客运专线无砟轨道CRTSⅡ型板运铺综合施工工艺

2020年9月15日00:00:49 评论 29 5685字阅读18分57秒
1 前言

CRTSⅡ型板(图1所示为CRTSⅡ型板式无碎轨道结构)式无诈轨道,采用了预应力轨道板结构、数控磨床打磨承轨槽、快速测量系统、高性能沥青水泥砂浆垫层等技术。CRTSⅡ型板式无昨轨道系统层次构成自下而上依次为:30cm底座混凝土支承层、3cm厚CA砂浆垫层、20cm厚轨道板﹑扣件系统和无缝长钢轨,轨道板标准长度650cm、宽255cm。为满足中国制式轨道电路传输的要求,底座和轨道板混凝土中增加了钢筋绝缘保护措施。

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图1 CRTSⅡ型板式无作轨道结构

2 适用范围

本工艺适用于现场运铺CRTSⅡ型无作轨道板。

3 主要技术标准

(1)《客运专线无诈轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2007]85号)。

(2)《客运专线无作轨道铁路工程测量暂行规定》(铁建设〔2006]189号)。

(3)《CRTSⅡ型板式无作轨道暂行质量验收细则》(京津城际轨道交通公司)。

4 施工方法

CRTSⅡ型轨道板铺设,在底座混凝土完成后按双线同向平行施工,依次布置GRP点测量,轨道板运铺、精调﹑侧向封边、灌浆、宽窄接缝施工及张拉等施工工序,按“桥下运输为主,桥上运输为辅”的物流方案规划施工流程和设备配置(见图2)。即,用50t汽吊和专用吊具在桥面按一定距离设轨道板提升站自桥下吊装轨道板上桥,轨道板经YLC30轨道板双向运输车次倒运到位,16tMEBL轮胎式铺板龙门吊完成铺设,之后依次完成轨道板的精调、边缝密封,CA砂浆搅拌和灌注﹑轨道板张拉和横向接缝填充等后续施工。

CA砂浆的灌注,在桥下用CA砂浆移动搅拌车设置移动拌和站,通过CA砂浆中转仓、汽车吊,跨线平车等将CA砂浆运输到轨道板灌注位置后,可完成CA砂浆垫层的灌注。

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图2 CRTSⅡ型板运铺作业流程

5工艺流程及操作要点

5.1施工流程

CRTSⅡ型轨道板运铺工艺流如图3所示。

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图3 CRTSⅡ型轨道板运铺施工工艺流

5.2主要工序施工工艺

(1)施工准备

底座混凝土和桥面系等主要结构施工完成后,获取墩台沉降(或路基沉降)和桥梁徐变评估的合格报告,用TCA1800全站仪和DIN12电子水准仪复测CPⅢ基标网平面坐标和高程值,复测成果提交设计院评估通过。

沿线路贯通修建沿长桥方向的施工便道,安装上桥的人行步梯,规划施工基地和存放CA砂浆材料、轨道板等。

(2)底座混凝土验收

在底座混凝土常规区,后浇带施工完成后,清除梁面垃圾和底座混凝土表面的污垢或油渍,依据CPⅢ基标网对标检查底座混凝土表面高程和平整度,修复质量缺陷,确保CA砂浆垫层灌注厚度在20~40mm之间。

(3)测量放样

测量放样采用TCA1800全站仪、设标网测量专用棱镜、GRP点测量专用棱镜等,依据已经复测的CPⅢ基标网和布板数据给出的平面坐标放样GRP点(即轨道板间半圆弧中心的精确定位点)。GRP点采用测钉对中标定。GRP点放样的同时,定出轨道板定位圆锥及扣压板安装所用锚杆的钻孔位置。

GRP点的测钉在底座混凝土表面钻孔后加植筋胶的方式固定在底座混凝土上,之后通过CPⅢ基标网对其高程和平面坐标进行三次以上的复测,测量数据经博格专用软件平差处须满足高程±0.1mm.平面坐标±0.2mm的限差要求。

(4)锚杆安放和圆锥体安装

扣压板安装所用的锚杆,一般用长40cm,∅14顺向螺纹钢筋。依据测量放样在混凝土表面垂直钻取∅16mm深120mm的孔,气筒清孔后,注入植筋胶,垂直插人锚杆钢筋,待植筋胶固化后即可满足要求。

铺板之前,在锚杆钢筋上套人单个定位圆锥体。定位圆锥体外采用橡胶材料制成,外径14cm,略小于板端圆弧,轨道板粗铺时通过定位圆锥体的导向可达到5mm的精度。

(5轨道板存放与运输

在工地附近修建存板场临时存放轨道板。存板场内应排水畅通,地基硬化处理,轨道板存放最多不超过8层。用足够吨位的汽车吊和专用吊具吊装轨道板,30t平板汽车运输轨道板,平板汽车上加装防撞和缓冲装置。

存放或运输过程中,层与层轨道板间按三点支承平衡原理在两端支垫长、宽、高各20cm的硬方木,以防不均匀变形。

(6)轨道板粗铺

铺板前,利用大吨位汽吊将50t汽吊,YLC30轨道板双向运输车、16tMEBL轮胎式铺板龙门吊等桥面运铺设备由桥下吊装至桥面。

轨道板由平板汽车经施工便道运输到轨道板提升站后吊装到桥面落在双向运板车上(见图4),双向运板车沿底座混凝土纵向运输到铺板地点,再由铺板龙门吊(见图5)经过吊板﹑横移、下落、对位、就位等步骤后完成粗铺。

轨道板下落就位前,在轨道板底面粘贴发泡泡沫块,高压水枪清洗底座混凝土面,在轨道板铺放位置两侧按前、中,后三个位置两侧摆放30cm长、2.8cm高的用于起支承作用的方木条,撤离轨道板吊具并安放调节支架。

轨道板在桥面的吊装、运输、铺设,设专人监护施工过程,铺设时,有专人检查轨道板板号和就位情况,填写铺板记录。

(7)轨道板精调

轨道板精调包括测量和调整两部分内容,是CRTSⅡ型板式无碓轨道铺设的核心技术之一。该系统包括TCA2003全站仪、工控计算机及显示屏,反光棱镜和4个带反光棱镜的测量框架(见图6),并配置专用软件计算和处理测量数据,其中测量框架需要安装在轨道板承轨槽上,此时反光棱镜的位置相当于铺轨后钢轨顶面以上20mm与钢轨中心线的交点位置,即,轨道板精调采用测量精调框架的方式,本质上就是对轨道板上钢轨线性位置的测量。

轨道板调整,在轨道板两侧发泡泡沫块的位置安放时E/M型精确调节器,E型安放在轨道板两端可竖向和横向调节,M型安装在轨道板中部,可竖向调节。

轨道板测量和精调过程,首先以带强制对中杆的全站仪和后视棱镜在铺板基标GRP点上建立空间坐标网,再通过全站仪一一读取轨道板前、中、后三个位置上的测量框架左、右位置的空间坐标,之后以全站仪以无线方式的测量数据输入工控计算机,工控计算机及时处理各测量点坐标的测量值与设计值的差值并一一输入布置在轨道板四周的显示器上,施工人员根据显示值调整E/M调节器使用测量框架上测量点的测量值与设计值,通过反复几次的测量和调整,即可完成单块轨道板的精调和定位。

单块轨道板精调前,复测已调好的相邻轨道板的相邻端,以保证轨道线性平顺。精确调节器使用到CA砂浆灌注且固化后撤除,在此过程轨道板和精确调节器保证不被扰动。

(8)轨道板边缝密封

用M10耐候性水泥砂浆密封轨道板侧向边缝。预先洒水湿润底座和轨道板表面混凝土,以白铁皮(长50 cm,宽15 cm)紧贴轨道板挡住侧向边缝,人工在白铁皮外侧用抹刀将拌好的砂浆沿侧向边缝堆成高﹑宽各8cm的三角形状(发泡泡沫块处除外)并压光抹平,抽出白铁皮,再用抹刀对砂浆表面略施压力即可。砂浆硬化前﹐用直径2cm的木棍在轨道板两侧按前、中、后六个位置设置各1个小孔(共6个),作为砂浆灌注时的观测孔和排气孔。

轨道板间横缝的密封砂浆作为无碓道床结构的组成部分,采用CA砂浆干粉料搅拌的砂浆密封至轨道板底部2 cm以上。

轨道板边缝密封完成后,在锚固螺杆上安装扣压板并加螺母扭紧,以免轨道板在灌浆时上浮。曲线地段,在轨道板中部靠曲线外侧增加L型扣压板,施工方法相同。

(9)CA砂浆搅拌与灌注

CA砂浆的搅拌与灌注是一项系统工程,包括CA砂浆材料的运输和装车,CA砂浆搅拌、装入中转仓、吊装和运输中转仓、灌浆等多个环节。

①CA砂浆材料的运输和装车。CA砂浆材料运输和储存的边界条件要求;CA砂浆干粉存放和运输温度2℃~30 ℃,始终保持干燥且不得曝晒,储存周期不超过6周;乳化沥青和减水剂、搅拌用水等液体配料存放和运输温度5℃~30℃,且不得曝晒;

按上述条件,对CA砂浆的材料区分存放。其中,CA砂浆干粉采用纸袋包装,设专用仓库堆放,使用时拆袋将干粉放入专用干粉料斗,在现场用汽车吊吊装干粉料斗到CA砂浆车车顶,连接干粉料斗的下料口和CA砂浆车的干料仓加料口后将干粉卸人CA砂浆车干料仓内。

乳化沥青采用专用罐车储存和运输、对CA砂浆搅拌车加料,工地上将储存罐埋入地面以下以保证储存乳化沥青温度。乳化沥青,搅拌用水等水剂材料用输送泵直接输人CA砂浆搅拌车内。

根据经验,1辆CA砂浆搅拌车1次可装7~8块轨道板的用料。施工期间,需要专门的干料、乳化沥青、水的运输车辆和设备。

②CA砂浆的制备。CA砂浆移动搅拌车(见图7)是一座数控的移动搅拌站,可储存CA砂浆原材料。CA砂浆搅拌时,通过操作触摸式显示屏,输入配合比、搅拌时间及搅拌机转速、加料顺序、搅拌量等参数后,开启搅拌程序后CA砂浆搅拌车即可完成CA砂浆料的制备;

③CA砂浆的吊装和运输。设容量为800L的CA砂浆中转仓,其内壁由不锈钢合金材料做成,设有搅拌器,可保证运输过程中CA砂浆的流动度等工作性能;

CA砂浆搅拌好后,将足够灌注1个轨道板的CA砂浆倒入1个中转仓内,由桥下的50吨汽车吊将CA砂浆中转仓吊装上桥,再利用桥上跨单线轨道板的轮胎式运输平车将中转仓运输到灌浆地点。

④CA砂浆灌注。轨道板灌注前﹐复测轨道板线性和扣压板的稳定性﹐在轨道板上安装测试上浮量的百分表,用带平面旋转喷头的高压喷雾水枪从轨道板的三个灌浆孔中对底座和轨道板表面混凝土浇湿湿润﹐但不得有积水;

灌注前,在轨道板的三个灌浆孔上安装与灌浆孔孔径一致的高45cm的PVC管,以提高灌浆时砂浆的落差和增加砂浆流动性。装满CA砂浆浆体的中转仓的出料口连接灌浆导管到轨道板中间灌浆孔﹐灌浆导管是1根带有阀门的可弯曲的塑料导管。开启阀门后CA砂浆灌注轨道板中间灌浆孔﹐观测轨道板两端灌浆孔上的PVC套管和两侧的排气观测孔﹐待排气孔排出正常的CA砂浆后,立即采用棉纱或软木塞进行封堵,当所有的排气孔处都排出CA砂浆,全部PVC套简内的CA砂浆表面都高于轨道板面且不回落时,即可关闭阀门,完成1块轨道板的灌注。

CA砂浆灌注完成后,拆除灌浆软管,将CA砂浆中转仓按原路返回到桥下,进行下一块轨道板的灌注。当已灌注的CA砂浆呈半干状态(流动性很小)时,舀出PVC套管内多余的CA砂浆﹐拆除PVC套管,在灌浆孔CA砂浆内插人1根S形的连接钢筋。

⑤其他。CA砂浆抗压强度达到1MPa以上后,可拆除轨道板压紧装置和调节支架;抗压强度达到3MPa以上后,可允许在轨道板上行车。

(10)轨道板的纵向连接等

CA砂浆灌注后,进行轨道板的纵向连接、宽(窄)接缝填充、剪切钢筋锚固、侧挡挡块等施工,施工工作量较小,施工组织容易实现。

6动力组织

(1)管理人员(见表1)

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表1 管理人员组织表

(2)劳动力(以单个作业面配置,见表2)。

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表2 劳动力组织表

7主要机具及设备

主要机具设备配备见表3。

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表3 主要机具设备配备表

8 质量控制要点

8.1 质量标准

(l)施工测量采用CPⅢ基准网,基准网精度为1/100000精度,两相邻基标点间相对精度为平面位置±1.0mm、高程±0.5mm,轨道板加密基标的相邻平面位置±0.2mm、高程±0.1mm。

(2)底座混凝土表面精度,高程±5mm,中线10mm,表面平整度7mm/4m。

(3)轨道板铺设静态精度的主要指标:高程±0.5mm,中线0.5mm,相邻轨道板接缝处承轨台相对高差及中线±0.3mm。

(4)CA砂浆垫层灌注厚度20~40mm,CA砂浆材质性能指标满足。

8.2 质量控制措施

(1)在博格技术转让的框架内,联合局内外单位成立科技攻关组,通过技术再创新,对CRTSⅡ型轨道板运输设备配套﹑精确测量系统开发CA砂浆配制和CA砂浆移动搅拌车开发等进行科技攻关。

(2)通过工艺演练,验证和改进新工艺、新设备、新材料、新技术,不成熟或未经实践验证的工艺,材料、设备,不得投入实际施工。

(3)建立健全质量管理体系,配置质量控制要素,严格施工过程控制,针对不同工序、不同施工内容制定并实施作业指导书、质量实施细则和质量检测大纲,以工序质量、细节质量保证最终的施工质量。

(4)控制无作轨道施工边界条件,铺板前,桥梁沉降和徐变评估、路基沉降评估等必须达标,桥面系及底座混凝土施工二期恒载基本完工,CPⅢ网复测精度达标,灌板后,CA砂浆达到1MPa以上方可拆除精确调节器,3MPa以上方可车辆及行人通行。

(5)在基标测量和轨道板精调测量中,配置高精度的Leica全站仪和配套水准仪,特殊工种持证上岗。

(6)控制施工条件,CA砂浆材料储存、运输和CA砂浆灌注的施工温度,严格控制在5℃~30℃。

(7)做好施工设备的日常保养和维修,快速测量系统和CA砂浆搅拌车要作经常性的校正和检查,计量器具定期送检标定。

9 安全措施

(1)建立健全安全质量管理体系,强推安全生产责任制,加强施工人员安全培训和生产过程的安全检查、改进。

(2)针对道路运输、轨道板吊装、CA砂浆及混凝土施工、施工用电、夜间作业、高空作业等制定专项安全措施和应急预案,认真做好安全技术交底。

(3)针对发电机、汽车吊、铺板龙门吊、CA砂浆移动搅拌车等制定专门的操作规程和安全手册。

10 环保措施

(1)CA砂浆取样试验后,应将其试样回收进行统一处理。

(2轨道板边缝密封用的砂浆在拆除时,应将砂浆块统一回收处理。

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