城市轨道钢弹簧浮置板减振轨道施工工艺

2020年10月4日00:17:37 1 37 9712字阅读32分22秒

1 前言

1.1 发展情况

钢弹簧浮置板整体道床的减振效果一般可达到25~40dB,是从国外引进的先进技术,在国内目前所采用的各种减振方式中是减振效果最好的一种轨道减振系统。国内先后在北京地铁、上海地铁及广州地铁的特殊减振地段陆续采用了钢弹簧浮置板整体道床,取得了很好的减振效果,并逐渐延伸到南京地铁、杭州地铁及成都地铁,成为我国城市轨道交通运输中在特殊减振地段首选的轨道结构。

1.2 工艺特点

钢弹簧浮置板道床工程内容多、工序复杂、施工周期长,现场施工通常采用预铺的方式进行。施工时先浇筑基础垫层,再进行浮置板道床施工。通常采用工具轨及与浮置板断面形式相适应的钢轨支撑架调整线路几何尺寸,扣配件类型及标准与普通整体道床线路相同,轨道调整就位后道床混凝土采用现场浇筑方式进行。浮置板与基础垫层之间铺设塑料隔膜,将基础垫层与浮置板隔开,以便于钢弹簧浮置板的顶升,顶升工作在混凝土浇筑完成28天后进行。

为保证浮置板的整体性,每块板须一次性浇筑完毕,板缝即为施工缝。

1.3工艺原理

钢弹簧浮置板道床是将具有一-定质量和刚度的混凝土道床板浮置于钢弹簧隔振器上,距离基础垫层顶面30mm或40mm,构成道床一弹簧一隔振系统,隔振器内放有螺旋钢弹簧和粘滞阻尼。钢弹簧隔振器内的粘滞阻尼使钢弹簧具有三维弹性,增加了系统的各向稳定性和安全性,且能抑制和吸收固体声。作用在钢轨上的力传递给浮置于钢弹簧隔振器上的道床板,道床板受力后,在惯性作用下将受到的力经过重新分配后传递给固定在基础垫层上的隔振器,通过隔振器的三维弹性作用而达到减振的效果。

2 适用范围

适用于城市轨道交通中需要进行特殊减振处理的地段。

3 技术标准

3.1 设计技术标准.

(1)在基底隔振器铺安装范围内进行平整度打磨,并用硅胶或玻璃胶对基底垫层与隔振器的接触面进行密封,打磨范围应超出套简轮廓线不小于50mm,其平整度要求:±2mm/m2,且整个底座平面的平整度也满足该要求。

(2)基底铺设隔离层时,隔离层铺设范围应向浮置板轮廓线外延150mm。在铺设过程中应保证上下薄膜相互错开100mm以上,接头用塑料胶带粘结严实。

(3)浮置板道床基础回填面高程公差为:0~-5mm,严禁出现正公差。

(4)隔振器外套筒施工偏差:±3mm。.

(5)剪力铰位置公差:±5mm。

(6)每块浮置板长度公差:±12mm。

(7)浮置板的高度偏差:±5mm。

(8)浮置板的宽度尺寸偏差:±5mm。

(9)其他轨道施工标准同一般线路施工要求。

3.2 施工要求

(1)由于钢弹簧浮置板基础垫层及浮置板顶面标高、隔振器外套简定位等控制很严格,施工前须进行精细的测量工作。

(2)严格控制钢弹簀浮置板基底垫层混凝土表面的标高,垂直方向公差为-5mm;安装隔振器位置的表面一定要平整,平整度要求±2mm/m2。不满足要求的部位要进行打磨或垫高处理。

(3)基础垫层混凝土表面要清理干净,然后在浮置板基础和隧道边墙相应位置铺上厚度不小于1mm的透明塑料薄膜(如聚乙烯等),以防止浇注浮置板时因薄膜损坏导致浮置板混凝土和下部基底粘结在一起,便于顶升工作的顺利进行。

(4)钢弹簧浮置板钢筋施工是钢弹簧浮置板施工控制要点之一,其类型多,结构复杂,质量要求严格。钢筋要严格按照设计图纸进行加工,绑扎时按照施工图纸从下到上分步进行,绑扎的同时注意保护好塑料隔膜不被破坏,严格控制好隔振器外套筒的位置不发生移动。

(5)浮置板混凝土为现浇施工,施工前必须作好准备工作,并根据每块板的长度计算好混凝土用量。施工过程中严格控制好混凝土浇筑的质量,保证浮置板的整体性,单块板须一次浇筑成型,板缝即为施工缝。

4 施工方法

4.1 扣配件组装

钢弹簧浮置板整体道床采用无枕式,扣件用螺纹套管直接埋设在道床混凝土中,为保证铁垫板下橡胶垫板底面与混凝土表面密贴及平整度,宜采用与橡胶垫板相同厚度的木板代替铁垫板下橡胶垫板。根据北京地铁十号线实际情况,由于工程量相对较小,为了节约成本、减少工序、缩短工期,经过试验,决定采用塑料胶带将橡胶垫板和铁垫板粘贴成整体的方式,混凝土浇注后进行局部修整,同样能达到预期目的。

(1)钢弹簧浮置板道床采用DTⅥ2型扣件,设1:40的轨底坡。

(2)无枕式钢弹簧浮置板扣配件直接和道床混凝土连接,架轨前,用塑料胶带把铁垫板和橡胶垫板粘贴牢固,安装好螺纹套管和螺纹道钉,保证橡胶垫板不变形和底面的平整要求。

(3)利用单趾弹条将扣配件安装在钢轨上,其间距符合设计要求,当扣配件螺纹套管和板纵向钢筋冲突时,调整钢筋间距,保证螺纹套管竖直。

4.2 接触轨外套管固定

北京地铁十号线采用接触轨供电,钢弹簧浮置板整体道床地段由于采用无枕式,无短轨枕及混凝土底座,接触轨安装时须提前将接触轨绝缘支座螺纹套管预埋在道床混凝土中。施工时根据接触轨安装位置自制吊架悬空固定螺纹套管,严格按照设计尺寸定位:

接触轨至走行轨的垂直高度差为140mm±5mm;接触轨中心至走行轨内侧的水平距离为700mm±5mm。

4.3 轨道支撑架设计

因钢弹簧浮置板道床中间设有凸台,普通整体道床地段用轨道支撑架已不再适用,根据浮置板道床断面的特点,设计了专用轨道支撑架,如图1所示。

城市轨道钢弹簧浮置板减振轨道施工工艺

图1 轨道支撑架

钢弹簧浮置板轨道设计为无枕式,轨排重量较轻,同时也为了施工便捷,轨道支撑架平均每隔3.0米设置一个。轨道支撑架的钢枕(横梁)采用两根12号工字钢焊接加工成矩形断面,支撑架的其他组件比照普通支撑架设计加工。

5 工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

施工工艺流程如图2所示。

城市轨道钢弹簧浮置板减振轨道施工工艺

图2 施工工艺流程图

5.2 施工工艺及质量控制要点

5.2.1 线路测量、基底基标设置

钢弹浮置板施工由于施工精度高,前后须进行两次测量工作:基础垫层施工之前进行基标测设,以确定基础垫层高程、水沟中线位置、浮置板顶面高程及线路中线等;基础垫层混凝土浇注完成后,进入浮置板施工工序之前须进行隔振器位置定位测量。

(1)工艺流程。

工艺流程如图3所示。

城市轨道钢弹簧浮置板减振轨道施工工艺

图3 工艺流程图

(2)施工程序

①测量交接桩。洞内基标测量依据为业主测量队提供的控制基标,因此交接桩需要明确点位,且必须由监理主持三方签字才有效;

②由业主测量队提供的控制基标点必须经过复测,控制基标直线每6m.曲线每5m设置一对;

③控制基标测量成果报检;

④根据控制基标测量出基底混凝土标高控制线,控制线比设计混凝土面高出200mm;

⑤浮置板标高控制划线。

根据控制基标测设轨面线,将轨面线作为浮置板混凝土浇注高程控制线。

(3)质量控制要点

①控制基标复测:由业主指定的测量队提供的控制基标对其他控制基标复核,如左.右侧基标、距离、方向要进行联测。其误差如超过规范允许值时,需及时联系处理;

②控制基标:直线地段每6m.曲线地段每5m在线路中心线左右各设置一个控制基标。

曲线起讫点、曲中点、缓圆点、圆缓点、变坡点、竖曲线起讫点等各控制点均设置控制基标。方向允许误差为6”;高程允许误差为±2mm;距离允许误差为:直线1/5000,曲线1/10000;

③基标标桩应埋设牢固,铜标必须及时固定,同时在侧墙上标示出桩号和里程;

④整理复测成果并报监理工程师审核,合格后再进行浮置板加密基标测设。

5.2.2 基底凿毛、铺设基底钢筋网

(1)工艺流程

基底处理工艺流程如图4所示。

城市轨道钢弹簧浮置板减振轨道施工工艺

图4 基底处理工艺流程图

(2)施工程序

①场地交接。从土建单位接收作业面时应要求隧道内无渗漏、积水等。若隧道地板有渗漏情况,须要求土建结构单位处理完毕后方能交接。

②基底凿毛、冲刷及垃圾清理。铺设浮置板基底钢筋前对结构底板按设计标准进行凿毛处理,凿毛后用水冲洗结构底板,垃圾及时装袋运出。

③质量检查。基底凿毛施工完毕由质检人员检查合格后方能进入下道工序施工。

④基底钢筋绑扎。基底钢筋采取基地下料、加工,现场铺设、绑扎的方法施工,基底钢筋共分三层,按照由下至上的顺序进行绑扎。

(3)质量控制的要点

为保证基底垫层混凝土与隧道结构底板的连接及施工质量,基底处理及钢筋绑扎应满足以下要求:

①彻底清除隧道底面上的浮浆、污物和脏水;

②将隧道底面凿成宽度和深度不大于10mm,纵横距离不大于100mm的凹凸面;

③凿毛后隧道底面无渗水现象;

④凿出的垃圾清扫装袋并清理出施工现场,冲洗隧道底板并疏干积水;

⑤加强钢筋绑扎和钢筋间距的质量检查,对不符合要求的要及时整改。浇注混凝土之前,须检查伸缩缝、横向水沟的设置位置是否正确。

5.2.3 基底混凝土灌注

(1)工艺流程

混凝土施工工艺流程见图5。

城市轨道钢弹簧浮置板减振轨道施工工艺

图5混凝土施工工艺流程图

(2)施工程序

①按设计图安装水沟模板,施工时须注意水沟流水面坡度与线路纵坡相同(与普通整体道床线路相接处的渐变段除外)。

②在安设水沟模板之前,将结构底板清理干净,不得有垃圾、杂物等。水沟纵向排水坡度一般同线路纵坡,特殊地段需要变更坡度的,按设计要求设置。水沟模板采用木模板,内侧用方木撑紧,两侧用铁丝固定在基础钢筋上。模板衔接要密贴、平顺,中线要和线路中线重合。

③由于基底混凝施工要求高,混凝土必须捣固密实,捣固棒要快插慢拔,当混凝土面没有气泡冒出为密实。

④在边墙上标示隔振器的位置,根据边墙上高程控制线采用拉弦线的方法控制混凝土标高,使得隔振器位置高程施工偏差为±5mm,整个基底面平整度误差满足±2mm/m2

⑤混凝土初凝前按照设计要求设置横向排水沟。混凝土浇筑完毕后进行洒水养护。

(3)质量控制要点

由于基础混凝土的方量比较小,整体性要求高,因此基础混凝土每结构段须一次性浇注完毕,混凝土捣固密实,捣固棒应快插慢拔,至混凝土面没有气泡冒出为准。基底混凝土面高程较为严格,其误差为:0~-5mm,严禁出现正公差。伸缩缝设置距离以1~2块板板长为宜,且与板缝保持--致。在隧道形式发生变化的地方,为便于施工也可以设置伸缩缝。伸缩缝采用20mm厚的沥青麻丝填充。基础面要求平顺光滑,排水坡度设置正确,中间不得出现积水现象。在捣固时要注意保护好水沟模板,防止跑模。在水沟模板的下面必须捣固密实,拆模后不得有蜂窝麻面,并且平整度满足设计要求。

基础表面根据设计要求设置宽200mm,深20mm的横向排水沟,其间距约6.25m。可在基础混凝土初凝前进行找平时,用抹子挖出横沟,并抹平。

5.2.4 隔振器位置及浮置板基标测设

(1)隔振器位置

当基础混凝土浇筑完成、初凝后24小时,即可放出隔振器位置和并进行二次基标测设。

隔振器外套筒位置必须准确,其位置偏差为±3mm;高程偏差为±5mm。对于隔振器位置、高程不符合规范要求的必须处理,处理要求如下:

①对于隔振器位置基底面高程大于设计标高5mm的范围必须进行打磨,直至满足设计要求;

②对于隔振器位置基底面高程小于设计标高5mm的范围必须进行填补,填补前需将基底面凿至低于设计标高20mm,然后再用“高强无收缩灌浆料”填补至设计标高。高强砂浆灌注前要求将灌注范围浮渣清理干净,并将灌注部位充分湿润,灌注过程要求不漏浆。灌注完成后洒水养护3~7天;

③高强无收缩灌浆料处理后表面平整度满足±2mm。填补表面与原基础表面采用斜面顺接。

(2)浮置板隔振器定位测量

浮置板隔振器定位测量的目的是为了严格控制钢弹浮置板隔振器的位置,其隔振器的位置正确与否对浮置板相当重要,每个隔振器的位置必须准确无误,定位测量误差为:方向±1mm,高程±2mm,直线段距离±5mm,曲线段距离±3mm。

5.2.5 隔离层铺设

隔离膜的铺设质量直接影响后期的浮置板顶升,所以隔离膜的密封、防止漏浆是关键。首先将基础垫层混凝土表面清理干净,然后在基底混凝土表面及两侧侧墙铺设厚度>1mm的透明聚乙烯薄膜,以防止浇注浮置板混凝土时和下部基底混凝土粘结在一起。宜采用表面粗糙的材料,以便和板的混凝土粘结在一起。铺设时横、纵向搭接长度不得少于50mm,并用透明胶布密封,确保不漏浆。隔离膜铺设前采用钢盖板将水沟覆盖,水沟盖板和隔离膜宜密封严密,防止浇注过程中漏浆而封堵水沟。检查孔模板用封口胶封密实,防止漏浆,检查孔与水沟贯通。

5.2.6 隔振器外套筒安装

根据钢弹簧浮置板设计要求,在基底混凝土上准确定位出外套筒中心位置,外套筒用定制的定位盘将外套筒平面固定在基底混凝土上,防止浇注浮置板混凝土时外套简移位。外套简放好后,用硅胶等物将外套筒与隔离层的结合面密封好,保证外套筒位置正确并防止水泥浆渗入外套筒内。

5.2.7 轨道架设及粗调

由于钢弹簧浮置板整体道床施工一般为预铺施工,其钢轨采用与线路同型号的工具轨,工具轨长度宜为12.5m或6.25m,用钢轨夹板连接。钢轨架设用专门设计的支撑架支撑(见图1)。钢轨架设好后及时调整轨道几何尺寸和轨底坡至设计值附近,误差不得大于20mm,并加强水平方向的整体约束以保证施工期间轨道状态的保持。

钢弹簧浮置板整体道床采用无枕式。架轨前,用塑料胶带将铁垫板和橡胶垫板粘贴牢固,安装好螺纹套管和螺纹道钉,再通过弹条将其按设计要求固定在钢轨上,保证橡胶垫板不变形和混凝土顶面的平整密实。

5.2.8 铺设浮置板钢筋

(1)当隔振器外套筒固定密封及轨排架设完毕后,开始根据设计图纸绑扎钢筋。在隔振器周围绑扎钢筋时,要注意避免移动外套筒。为防止浇筑混凝土时外套筒移动和浮起可以把外套筒的吊耳和上部的结构钢筋连接在一起。

(2)浮置板采用HRB400钢筋,钢筋堆放必须与地面隔离,以防雨水浸蚀生锈。加工好的成品钢筋和进场的原材料要分开堆放,并做好标识,以防混拿混用。

(3)在绑扎钢筋前要注意检查隔离膜,对破损处要进行修补。

(4)绑扎结构钢筋和杂散电流钢筋的要求与整体道床钢筋绑扎要求相同。

(5)钢筋绑扎完成后,焊接杂散电流钢筋时要注意焊花不要损坏隔离膜,同时对隔离膜全面检查,发现损坏处立即修补。

5.2.9 剪力铰及模板安装
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图6 模板安设示意图

(1)绑扎钢筋时按设计图纸绑扎板端钢筋和安装剪力铰,剪力铰位置要准确。

(2)钢弹簧浮置板模板采用标准组合式钢板,钢模板高度为200mm,长度为1500mm;模板组合要求平整顺直,垂直度误差要求在2mm内,位置偏差±5mm,浮置板的长度偏差±12mm。

模板安设如图6所示。

浮置板模板的安装方法:根据浮置板凸台尺寸来制作角钢横梁用于吊装并固定模板,横梁固定在钢轨上。组合钢模之间采用卡环进行连接,并如图所示固定在角钢上,在模板的下方用一个支撑来控制模板底部的位置,支撑固定在钢轨底板上并可以横向调节长度。在模板安装的时候要严格按照浮置板的设计尺寸安设。模板安装完毕后安装泄水管,同时支立轨道周边的模板时要注意其牢固性。

5.2.10 轨道几何尺寸精调
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图7 钢弹簧浮置板铺设示意图

在轨排架设后及铺设浮置板钢筋前,拼装好钢轨扣配件。为了保证轨道几何尺寸正确,须在按照设计要求铺设钢筋后,对轨道进行精确调整。须要注意的是钢轨的轨面高程施工时要预留30mm作为浮置板道床的顶升高度。轨道调整要求如下:

(1)轨道中心线:距基标中心线允许偏差为±2mm。

(2)轨道方向:直线段用10m弦量,允许偏差为1mm;曲线段用20m弦量正矢,允许偏差应符合表1规定。

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表1 轨道曲线正矢调整允许偏差值(mm)

(3)轨顶水平及高程:高程允许偏差为±1mm,左右股钢轨顶面水平允许偏差为1mm,在延长18m的距离范围内应无大于1mm三角坑。

(4)轨顶高低差:用10m弦量不应大于1mm。

(5)轨距:允许偏差为至mm,变化率不大于1‰。

(6)轨底坡:按1:40设置。

(7)轨缝:允许偏差为+1mm。

(8)钢轨接头:轨面、轨头内侧应平(直)顺,允许偏差为0.5mm。

钢弹簧浮置板铺设如图7所示。

5.2.11 浮置板混凝土浇筑

(1)浇筑前的检查

在浮置板混凝土浇筑前对前面所有工序进行全面的检查,首先从隔振器检查开始,隔振器的型号、位置,周围的硅胶密封情况,然后是隔离膜是否全部完好无损,钢筋及排流扁钢的焊接是否符合设计要求,模板和剪力铰安装位置及尺寸是否正确无误,最后是轨道几何尺寸是否准确。以上各项目检查全部符合要求后方可进行混凝土浇筑。

(2)混凝土浇筑及养生

浮置板混凝土应浇筑到设计厚度,并根据设计要求抹出横向坡度。注意混凝土顶面高程,比设计高程低30mm。单块浮置板道床浇筑不得中断,以免削弱板的强度。用插人式振动棒振动密实,确保混凝土质量,特别加强隔振器周围混凝土的振捣。浇筑时注意清理隔振器盖板上的混凝土。

顶升前浮置板混凝土上表面比设计表面低30mm,混凝土浇筑后进行洒水养护,使混凝土表面经常处于湿润状态,养护时间不低于2周。

5.2.12 浮置板顶升
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    • pengzan1314 pengzan1314 1

      感谢大神的贡献