局集团路桥建设有限公司，山西 晋中 030600）

【摘　要】为解决CRTSⅡ型板式无砟轨道在以往施工中存在的底座板缺陷、滑动层铺装工艺落后、后浇带张拉等施工工艺问题，适应设计优化、节约成本，创造优质工程等目的，进行CRTSⅡ型板式无砟轨道施工技术研究，在以往施工经验的基础上进行改进和创新。

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关键词 CRTSⅡ型板；滑动层；底座板张拉；后浇带连接

针对CRTSⅡ型板式无砟轨道铺装技术进行再创新研究，解决过去施工中的不足和施工难题，主要集中在克服底座板施工缺陷、滑动层起鼓、褶皱、底座板张拉工艺等待时间长、污染大等施工难题，对施工难题进行解决，有利于提高本单位在高铁施工中的先进技术，同时为国内高速铁路施工提供很好的借鉴意义。

1　概述

CRTSⅡ型板式无砟轨道是指预制轨道板通过水泥沥青砂浆调整层，铺设在现场摊铺的混凝土支承层或现场浇筑的钢筋混凝土底座板（桥梁）上，并适应ZPW-2000轨道电路的连续轨道板结构无砟轨道结构形式。京沪CRTSⅡ型板式无砟轨道是在京津城际CRTSⅡ型板式无砟轨道基础上，进行设计、施工工艺、质量标准等方面进一步优化后形成的我国独立自主知识产权的无砟轨道技术，列车运行设计时速350km/h，2010年12月份在京沪高速铁路最高试验运行时速达到486.1km/h。

2　工程概况

京沪高速铁路工程起自北京南站，终止上海虹桥站，全长1318km，除黄河桥等特殊工点外，正线大部分采用CRTSⅡ型板式无砟轨道。桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道主要施工工序由：滑动层铺设、高强度挤塑板黏贴、底座板浇筑、轨道板铺设、轨道板精调、水泥乳化沥青砂浆充填层灌注、轨道板纵向连接及灌浆口封填、轨道板剪切连接、宽接缝浇筑、侧向挡块施工、轨道精调等工序。

3　底座板模板技术改进

3.1　京津城际模板施工技术

1）京津城际是我国第一条采用CRTSⅡ型板式无砟轨道工程，底座板模板采用定型钢模支立，定型钢模板长度为3m，高度分别为：100mm、160mm、170mm、200mm、220mm、300mm。模板下与桥面之间的缝隙采用2mm厚白铁皮弯成L型角钢形状封闭，角钢高度为6～10cm。如下图1：

2）相邻模板接缝处夹垫塑料密封条，螺栓连接。模板支架中间采用丝杠即顶又拉，两侧采用方木支顶在防护墙和拉丝系在竖墙钢筋上进行固定。左右线模板形成一个支撑整体，施工时左右线对称浇筑。

3）模板高度调整到位后，要检查角钢边与模板边是否密贴，模板下侧的缝隙采用木楔垫实，防止混凝土浇筑中模板下沉。

4）后浇带两个端部的横向模板应在木板上根据钢筋位置做成梳状，其它不能支立模板处应采用海绵进行密封。

3.2　施工难点

1）原工艺左右线底座板侧模是同一个支撑体系，调整一侧模板另一侧模板就会发生变形跑位，左右线必须同时施工，模板调整困难，桥上各种材料机具运输通道小，运输困难；

2）因梁面标高存在施工误差、曲线存在超高，定型等高模板为适应高度变化，模板底部L型角钢容易偏离钢模，造成底座板烂根、漏浆和错台；

3）后浇带处钢筋密集，梳状木模板极易损坏，浪费严重，用于堵缝的海绵条清理困难。

3.3　模板支立技术研究

以往底座板模板支撑采用的是整体性支撑体系，人员通行困难，材料运输困难，资源浪费严重，成本投入较高。底座板混凝土浇筑成型后底座板底部L型角钢容易发生倾斜，嵌入底座板混凝土内，且局部漏浆和错台现象较为严重，为了更好的利用桥上资源，解决施工不足，依托京沪高速铁路改进模板支撑体系，进行技术研究。

1）观摩学习

观摩学习的过程中发现：（1）许多单位利用左右线之间作为桥上运输通道，在立模过程中降低线路中间模板支撑的高度，紧贴地面，普通小车可以通过，但通过时会发生咯噔、咯噔的声响，走行困难。（2）底座板模板采用可调性整体钢模，利用螺栓进行模板高低的调整。（3）后浇带采用梳状钢模制作，减少过程中损坏。

2）研究讨论

施工观摩后组织现场施工人员进行讨论，结合现有条件在其它单位工装的基础上进行改进。在激烈的讨论后决定，可以先做试验段，边试验，边改进：

（1）原底座板施工模板不能全部废除，在现有基础上改进，改变模板底角钢的角度或在模板内侧紧贴电工板，避免漏浆；

（2）借鉴其它单位施工经验，加工一孔梁模板支撑体系，现场试验。

（3）制作4套后浇带支撑模具，试验后浇带施工效果。

3）工装改进

（1）进行线路中间的模板支撑加工，完成后进行现场支护；

（2）利用现有的底座板模板，将模板与梁面间的L型角钢进行改进，角度由90°改为75°，使角钢与底座板模板密贴避免漏浆和烂根现象；

（3）根据不同超高地段加工后浇带钢模具，将2.95m长的梳状模具分成三个小的梳状模具，为了解决上下层钢筋之间的模具空隙，再加一块矩形钢板堵塞上下钢筋网片间隙，用于封堵时使用。

（4）底座板宽度允许误差为0~15mm，在模板之间加工2.96m模板支撑。

混凝土浇筑试验

利用改进后的模板和支撑体系进行一孔梁的混凝土浇筑试验，试验过程中发现改进后的工装存在以下问题：

（1）线路间的模板支撑受梁中排水坡影响，中间支撑钢筋与梁面间有2~3cm高的缝隙，人工推运小车通过时困难，且对模板支撑振动较大，极易造成支撑的松动和变形；

（2）L型角钢由90°改为75°后减少了漏浆和烂根的出现，但是底座板立面不垂直，底部向混凝土里侧倾斜，个别地方嵌入混凝土，无法清理。

（3）后浇带模具使用比较成功，支立方便简单，且混凝土浇筑后断面平整、密实。

（4）模板间支撑在混凝土浇注时及时取出，浇筑后抽查，混凝土浇注宽度合格率达到90%，基本解决了混凝土几何尺寸超标质量问题。

4）工装二次改进

（1）重新进行模板支撑考虑，去掉中间的钢筋支撑，直接将两侧的槽钢固定在梁面上，利用桥梁顶板无预应筋可以钻孔的特点，将左右线底座板模板支撑体系进行了分离，通过在梁面打孔锚筋提供支撑，孔深10cm。

（2）将模板底部L型角钢由改为80~85°之间，然后在角钢外侧固定一块电工板，防止角钢嵌入混凝土，减少漏浆和错台。

5）第二次混凝土浇筑试验

利用改进后的模板和支撑体系进行一孔梁的混凝土浇筑试验，试验过程中发现：

（1）经改装后的模板支撑体系，支撑速度较快，且两线之间有一条一米宽的施工通道，可以用于材料运输和周转的施工通道如图3.8，从根本上解决了桥上运输困难和立模效率低等施工问题。

（2）在模板内侧固定电工板较费事，采用钢筋卡进行固定，施工时增加了施工工序，且每孔梁模板高度不等，需根据实际高度加工电工板，施工操作较慢，浪费严重。混凝土拆模后没发现有漏浆和错台现象，基本解决了漏浆和错台问题。

6）第三次工装改进

在现有模板基础上将电工板改为倒扣的L型钢板，在模板内侧同时使用，先使用小L形钢板抵住底边保证不漏浆，解决梁面不平整问题，然后用大L型钢板扣在上面既保证了错台量又避免漏浆。

3.4　小结

底座板模板支撑体系分离后为梁面周转料、机具运输提供了运输通道，双扣式模板的改进，提高了施工工效，有效控制了底座板施工质量缺陷，节省了劳力，节约了成本，使施工成品质量得到了可靠的保障。

4　滑动层铺设施工技术

4.1　技术难点

滑动层的铺设直接影响底座板与桥梁间的相对滑动性，滑动层铺设后需在顶面进行钢筋绑扎和模板支立等工作，在施工过程中如固定不紧顶层土工布和中间层土工膜，特别容易跑位，偏离底座板范围，且容易起皱、破损，影响底座板与梁体的滑动性。

4.2　滑动层铺设要求

底座板宽度为2.95m，滑动层铺设宽度为3.05m，每侧宽出底座板0.05m。

第一层土工布厚度为3.0mm～3.5mm，铺设前在梁面砼及挤塑板上沿纵向涂抹三条宽30cm的胶合剂，将土工布黏贴在梁面上。

在第一层土工布上方连续铺设聚乙烯薄膜，厚度为1.0mm，起终点在两孔梁的剪力齿槽处。

在聚乙烯薄膜顶铺设第二层土工布，土工布厚度为1.8～2.2mm，下层土工布应向上卷起与上层土工布进行粘结，防止混凝土及杂物等进入到滑动层各层间。

4.3　滑动层赶压装置

每孔梁底层土工布铺设宽度为3.05m，长度为32.7m，底层土工布黏贴在梁面上时容易发生褶皱，不平整，为了保证黏贴的平整性，底层土工布铺设后采用赶压滚轮进行赶压，使粘结胶体与土工布完全粘结。

4.4　滑动层张紧装置

1）整体张紧装置

铺设土工膜和顶层土工布后滑动层顶面褶皱、不平，当人在绑扎钢筋施工时土工膜和顶层土工布随脚步发生偏移和跑位，不能保证滑动层的准确位置。为了解决土工膜和土工布的平整性，考虑在土工布和土工膜两端施加力的形式，拉紧整平。

根据现场条件设计了整体张拉工具，将整块土工布和土工膜固定在夹子上，两侧利用剪力钉和螺栓张紧。

整体性张紧装置使用后能保证土工膜和土工布不会发生偏移，土工膜和土工布中间完全张展、平整，但两侧边缘处不平整有明显的褶皱现象。

2）点式张紧装置

为了保证滑动层铺设后全部处于平整状态，将整体式张紧装置进行改进，分成若干个小型的张紧装置。

滑动层点式张紧装置可将中间和两侧的土工布和土工布在不同力的作用下分别张紧，操作简单、灵活。当环境温度发生变化时可随时进行张紧状态调整。

4.5　小结

滑动层赶压装置和点式张紧装置操作简单、灵活，点式张紧装置可随温差变化调整张紧状态，使用后即保证了滑动层位置的准确性，同时保证滑动层不随施工的影响而发生褶皱和偏位，根本上解决了滑动层的施工质量问题。

5　底座板后浇带设计优化后施工技术

5.1　施工难点

桥上底座板施工分为临时端刺区和常规区，但常规区原来每孔梁中间设一钢板后浇带改为不超过150m在中间设一处钢板后浇带，一般为奇数跨。合理划分临时端刺及常规区的长度，控制底座板张拉顺序及时间、张拉力，可为后序铺轨抢出时间，并消除因底座板张拉控制不到位引起的底座板上拱。

5.2　京津城际底座板后浇带施工技术

钢板连接器是Q345钢板与直径25mm的HRB500级钢筋进行焊接，用螺母锚固直径25mm精扎螺纹钢将底座板连接在一起。京津城际常规区底座板施工过程中，每孔32m梁跨中部均设置钢筋连接器后浇带，剪力齿槽区域混凝土与底座板混凝土一起浇筑。

5.3　京沪常规区后浇带改进方案

每150米左右设置一处钢板连接器后浇带，每孔梁梁端剪力齿槽区域混凝土暂不浇筑，设置齿槽后浇带，只将每150m浇筑段中间的剪力齿槽后浇带混凝土与底座板一起浇筑，钢板连接器与固定剪力齿槽间的距离为75m左右。

5.4　临时端刺区和常规区

临时端刺：为解决长桥上不同时间铺板而设的一个临时提供摩擦力的区段，临时端刺的固定作用主要通过与桥梁之间的磨擦力（由底座板及轨道板自重产生）来实现。临时端刺长度不小于800ｍ（设计图要求在760～850m之间），中间设4个带钢板连接器后浇带将临时端刺区分为LP1（220±10m）、LP2（220±10m）、LP3（100±10m）、LP4（130±10m）、LP5（130±10m），每个钢板连接器后浇带宽度不大于50cm；且固定支座上方剪力齿槽处设置剪力齿槽后浇带，剪力齿槽后浇带宽度不大于678 mm。

常规区：临时端刺区段外的地段，设置在一般简支梁区段，每个浇筑段长度一般控制在160m左右。每个浇筑段间以钢板连接器后浇带分开，后浇带宽度不大于50cm，每个浇筑段中间一个剪力齿槽与底座板一次浇筑不留后浇带。

5.5　底座板纵向连接条件控制

1）完成一个纵连施工段，即临时端刺区+常规区+临时端刺区混凝土浇筑。养生完成，养生土工布及塑料布已拆除。

2）底座板纵连之前螺母全部处于松开状态，钢板连接器下方已布置垫块。

3）连接器后浇带内及精轧螺纹钢筋、钢板和螺母必须进行清洁处理，垃极是否清理干净。

4）检查螺母是否齐全，精扎螺纹钢外露距离是否符合要求，提前对螺母处钢筋进行涂油润滑。

5）后浇带砼凿毛彻底，露出新鲜混凝土面。凿毛时底座板顶面横向要弹线，使接茬面在同一截面上。

5.6　底座板纵连施工流程

张拉顺序根据温度的不同可以大体可分为三种情况:

1）底座板温度>30℃

采取措施降低底座板温度至小于30℃，或选择其它时间段再进行张拉作业。

2）设计锁定温度<底座板温度<30℃

张拉前准备(工具准备、数据准备、试验报告)→由两临时端刺区向常规区中间的依次先拧紧锁紧螺母后将锚固螺母拧紧至450N?m→浇筑常规区所有后浇带→纵连三至五天后浇筑位于临时端刺中部的两个齿槽后浇带（紧邻J2,位于J1和J2之间）

3）底座板温度<设计锁定温度

张拉前准备(工具准备、数据准备、试验报告)→由两临时端刺区向常规区的方向顺序将临时端刺的J4、J3、J2、J1钢板后浇带依次将锚固螺母拧紧至450N·m→张拉常规区靠近临时端刺区K0或K1的两个钢板后浇带→依次张拉K0、J1、J2、J3(J3按J2的1/3行程张拉)→从常规区的两端向中间张拉常规区其它钢板后浇带→拧紧所有后浇带的锁紧螺母→浇筑常规区所有钢板后浇带及临时端刺区K0、J1→浇筑常规区齿槽后浇带→纵连三至五天后浇筑位于临时端刺中部的两个齿槽后浇带（紧邻J2,位于J1和J2之间）。

底座板施工合龙温度在设计合龙温度25±5℃范围时，不需对底座进行张拉作业，钢筋连接器后浇带拧紧至规定力矩即可，此时后浇带钢板也可全部取消改用钢筋搭接连接。当温度高于设计合龙温度时不得进行合龙；当温度低于设计合龙温度时，需按不同的温度和计算的张拉行程分次进行张拉连接。

5.7　小结

经优化后的底座板后浇带设计，减少了钢板连接器和剪力齿槽后浇带的数量，以5孔梁为单位进行浇筑段划分，底座板钢筋可连续进行配筋，减少浪费，同时可减少后续底座板张拉工作量。

6　项目创新点及主要成果

6.1　创新点

（1）利用既有小钢模，采取增加适当高度的两个L型铁皮，解决了烂根错台现象。采取在桥梁顶板上打眼插入钢筋固定槽钢做模板支撑，分离了左右线支撑体系，实现了支撑简单高效，避免了调整模板时左右线同时跑动现象。

（2）优化了底座板张拉工序和施工工艺，节约了成本，提高了工效。

（3）通过张拉及赶压工具，做到了土工布及土工膜平展不起鼓。

6.2　主要成果

（1）《客运专线无砟轨道CRTS-Ⅱ型轨道板铺设CA砂浆灌注支模系统》获得国家实用新型专利，专利号为：ZL-2009-2-0254012.1，同时也申请了发明专利。

（2）为公司培养了大批熟练高速铁路施工的专业技术人才，优化了施工工序，节约了施工成本。

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参考文献

［１］TB10101-2009 客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南[Z].

［２］客运专线CRTSⅡ型板式无砟轨道滑动层暂行技术条件[Z].科技基2009-88号.

［３］客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南[Z].铁建设2006-158号.

［４］客运专线铁路无砟轨道支撑层暂行技术条件[Z].科技基2008-74号.

［５］高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南[Z].铁建设函2009-674号.

［责任编辑：刘展］