CRTSⅡ无砟轨道(精选10篇)
CRTSⅡ无砟轨道 篇1
0 引言
近年来,真空技术的应用越来越广泛,清洁、高效、经济的真空元件和系统的发展,推动了真空技术在设备自动化中的应用,在CRTSⅡ型无砟轨道板制造中即采用了真空技术进行吊装。CRTSⅡ型无砟轨道板是我国在引进的德国无砟轨道结构形式基础上,经过消化、吸收、再创新形成的中国特色轨道板,并广泛应用在京津、京沪、石武等高速铁路上,其标准板长6.45 m,宽2.55 m,厚0.2 m,质量为9 t。轨道板采用工厂化预制生产,由于没有吊装运输用的锚拴,轨道板采用真空技术——真空吊具脱模,以保证轨道板平稳安全地从模具中脱出并搬运到指定地点。
1 结构组成与工作原理
1.1 结构组成
轨道板真空吊具悬挂在桥式起重机上,由主体结构、真空系统、液压系统和辅助部件组成。其中,主体结构有主梁(内腔作为蓄能器)、吸盘、扶手等,如图1所示。真空系统主要包括真空泵、真空过滤器、真空压力开关、破坏阀等元件。液压系统主要有电机、液压泵、液压缸、电磁阀、油箱和其它附件。辅助部件则包括信号灯、控制箱和连接装置。
1.2 工作原理
真空吊具采用了真空原理,即用真空负压来“吸附”轨道板以达到夹持轨道板的目的。原理图如图2所示:通气口与真空发生装置相接,当真空发生装置启动后,通气口通气,吊具吸盘内部的空气被抽走,形成了压力为P2的真空状态。此时,吸盘内部的空气压力低于吸盘外部的大气压力P1,即P2
2 主梁的有限元分析
主梁采用牌号Q345厚12mm的钢板焊接而成,根据主梁的结构形式和受力状况对主梁进行简化,去除主梁上不受载荷的几何特征,建立基于MIDAS软件的主梁简化模型,约束四个吊点,载荷除吊具自重外,还考虑模板自重、混凝土构件与模板、凹槽体和紧固体的粘合力(约250KN)。运行分析,可得应力、位移分析结果,分别如图3、图4所示。
由图3可知,主梁所受最大应力为44.2 Mpa,板厚12 mm的Q345钢材抗拉、抗压和抗弯强度为310 MPa,则主梁的安全系数为310/44.2=7。而《起重机械吊具与索具安全规程》中起重真空吸盘的规定:吸盘承载体的安全系数应不小于4。因此,该主梁的安全系数大于规定的安全系数,符合吸盘承载体的安全要求。
由图4可知,最大位移位于主梁的两端,为0.96 mm,符合要求。
此外,在轨道板吸取过程中,封闭的主梁内腔相当于真空蓄能器,保证有一定的真空度,一旦发生意外情况时,如突然断电,轨道板仍可长时间保持与吊具的吸附状态而不脱落,能有效地保护操作人员、轨道板及相关设备。因此,主梁应选择焊接性能较好的钢材,尽量减少焊接结构,提高焊接质量,以保证密封可靠。
3 真空系统的建立
真空吸盘真空系统的建立有真空泵和真空发生器两种方法。一般情况下,如果真空吸盘的数量不是很多,吸盘的直径不是很大,采用真空发生器比较经济。但是轨道板起吊耗能比较大,采用真空泵比较合理,它是一种在吸气口形成负压,排气口接通大气,吸气口和排气口两端可获得很大压力比的抽排气体的设备。
真空吸盘系统原理图如图5所示,当吸持轨道板时,真空切换阀(12)的电磁铁通电,真空泵(15)吸气,对蓄能器(13)蓄能后在真空吸盘(10)处产生真空,将轨道板初步吸住。当真空度达到真空压力开关(7)所设定的压力时,则发出电信号开始起吊轨道板。当需要释放轨道板时,真空切换阀(12)的电磁铁断电,真空破坏阀(5)的电磁铁通电,压缩空气经干燥器(1)、过滤器(2)、油雾分离器(3)、溢流减压阀(4)、真空破坏阀(5)、节流阀(6)、真空过滤器(8),到达真空吸盘(10),真空系统破坏,将轨道板释放。
1.干燥器2.过滤器3.油雾分离器4.溢流减压阀5.真空破坏阀6.节流阀7.真空压力开关8.真空过滤器9.压力表10.真空吸盘11.轨道板12.真空切换阀13.蓄能器14.减压阀15.真空泵16.消声器
4 作业过程
1)将真空吊具挂在桥式起重机的吊钩上,锁好吊具,接通设置在起重机上的电源。
2)开动起重机将真空吊具移至要脱模的轨道板上方,调整起重机的位置,降低吊具高度使吸盘落到轨道板混凝土表面固定的区域。
3)启动真空泵,通过模具底部的6个入风口压缩空气,使吸盘紧紧吸附在混凝土表面,直到达到预先设定好的吸力。
4)启动5个液压缸,首先用较小的压力调平吊具,然后逐渐增压至预先设定值。
5)将轨道板平稳地从模具中吊出来,水平旋转90度,吊运存放在存板台座上。
6)松开真空吊具,重复操作直至脱模工序完成。
5 真空吊具的优点
5.1 操作速度快
真空能量存储在真空蓄能器里,瞬时吸取并瞬时释放,搬运效率高,节约生产成本。
5.2 安全无污染
在真空泵断电的情况防止轨道板突然坠落,且无污染,无光、热、电磁等产生。
5.3 不伤轨道板
与挂钩式吊具和钢缆式吊具不同,真空吸盘由于是橡胶材料制造,吸取或者放下轨道板不会对轨道板造成任何损伤。
5.4 劳动强度低
真空吊具吸取和释放一人操作即可,减少了从事艰苦和危险作业的操作人员,并且真空吊具在轨道板上方的操作,抓取与释放较容易。
6 结束语
CRTSⅡ型无砟轨道板预制是按照工业化设计思路,以最大程度实现轨道板的机械化生产。真空吊具作为其中的重要装备之一,机械化程度高、劳动强度低、生产安全可靠,不但提高了轨道板的机械化生产水平,而且保证了轨道板的生产质量。
参考文献
[1]何存兴.液压传动与气压传动(第二版)[M].武汉:华中科技大学出版社,2000.
[2]张群生,黄诚,李华川.真空技术在设备自动化中的应用[J].装备制造技术,2008,(1):110-111.
[3]中华人民共和国劳动部.LD48-93.起重机械吊具与索具安全规程[S].北京:中国标准出版社,1993.
CRTSⅡ无砟轨道 篇2
郑西客专CRTSⅡ型双块式无砟轨道施工技术
以郑西铁路客运专线为例,从施工测量、施工工艺、物流组织方面详细介绍了CRTS Ⅱ型双块式无砟轨道施工技术.
作 者:王兴林 李新芳 赵香萍 Wang Xinglin Li Xinfang Zhao Xiangping 作者单位:中铁十二局集团第二工程有限公司,太原,030032刊 名:铁道建筑技术英文刊名:RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY年,卷(期):“”(1)分类号:U213.2关键词:CRTSⅡ型双块式无砟轨道 CPⅢ控制网 施工技术
CRTSⅡ无砟轨道 篇3
【关键词】无砟轨道;砂浆层;离缝;修复技术
CRTSⅡ型板式无砟轨道以其高可靠性、高平顺性、高稳定性和维修工作量少的优点,成为高速铁路无砟轨道的主要结构形式之一。CRTSⅡ型板式无砟轨道结构由钢轨、弹性不分开式扣件、轨道板、水泥沥青砂浆层、底座板(桥梁)、支承层(路基)等组成。其中,砂浆层是CRTSⅡ型板式无砟轨道的重要组成部分,其作用是全面支承轨道板,调整轨道安装精度和缓冲高速行车荷载。为此,砂浆层应满足一定的刚度和强度要求。一般来说,无砟轨道具有高稳定性和耐久性,建成后很小需要维修,但无砟轨道结构处于复杂的受力环境中,产生病害是不可避免的。而砂浆层又是CRTSⅡ型板式无砟轨道的关键部件和薄弱位置,一旦产生病害,将会影响无砟轨道的整体性和稳定性,给行车埋下安全隐患。离缝是砂浆层伤损病害的主要形式之一。
1、离缝产生的原因
离缝就是砂浆层与轨道板或底座板(支承层)之间出现不同程度长度、宽度及深度的缝隙(如图1、图2)。离缝会降低无砟道床的整体性,影响轨道静态几何形位和动态稳定性。离缝如不及时进行修复,在列车动荷载和环境因素共同作用下,会进一步加剧砂浆层的伤损程度,影响其使用寿命,且影响行车的平稳性和安全性。因此,从提高轨道结构的平稳性和耐久性考虑,应强化CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层离缝伤损检查力度,查清楚原因,制定相应的处理方案,经审查批准后进行修复。
通过现场调研和分析,温度荷载、施工阶段灌注不饱满、线下工程沉降和变形、列车动荷载等因素均可引起砂浆层离缝伤损病害,且现场往往是多因素共同作用所致。
1.1温度荷载
温度荷载是使CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层产生离缝的重要原因之一,其包括轴向温度荷载和温度梯度荷载。在轴向温度荷载作用下,轨道板和底座板(支承层)之间产生伸缩变形差,引起轨道结构纵向伸缩,降低砂浆层与轨道板或底座板(支承层)之间的粘结性。轴向温度伸缩引起的离缝具有横向贯通、离缝值较大且随温度发生变化等特点。轨道板内部的温度梯度荷载使轨道板产生的翘曲变形将由轨道板的自重和轨道板与砂浆层之间的粘结应力来抵抗,当温度梯度超过一定的数值时轨道板与砂浆层之间就会出现离缝。
1.2砂浆层灌注不饱满
砂浆层灌注不饱满会使軌道板与砂浆层之间产生离缝,这种现象在曲线超高地段最为明显。在超高地段灌浆最容易产生的质量缺陷就是砂浆不充盈,不饱满。由于曲线超高设置在底座板(支承层)上,底座板(支承层)表面有一定的坡度。如果施工过程中灌浆口的导管过早卸下,会使未达到初凝的水泥沥青砂浆失去压力向曲线内侧回落,造成砂浆灌注不饱满现象,导致轨道板与砂浆层离缝。
1.3线下工程沉降和变形
由于受路基填料、路堤高度、地质条件、水文气候条件和建设工期等因素影响,一些区段的线下工程难免会出现沉降和变形,而这些沉降和变形大多发生在地质条件较差或路桥过渡段等区段。对于轨道板纵向连续的CRTSⅡ型板式无砟轨道系统,线下工程沉降和变形可能会导致轨道板与砂浆层之间出现离缝现象,影响轨道结构的整体性和稳定性。
1.4列车动荷载
据相关研究,桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道系统中桥梁、底座板和轨道板的基频不同。在列车动荷载作用下,桥梁和轨道结构的反相位振动将会引起桥梁——轨道相互拍打现象。这种拍打作用会对无砟轨道系统的整体性产生不利影响,会加剧砂浆充填层与轨道板或底座板间的离缝。
此外,离缝如果不及时修复,会导致水泥乳化沥青砂浆调整层破坏加快,轨道板出现脱空现象,对高速列车和板式轨道系统的振动响应加剧,进一步损坏轨道结构部件,增大了轨道结构的几何形位变化和层间拍打接触,严重降低了高速列车运行的平稳性、安全性和舒适性。
2、离缝判定标准及修复原则
对于CRTSⅡ型板式无砟轨道,依据砂浆层伤损严重程度,将离缝伤损分为三级(见表1)。对Ⅰ级伤损应做好记录,定期观察其发展变化;对Ⅱ级伤损应列入维修计划并适时进行修补;对Ⅲ级伤损应及时进行修补。
表1 CRTSⅡ型板式轨道砂浆充填层伤损形式及伤损等级判定标准
伤损形式判定项目评定等级
ⅠⅡⅢ
离缝宽度(mm)0.51.01.5
深度(mm)20~5050~100≥100
对角长度(mm)20~3030~50≥50
3、离缝修复技术
对于砂浆层离缝伤损病害,首先应对伤损产生的原因进行全面分析,然后制定针对性措施,从根本上避免修复后再次出现离缝现象。对温度荷载引起的砂浆层与轨道板或底座板(支承层)间的离缝(离缝贯通、且缝隙较大并随温度发生变化),应在轨道板设计纵连锁定轨温范围内对轨道板进行应力放散、重新锁定,同时采用低粘度树脂材料按相关要求对离缝伤损进行注浆修复;对线下工程沉降和变形引起的砂浆层离缝伤损,应在解决沉降和变形的基础上对离缝进行修复。
3.1修复材料
为减小对修补材料早期强度的要求,CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层离缝修补材料宜采用低粘度树脂料。CARS-A型双组份低粘度灌浆树脂专用于高速铁路无砟轨道裂缝及离缝的修补。其具有以下优点:极低的粘度与极小的表面张力,可以渗透到细小的裂缝中;固化时间快,可以在较短的天窗时间内完成修补,不影响行车;具有较好的环境适应性,可以在较低的温度及潮湿环境中固化;具有较高的粘接强度、抗拉强度和抗压强度,可以对结构起到较好的补强作用。
3.2修复工艺流程
CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层离缝修复工艺流程见图3.
3.3修复方法
(1)查清离缝的长度、宽度、深度、走向、贯穿及漏水等情况,确定离缝注漿施工方案。
(2)根据施工方案提前做好设备及材料准备,修补、封边材料的性能应满足相关规范要求。
(3)清理杂物及浮尘。使用钢丝刷、真空除尘器或高压气泵等对离缝区域表面的浮尘及杂物进行清理,确保待灌注区域清洁干燥。
(4)离缝封闭。采用封边带配合封闭材料将离缝表面进行封闭,封边时留出注浆口。
(5)安装注浆嘴。根据离缝的长度、宽度和深度等现场实际情况,在离缝的较宽处及离缝端部等位置合理设置注浆嘴。注浆嘴安装过程中,应特别注意涂抹封缝胶时保持注浆嘴通畅。
(6)连接注浆管。在离缝的任意一端,把连接管连接到注浆嘴上,保证所有的注浆嘴都处于打开状态。
(7)树脂胶灌注。将双组份料筒连接混合管,混合管与注浆管连接。开始灌注修补材料,当下一注浆嘴有浆液漏出时,关闭注浆嘴,同时继续注射直至无法再注入修补材料,拔下注浆管,关闭本注浆嘴,把注浆管连接到最后有浆液漏出的注浆嘴上,继续注浆。依此,直至离缝另一端的注浆嘴中有浆液流出时,关闭所有的未关闭端口,完成离缝注浆。对于大面积的砂浆离缝,可采用注浆机向离缝内部注入修补材料。在灌注过程中,监测板面高程并记录,防止注胶引起线路高低变化。
(8)拆封。修补材料固化以后,拆除注浆嘴和封边带。
(9)清理。对砂浆侧面修正,清除现场杂物等。
4、注意事项
(1)离缝填充施工成败的关键在于封边和灌注材料的选取及其施工工艺。所选取的材料性能必须要满足轨道结构的受力要求,施工工艺应按照离缝产生的原因和离缝伤损程度合理制定,并且满足施工天窗时间的需要。此外,对关键技术指标还应提前进行线下试验。
(2)离缝修复施工适宜温度为5℃~30℃,雨雪天不宜施工。
参考文献
[1]姜子清,江成,王继军等.CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层伤损修复研究.铁道建筑[J].2013(1).
[2]海振雄.石武客专.CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆充填层病害整治.铁道建筑[J].2013(9).
[3]中华人民共和国铁道部.铁运[2012]83号高速铁路无砟轨道线路维修规则(试行)[S].北京:中国铁道出版社,2012.
[4]TB10621—2009.高速铁路设计规范[S].北京:中国铁道出版社,2010.
CRTSⅡ无砟轨道 篇4
关键词:无砟轨道,轨道板,精调,施工
1 CRTSⅡ型板式无砟轨道板结构形式
轨道板长度为6 450 mm, 宽度为2 550 mm, 厚度为200 mm。轨道板横断面见图1。
2 轨道板铺设前需要达到的条件
1) 混凝土底座板经过检查验收, 其断面尺寸、表面平整度及最大允许偏差应符合设计要求。2) 铺设轨道板必须有一个基本网 (控制点FP) , 还要有依其平面高程值测定并加以平差的轨道定位标志点GVP。3) 有经批准的轨道几何设计方案、轨道板铺设图 (支点的平面和高程定义) 、施工设计图 (标准横断面图、附加图、明细图等) 。4) 轨道板精调所需数据:轨道板的板坐标文件“.FFC”;棱镜配位文件“.FFD” (前期通过布板软件计算得出) ;现场测量并经过平差计算后的轨道基准点三维坐标。精调系统平面布置见图2。
3 轨道板施工工艺流程及施工质量注意事项
3.1 无砟轨道精调施工流程
无砟轨道精调施工流程见图3。
3.2 仪器的安装架设
1) 安置精调千斤顶。精调调节装置 (千斤顶) 使用前应对相关部位进行润滑, 在待调板前、中、后部位左右两侧共安装6个精调千斤顶。2) 安置专用精密对中三脚架。将专用精密对中三脚架的对中杆的尖端, 对准在起始工作的GRP点上的测钉锥窝内, 将其余的两调平螺杆的尖端放置在轨道板上, 面向需要精调的轨道板。3) 安装全自动全站仪。逆时针旋转精密对中三脚架上的基座的锁紧钮, 基座内的三爪孔将全部空位, 取下全站仪下的基座, 将全站仪下的三爪小心对准精密对中三脚架上的基座的三爪孔, 并放置其中, 顺时针旋转基座的锁紧钮, 直到处于水平位置, 全站仪将紧密无间隙地与对中三脚架连为一体。旋转对中三脚架上的两整平调节螺杆精确整平全站仪, 然后对准目标点 (定向点) , 再关闭全站仪。4) 设置定向棱镜。将徕卡的精密小棱镜插入对中支架上, 另一副精密对中三脚架架设在已经精调完毕的上一块轨道板之间的GRP点上, 它在待铺设轨道板之前已铺设好的轨道板远端连接缝处, 然后将已经连接了徕卡的精密小棱镜插入对中支架, 插入对中三脚架的基座的三爪孔中, 利用精密小棱镜自带的圆气泡的指示整平对中三脚架。对中整平的方法和要求与架设全站仪时是一样的。5) 放置测量标架。标架Ⅰ安置在第1, 3承轨台上 (顺里程减小方向铺设) , 或是第28, 30承轨台上 (顺里程增大方向铺设) ;标架Ⅱ安置在第13, 15承轨台上;标架Ⅲ安置在待精调轨道板的第28, 30承轨台上 (顺里程减小方向铺设) , 或是安置在第1, 3承轨台上 (顺里程增大方向铺设) ;标架Ⅳ安置在已经精调完毕的与待精调的轨道板相邻的轨道板的最后一对承轨台上, 该标架是用来为待精调的测量系统定向和控制这两块轨道板位置平顺过渡而设置的。6) 调整量显示器。显示器安装的安置方式为:从标架Ⅰ的触及端对应在测量车架上的位置开始为显示器1的安装位置, 逆时针在测量车架安装显示器2 (对应位置标架Ⅱ触及端) , 显示器3 (对应位置标架Ⅲ触及端) , 显示器4 (对应位置标架Ⅲ非触及端) , 显示器5 (对应位置标架Ⅱ非触及端) , 显示器6 (对应位置标架Ⅰ非触及端) 。7) 供电电源将电源分别与工控机和全站仪连接, 全站仪电源必须放置于精密对中三角架横梁上。
3.3 轨道板精调测量控制
1) 在轨道板精密调整系统软件内进行系统参数的配置。主要是配置通信协议、各接口参数、棱镜常数, 对各设备进行初始化, 输入原始数据等工作。2) 检校标架, 由于温度、长途运输等因素对测量标架的精度和实际几何关系都会产生一定的影响和变化, 故在工作前需要对测量标架进行检校。3) 测量棱镜1:计算棱镜1与设计值的偏差, 同时读取倾斜传感器1的角度。通过软件的计算得出棱镜8与理论值的偏差, 并将调整信息发送到各自对应的2个显示器上。施工人员根据显示的调整量对轨道板进行调节。4) 测量棱镜3和棱镜6:通过软件的计算得出与理论值的偏差, 并将调整信息发送到各自对应的2个显示器上。施工人员根据显示的调整量对轨道板进行调节。5) 四角测量:全站仪对轨道板四角所在棱镜1, 3, 6, 8自动照准测量, 完成测量后, 经过软件的计算, 轨道板的偏差值就会显示在软件上, 并将调整信息发送到各自对应的4个显示器上, 施工人员根据显示的调整量对轨道板进行调节。6) 完全测量:全站仪对轨道板上的棱镜1, 2, 3, 6, 7, 8完成测量后, 经过软件的计算, 轨道板的偏差值就会显示在软件上, 并将调整信息发送到各自对应的6个显示器上, 施工人员根据显示的调整量对轨道板进行调节。7) 数据存储。轨道板调整完毕、误差满足要求后, 需对轨道板实际安放位置的数据进行存储, 分别为“TXT/FFE”文件。8) 数据备份完毕将轨道板精密调整系统内的所有设备顺次移到下一块轨道板, 重复上述步骤。
3.4 轨道板精调质量控制要点
1) 每天交接班时要对所用的标架进行检校;每周要对测量标架与标准标架进行校核。2) 每天要对精调系统的记录文件进行复核, 确保在误差允许范围内。3) 交接班时要对精调的配置文件进行复核, 确保无误。4) 每次测量时要对棱镜与标架的编号进行复核, 避免误用。5) 精调过程要避免有人踩踏板, 同孔梁避免其他施工造成振动与挠动。6) 定期对对中三角架的高度进行校核, 发现高度变化及时在精调中修正, 避免对中杆磨损造成三角架高度的变化。7) 每次放置标架时, 将标架的探头与承轨台斜面充分接触, 在曲线上要采用松紧带与承轨台拉紧。
4 结语
工程实践中证明, CRTSⅡ型无砟轨道板精调在施工中起到非常重要的作用, 测量数据的计算和管理是CRTSⅡ型无砟轨道板施工中的一个关键环节, 因此无砟轨道精调测量必须建立专项管理制度, 实行专人负责, 分级管理;精调前再次检查粗铺精度, 不满足要求要进行调整;精调完成后要及时对已调整完成的轨道板进行评估测量。轨道板精调的精度直接影响后续轨道的铺设及后期无砟轨道运营时间。
参考文献
CRTSⅡ无砟轨道 篇5
关键词:CRTS I型双块式无砟轨道;施工质量;防治措施;
文献标识码:A 文章編号:1674-3520(2014)-08-00-02
轨道结构是铁路运营的关键部件,相对于有砟轨道而言,无砟轨道有完整性好、稳定性高的优点,目前我国采用的无砟轨道主要是CRTS I型无砟轨道,但是这项技术还不够成熟,在施工中经常出现质量问题,本文主要研究CRTS I型双块式无砟轨道施工技术。
一、CRTS I型双块式无砟轨道概述
双块式无砟轨道结构由钢轨、扣件、双块式轨枕、单元式道床板和支承层(路基段)或底座板(桥梁段)等部分组成,钢轨一般选用60Kg/m钢轨,扣件一般选用EI-8B、Vossloh 300-1U和WJ-8B型扣件,扣件高度通常设计为34mm,轨枕间距设计为600~650mm,道床板主要是厚260mm的C40钢筋混凝土结构,设计宽度为2800mm,桥上道床板与底座板隔离层材料为聚丙烯土工布,厚度为4mm,纵横向钢筋间设置绝缘卡防止电场对轨道调度电流的影响。
适合于CRTS I型双块式无砟轨道施工的方法包括工具轨法施工、轨排框架法施工等。轨排框架法施工是采用高精度轨排框架现场施工,在轨排初步定位后配筋,轨排框架的精确定位通过几何状态测量仪完成,此方法比较适合使用在250km以下的客运专线隧道施工,排架法施工时在凸台施工、底座板以及支承层施工完成后,运卸材料进场,组装工具轨轨排,浇筑道床板混凝土。
CRTS I型双块式无砟轨道施工要点包括钢筋铺设、双块式轨枕散布、工具轨铺设、轨排组装、轨道粗调等。在钢筋铺设中路基和隧道地段的纵向钢筋需要满足搭接长度超过700mm的要求,双块式轨枕散布施工中相邻两组轨枕间距需要小于5mm,边线控制在10m范围内。工具轨铺设需要采用专用吊架将工具轨调到轨枕上。在轨道粗调中需要先调整中间两榀,调整后的高度一般需要低于标高3mm。钢筋网绑扎中绑扎过程中不得出现扰动现象,对于路基以及隧道地段的纵向钢筋搭接长度应大于700mm,模板安装误差要求小于2mm,混凝土的浇注速度需要小于20m/h,单块底座的安装为保证顶面与纤维凹槽的平整性需要预留两个限位凹槽。
二、CRTS I型双块式无砟轨道施工技术
CRTS I型双块式无砟轨道施工主要存在以下几方面的问题。
(一)CRTS I型双块式无砟轨道施工问题
在桥梁保护层方面主要存在以下几方面的问题。在防撞墙预留连接钢筋的施工中,容易出现梁面与受力体系之间的保护层不达标的情况,主要集中在防撞墙外侧纵向钢筋与防撞墙预留连接钢筋连接不好或综合面受力不均匀的现象。在结构钢筋的施工中若是采用备用钢筋网,或者是钢筋网片,可能会出现钢筋塌卧现象,这种现象主要是因为钢筋面积大,桥面防水卷材被刺穿;在接地钢筋的焊接中防水卷材容易因为连接不牢固或者是焊接成品保护不周等原因引起烧坏现象,这种现象也会出现在道床板的安装中,导致中间隔离层被破坏;凸台钢筋容易因为连接不稳定或者是未连接而出现浮筋现象,导致钢筋的抗剪能力极大的减弱。保护层混凝土在实际的施工中,常发生梁面凹凸不平的问题,这种问题也经常出现在隧道垫层以及路基支承层中,导致保护层的厚度不均匀。
路基支承层施工主要存在以下几方面的问题。在切缝的施工中由于切缝时机没有把握好或切缝深度不够,导致支承层横向裂缝的出现。在混凝土的施工中,由于模板封堵不严等原因,导致混凝土浇筑时出现溢浆现象,这类问题也常发生在道床板的施工中;混凝土出现变现扭曲,几何尺寸不达标,混凝土外观质量不达标,出现起泡、蜂窝麻面等问题。
在仰拱填充面的施工中,个别部位容易出现渗水问题。在轨排组装铺设中容易发生量工具轨未采用鱼尾板连接的问题;螺杆调节器间距不适合、插孔位置错误、工具轨偏位严重。在道床板的施工中,钢筋保护层偏小,钢筋间距不满足设计要求;混凝土的质量通病包括以下几点,桥梁单元断缝设计为10cm,在浇筑混凝土时容易导致扣件以及工具轨的污染;混凝土收面检查轨底施工不到位。
(二)预防措施
针对桥梁保护层施工容易出现的质量问题,从以下方面进行完善。在防撞墙预留连接钢筋的施工中,预留钢筋的使用需要穿过防撞墙内外两侧的纵向钢筋,一直延伸到构筑防撞墙外侧纵向钢筋,接着才能进行下一道工序,在防撞墙预留钢筋的位置垫上砂浆太套,更好地控制保护层,钢筋保护层的厚度依照部位的不同有所改变,对于道床板顶面以及侧面部位,保护层厚度一般设定为40mm,道床板底面保护层厚度设定为35mm,凸台四周保护层厚度设定为25mm。针对结构钢筋容易出现的问题,在钢筋的安装中,确保垫块的质量,在浇筑保护层之前先矫正钢筋网,若是采用的混凝土属于季节性混凝土需要采用简易移动架,在焊接施工中需要注意防水卷材的保护措施,检查底部钢筋网与凸台钢筋的连接牢固性。保护层混凝土的施工中,在施工之前分别验收桥面、路基基床顶面,发现问题及时解决,在保护层收面时抹光表面,道床板混凝土浇筑时需要注意光滑度,其余地方没有太大要求。
路基支承层在切缝的施工中,先提前规划隧道以及桥梁分界线,切缝深度一般设定为支承层的1/3,若是在高于20℃的条件下施工,浇筑混凝土后24h内完成切缝施工。混凝土的施工中,在完成支模后,需要采用砂浆封堵底部模板,并处理脱模后的溢浆。针对仰拱填充面的施工问题,在施工中要求设计施工符合实际需求并有明确的标准,若是仍然出现渗水现象,需要在垫层施工前解决。由于工具轨施工本身具有一定的误差,为防止出现轨头连接失败的现象,需要先调整鱼尾板,与工具轨密贴施工,拆卸前还需要采取一定的防晒措施,尤其是在夏季施工,受热膨胀很容易出现细小裂纹。螺杆调节器在施工中可以适当调整局部钢筋位置,为防止螺杆在极限位置出现突变问题,在施工中需要整体移动螺杆。道床板钢筋的施工中需要依照实际需求,适当调整钢筋的尺寸,混凝土施工需要采用钢堵头。
三、结束语
综上所述,本文先简单概述CRTS I型双块式无砟轨道施工,进而分析CRTS I型双块式无砟轨道施工存在的若干常见问题,研究预防措施。CRTS I型双块式无砟轨道施工技术在我国未来高速铁路、客运专线施工中将会占有重要地位,针对施工中容易出现的质量问题,还需要更多的专业人士继续努力研究。
参考文献:
[1]党振峰.戈壁强风区CRTSI型双块式无砟轨道混凝土养护应用试验研究[J].铁道建筑技术,2013,13(08):118-121
[2]吕向英.新建铁路CRTSI型双块式无砟轨道结构设计[J].商品与质量·建筑与发展,2014,31(04):207-207
[3]杨少锋.工具轨排法在CRTSI型双块式无砟轨道施工中的控制要点[J].房地产导刊,2013,12(25):347-347
CRTSⅡ无砟轨道 篇6
1 设计概况
底座板是CRTSⅡ型轨道板的支承构件,它作为轨道板的基础并且根据线路走向提供正确的超高条件。线路在箱梁上的布置形式见图1。
京津城际轨道交通工程长大桥上底座板下设计了两布一膜滑动层,可以实现底座板与桥梁间的微量滑移。底座板两侧由C型、D型挡块限制其横向位移,其中D型挡块还起到扣压作用。
曲线地段外轨超高由底座板两侧的不同厚度来实现。
底座板通过预留在桥梁固定端上方,梁面的剪力齿槽和剪力钉与梁体锚固。
2 施工方案
由于底座板施工位于场地狭窄的梁面,钢筋采用在桥下加工厂集中加工制作钢筋笼用汽车运输到桥位附近。汽车吊吊装上桥、就位。混凝土浇筑采用模筑法,汽车泵泵送混凝土上桥,人工配合振捣梁振捣、整平、提浆,具体施工方案见图2。
3 底座板施工质量控制要点
3.1 滑动层
滑动层按两布一膜的铺设分三步进行,分别为粘贴下层土工布,铺设聚乙烯薄膜,铺设上层土工布。其质量控制要点为:1)铺设前清扫干净梁面,不得有破坏滑动层的磨损性颗粒;保证梁面清洁。粘胶涂刷均匀,铺设后及时赶压平整,土工布沿纵向对接,最小长度5 m。2)从桥梁活动端开始铺设PE薄膜,薄膜最小长度5 m,接头处必须熔接。3)从桥梁活动端开始铺设第二层土工布,第二层土工布必须整块铺设不允许对接。4)固定支座上方设有硬塑料泡沫板粘贴在梁面上,活动端梁面的硬塑料泡沫板铺设在PE薄膜上,保持滑动性。
3.2 钢筋
3.2.1 钢筋笼加工
因轨道信号传输的需要,钢筋笼纵横向节点间全部电气绝缘。施工中采用模制塑料卡实现钢筋节点间绝缘。由于曲线超高在底座板上实现,底座板内钢筋笼高度也随之变化。钢筋笼加工质量控制要点为:1)钢筋下料、加工:直径小于20 mm的钢筋,弯曲直径为4倍钢筋直径,直径大于20 mm的钢筋,弯曲直径为7倍钢筋直径。2)混凝土保护层厚度:不与混凝土接触的部位为4 cm,钢筋搭接区域为3 cm,允许误差为0 cm~+0.5 cm。3)钢筋加工后,分类、编号放置避免混淆,同时要有防雨、防锈措施4)钢筋笼加工在胎具上进行,要保证每个钢筋节点均有塑料卡绝缘,为保证钢筋笼的牢固,可采用塑料扎带在个别节点加强固定5)加工好的钢筋笼,必须按照所在线路里程、左右线位置分别加挂标识牌,并有良好的存放条件。6)钢筋笼吊装、运输必须采用专用吊装架,避免产生过大变形。
3.2.2 钢筋笼安装
钢筋笼分段制作,每孔32 m梁单线由两片钢筋笼连接而成钢筋笼就位后安装剪力钉,并纵向搭接。钢筋笼的安装过程中重点控制内容包括:1)钢筋笼就位前混凝土垫块安放位置要合理,数量要够。2)钢筋笼就位准确,争取一次到位。3)后浇带连接器安装时要注意保护两布一膜,连接钢板下垫块要安放合适;精扎螺纹钢的预留长度要保证拧上螺帽后还有2 cm的富余量。4)在安装好剪力钉的钢筋笼之间进行钢筋搭接,搭接过程中避免出现个别钢筋头参差不齐而贴模板的现象。5)在安装钢筋笼之间搭接钢筋时,特别要注意搭接钢筋与剪力钉钢筋的绝缘,必要时加垫PE薄膜。6)钢筋笼绝缘检测。
3.2.3 安装剪力筋
底座板在桥梁固定端与梁体锚固,锚固钢筋的连接质量直接影响到方案的成败;而锚固钢筋的施工必须在钢筋笼安放后才能进行,这样造成剪力钉拧紧时剪力钢板与钢筋笼接触,不易拧紧,且剪力钉与钢筋笼的绝缘也不易实现。剪力筋安装中要注意几个问题:1)要凿毛、清理剪力齿槽内的杂物;对预埋套筒的丝扣进行攻丝。2)钢筋笼就位后,使用专用的扭矩扳手把剪力钉拧到规定的深度和扭矩,以扭矩为准(minL1=42 mm,MA=140 N·m)3)检查剪力钉与周围钢筋的绝缘情况,如发现与钢筋有接触的地方采用PE膜隔开,保证绝缘。
3.3 模板
底座板两侧直立面需立模。由于底座板有直线、曲线之分,因此两侧直立面的高度不同,而且梁面标高与设计存在误差,二者叠加起来要求模板的高度从190 mm~530 mm均能实现。可采用不同模数高度的模板组合的形式实现要求的高度。经实战总结,模板工序的质量控制要点为:1)模板坐标数据。模板设计坐标数据的计算采用轨道板布板软件进行模板顶面高程、平面位置的坐标计算。一般将内侧模板顶面标高减小5 mm~10 mm使用。2)模板根部处理。由于现场桥面标高的误差和不平整,必然导致刚性模板与下部结合的不密贴,从而在浇筑混凝土时产生下部漏浆,形成烂根现象。
3.4 混凝土
底座板设计为C30高性能混凝土,其质量控制要点为:1)控制好混凝土的和易性,根据混凝土实际凝结时间,及时赶压抹面2)为增强CA砂浆与底座板的结合性,采用专门的刷毛工具对混凝土表面刷毛。3)为使混凝土早期不散失水分,在空气干燥时可采取浇筑工作面进行喷雾保湿的办法。在抹面刷毛后注意保温保湿。
3.5 后浇带
后浇带是底座板施工中的临时断开点,为了避免底座板连续施工时混凝土收缩对桥梁、支座、墩台产生不良影响而设置,位于每孔梁跨中。
1)后浇带连接前需要对接茬面的混凝土进行凿毛处理,同时注意保护下方两布一膜。
2)测温并进行底座板连接。在底座板施工时,每一施工段埋设测温用温差电偶两只。底座板温度如在20℃~30℃之间,直接拧紧后浇带螺母,拧紧力矩为450 N·m;温度在5℃~20℃之间时螺母的拧紧按照张拉距离来控制。
3)绑扎钢筋。后浇带连接合格后需马上绑扎后浇带连接钢筋,钢筋的绑扎要注意各钢筋节点间的电气绝缘。
4)支立模型。后浇带模型的支立特别要注意新旧混凝土接茬的平顺,模型支立的密贴,防止混凝土漏浆。
5)混凝土浇筑。混凝土浇筑过程中要加强新旧混凝土接茬处的振捣,终凝后的混凝土要及时加盖保湿保温养护。
4 结语
CRTSⅡ型无砟板式轨道是一个设计理念先进的系统,而底座板是此项无砟轨道技术的关键部位。我国高速铁路建设正处在建设发展的初期,此项技术在京津城际铁路已经成功运用,有可能被推广,如果底座板施工中各工序的质量控制不好,将给后继工序带来严重的影响,给运营维护带来很大的工作量。只有在施工中不断总结提高质量控制水平,严把施工质量关才能真正将这个先进的系统做好。
参考文献
CRTSⅡ无砟轨道 篇7
CRTSⅡ型无砟轨道结构为:桥梁底座板(路基支承层)、厚度为3 cm水泥乳化沥青砂浆垫层、CRTSⅡ型板式轨道板长度为645 cm,宽度为255 cm,厚度为20 cm,设有三个灌浆孔。采用弹性不分开式扣件,轨道板为设挡肩的有承轨台结构,采用数控磨床进行打磨处理。
2 水泥乳化沥青砂浆组成及作用
CRTSⅡ型无砟轨道水泥乳化沥青砂浆垫层由干料、乳化沥青、减水剂、消泡剂、水组成。水泥乳化沥青砂浆具有弹性模量大、强度高等特点,CRTSⅡ型无砟轨道板精调完成后,在轨道板与桥梁底座板或路基支承层间灌注厚度为3 cm的水泥沥青砂浆。轨道板与底座板(支承层)空腔里灌注的水泥乳化沥青砂浆,既是轨道板调平垫层又是轨道板上部荷载的缓冲层。调平垫层用以固定轨道板,缓冲层用以减弱轨道板上部荷载。
3 水泥乳化沥青砂浆搅拌车计量标定及配合比的试配
水泥乳化沥青砂浆搅拌车在使用前,要对搅拌车电子计量系统进行标定,标定合格后才能使用,并定期对搅拌车进行计量标定,以确保搅拌车计量的准确性。水泥乳化沥青砂浆配比应满足环境温度(5 ℃<t<35 ℃)条件下的施工需要。配比基本稳定后,应进行砂浆的搅拌与灌注的适应性试验,并在此基础上形成每辆砂浆车在各种条件下的砂浆配比微调数据。
4 原材料的仓储能力
施工时,砂浆原材料要确保供应,每10 km~15 km设一加料站,应至少设置满足4 d~5 d生产需要的仓储能力。同时,对乳化沥青、干料等大宗材料的仓储设施还应考虑降温及隔热保温措施。一般情况下,干粉、乳化沥青:5 ℃~30 ℃,水:≤20 ℃,以确保水泥沥青砂浆在现场有良好的拌合及灌注性能。
5 水泥乳化沥青砂浆拌合的稳定性确认
搅拌车及水泥乳化沥青砂浆配比在正式灌注前,应进行砂浆拌合的稳定性试验,要求连续拌合10块板所需砂浆,抽取第1次,5次,10次(板)拌合料进行仿真灌板试验,对灌板效果进行揭板检查,检查轨道板与砂浆粘结情况、砂浆表面状态、板底砂浆充盈度等,以确认拌合工艺及材料的稳定性及灌浆的饱满性,全部试验合格时方可正式机械灌注砂浆作业。
6 施工过程质量控制
6.1 底座板、支承层及轨道板的冲洗
轨道板在粗铺前,就应用高压水冲洗轨道板板底和底座板(支承层)表面的灰尘,清除轨道板板底、底座板(支承层)表面的污垢,轨道板精调完成后,再用高压水冲洗一次,以确保轨道板、底座板(支承层)表面的洁净度。为此,水泥乳化沥青砂浆灌注后与轨道板和底座板(支承层)有良好的粘结力。否则,水泥乳化沥青砂浆与轨道板、底座板(支承层)之间会产生离缝。离缝即是砂浆层与轨道板、底座板(支承层)之间存在一道1 mm~2 mm的缝隙。轨道板、底座板(支承层)表面的洁净程度直接关系到灌板质量的优劣,轨道板、底座板(支承层)的冲洗是一道关键工序,在实际施工中,一定要严格控制。
6.2 轨道板、底座板(支承层)表面湿润
6.2.1 湿润器具
用带有旋转平面喷头的高压喷枪进行雾状(也可以将喷头改装成侧面喷雾的手摇农用喷雾器)表面湿润,分别从三个灌浆孔伸入轨道板将其下湿润。需根据培训操作中的经验掌握各种温度环境下的喷浇时间,为了保证底座板湿润状态符合要求,应由专人操作。
6.2.2 湿润的重要性
轨道板与底座板(支承层)表面湿润也是一道极其关键和重要的工序,若湿润不够,灌注后的水泥乳化沥青砂浆中水分很快会被轨道板、底座板(支承层)吸收,水泥乳化沥青砂浆中水分损失从而导致水泥乳化沥青砂浆出现贯穿性小孔,水泥乳化沥青砂浆不密实,内部结构松散。底座板(支承层)表面湿润良好的水泥乳化沥青砂浆无贯穿性小孔,水泥乳化沥青砂浆密实。底座板(支承层)表面湿润过度,轨道板与底座板(支承层)的空腔有明水、积水。会导致水泥乳化沥青砂浆离析现象,从而影响到水泥乳化沥青砂浆灌注质量。底座板(支承层)表面湿润状态的好坏,直接关系到轨道板灌注质量。
6.2.3 湿润时间控制
在灌浆前30 min打开观察口和灌注口观察底座的湿润情况,如底座潮湿,则不需进行湿润;如底座干燥,则需再次进行湿润。润湿方法为采用高压旋转雾化喷头从观察口和灌注口对底座板进行湿润。对于曲线板,由于底座排水顺畅,可对底座进行充分湿润,在每个观察口或灌注口的润湿时间为15 s~30 s。对于直线板,每个观察口或灌注口的预湿时间为3 s~5 s。
预湿后应对灌注孔和观察孔覆盖,防止水分散失。灌注砂浆前10 min再检查一次轨道板下方的混凝土底座表面状况,查看其表面是否有积水和雾化不彻底等现象。如发现局部有积水,则可采用风力灭火机吹出或吹散积水。
6.3 砂浆材料的运输
水泥乳化沥青砂浆材料由仓储地点运输至工地砂浆搅拌车加料拌合。移动砂浆搅拌车加料一次一般加料可灌注8块~10块板,每个灌浆作业面一般配置一台移动砂浆搅拌车,砂浆移动搅拌车配置一套加料设备和加料人员,每台砂浆移动搅拌车配置一台吊车、一台沥青运输车、一台干料运输车,加料人员2人~3人。搅拌灌浆与加料(运输)同时进行。采用现场直接加料搅拌砂浆的方式。减少了移动砂浆搅拌车回站加料耽误时间,大大地提高了砂浆移动搅拌车的工作效率。
6.4 水泥乳化沥青砂浆拌合
每次灌注施工前均应进行砂浆试拌合,测量其扩展度、流动度、含气量、砂浆温度等指标,根据砂浆状态可对外加剂和消泡剂进行微调。各项指标合格后即可进行轨道板水泥乳化沥青砂浆垫层灌注施工,每次施工应按规定留取试件。灌浆施工时,每灌注4块就应进行砂浆测量其扩展度、流动度、含气量、砂浆温度等指标。
6.5 轨道板砂浆垫层灌注作业
6.5.1 量测板腔厚度
砂浆搅拌完成后放置的时间越长,砂浆的损失越大。夏季施工中要求砂浆从搅拌结束后30 min内必须完成灌注。首先,要准确预测每块板所需砂浆的数量,尽量做到每块板的砂浆不能剩余太多,又不能出现灌不满的情况;其次,加强砂浆车操作手、运输人员与机械、灌浆人员的协调统一。
由于底座板的高程控制误差,每块板的板腔厚度存在差异,砂浆灌注量也不相同,为确保板的一次性灌注,在灌板之前要对板腔厚度进行一次量测,掌握每块板的砂浆灌注量,便于砂浆生产。每块板所需砂浆的方量需在计算方量的基础上再加75 L。当砂浆量不足以保证灌满一块板时则不能进行灌浆施工,更不允许对一块板进行两次灌注。
6.5.2 对环境温度、板腔温度和砂浆温度的测量
灌板前应测量环境温度、板腔温度和砂浆温度,并做好记录。当砂浆温度超过35 ℃时,不允许进行灌注。
6.5.3 灌注水泥乳化沥青砂浆
在砂浆灌注地点,先将土工布铺在轨道板上,同时插好灌浆漏斗,防止砂浆从灌浆孔溢出,污染轨道板。将灌注软管出口对准轨道板中间灌浆孔,开启出料调节阀,进行灌浆施工。灌浆过程中,应对侧面封边砂浆的排气孔进行观测,排气孔冒出砂浆后,用泡沫材料或纶面塞住排气孔,同时观察灌浆孔内砂浆表面高度的变化情况,应确保砂浆面至少达到轨道板的底边且不能回落时,灌浆过程才可结束。在曲线超高地段灌浆时,应加高灌浆护筒,使砂浆液面略高出底边,以保证砂浆饱满。
6.6 夏季施工控制措施
乳化沥青是热力学不稳定体系,对温度极为敏感。因此,水泥乳化沥青砂浆对温度也极为敏感,在夏季高温季节极易出现流动度损失过快导致无法施工的状况。为此,技术条件明确规定砂浆的拌合物温度不能大于35 ℃。为保障夏季高温季节砂浆施工的顺利进行,需从原材料的温度控制、施工组织和外加剂调整等方面共同采取措施。在正常连续施工的情况下,当原材料特别是干料的温度达到30 ℃时,砂浆的温度就会达到35 ℃。为此,技术条件规定原材料的温度不能超过30 ℃。因此,为了保障夏季施工的顺利进行,控制原材料特别是干料和乳化沥青的温度不超过30 ℃是关键。
7 结语
CRTSⅡ型无砟轨道板水泥乳化沥青砂浆施工质量,关系到客运专线和高速铁路的耐久性、稳定性和安全性,在施工过程中要全面控制。从原材料进场仓储的温度控制到施工过程中的洁净程度、表面湿润程度、环境温度、板腔温度和砂浆温度、灌注量的控制,直接关系到CRTSⅡ型无砟轨道板水泥乳化沥青砂浆施工质量,通过京沪高速铁路CRTSⅡ型无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工,只要严格掌控水泥乳化沥青砂浆施工过程的关键工序和要点,确保水泥乳化沥青砂浆施工质量并不难做到。
摘要:简单介绍了CRTSⅡ型无砟轨道的结构形式,阐述了水泥乳化沥青砂浆的组成、作用、配合比试配、拌合的稳定性确定等,结合工程实例,详细归纳了CRTSⅡ型无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的施工及质量控制,以确保水泥乳化沥青砂浆施工质量。
关键词:无砟轨道,水泥乳化沥青砂浆,施工,质量控制
参考文献
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CRTSⅡ无砟轨道 篇8
下面就混凝土底座板施工中张拉程序进行详细论述。
1 第一施工单元张拉连接
1.1 底座板张拉/连接的前提
1) 一个施工单元 (临时端刺+常规区+临时端刺) 中所有混凝土浇筑段完成;2) 轨道基准点放样结束 (注意此时不进行测量) ;3) 张拉/连接前临时端刺区域内浇筑段落要进行长度和温度的测量并记录备用;4) 临时端刺区域内要安装临时侧向挡块;5) 末次混凝土养护2 d后, 并且其强度不小于20 MPa;6) 清洁精轧螺纹钢筋, 锚固螺母涂上油脂;清洁后浇带浮渣, 准备足够的张拉工具。
1.2 量测混凝土浇筑段的长度和温度
当底座板最后一个浇筑段混凝土的强度大于20 MPa, 以及浇筑时间大于2 d后, 测量LP1~LP5 的长度和温度并加以记录。
1.3 张拉距离计算
当混凝土的温度低于20 ℃时, 后浇带i的张拉距离Wi根据下式计算:
Wi= (T0-Ti) ×αT×Lwirk。
1.4 当20 ℃≤混凝土温度≤30 ℃时的连接方法
1) 从两边临时端刺自由端开始, 依次按J4, J3, J2, J1的顺序,
先用手拧紧锁紧螺母, 并用开口扳手对其加强, 使锁紧螺母紧贴钢板, 再采用扭矩套筒扳手紧固锚固螺母, 扭矩为450 N·m (下同) , 连接方法见图2。2) 采用同样方法用扳手拧紧K0并从K0开始拧紧常规区所有钢板连接器后浇带。3) 浇筑常规区所有后浇带 (BL1, BL2) 以及K0和J1的混凝土。4) 连接器拧紧3 d后, 浇筑其临时端刺中部紧靠J2的两个剪力齿槽处后浇带的混凝土。
1.5 混凝土温度低于20 ℃时的张拉连接方法
1) 从两边临时端刺自由端开始, 依次按J4, J3, J2, J1的顺序, 先用手拧紧锚固螺母, 此时锁紧螺母保持松开状态 (两侧临时端刺对称连接) 。
2) 从常规区中间向临时端刺方向, 用扳手拧紧与临时端刺交界处K0后边10孔梁之内的钢板连接器。此时“拧紧”采用套筒扳手紧固锚固螺母, 根据上述公式计算所得的张拉长度进行张拉, 将拉力传递到相邻混凝土中, 然后用扭矩扳手拧紧锁紧螺母, 其扭矩力为450 N·m, 使其紧贴钢板。螺母拧紧顺序见图3。
3) 同样的方法用扳手张拉K0。
4) 同样的方法用扳手张拉J1, J2, J3 (J3稍微张拉, 约为J2张拉距离的1/3) , 然后张拉常规区其他剩余的后浇带连接器。
5) 末次张拉结束后浇筑常规区所有后浇带 (BL1及BL2) 以及K0和J1的混凝土, 不同温度情况下浇筑时间间隔如表1所示。
6) 临时端刺连接器拧紧3 d~5 d后, 浇筑其临时端刺中部紧靠J2的两个剪力齿槽处后浇带。
2 与下一 (第二) 施工单元的张拉连接
2.1 量测混凝土浇筑段的长度和温度
第二施工单元底座板混凝土浇筑完成后, 量测混凝土浇筑段的温度和长度, 并再次测量既有临时端刺区的LP2~LP5的长度和温度, 并加以记录 (当和下一个施工单元连接时, LP2的长度L1.1, LP2减少为L1.2, 所以在第一次测量时也应量取L1.2 (L1.2的长度即为J2到其前面的一个剪力齿槽处的距离) , 见图4。
2.2 张拉距离计算
与下一施工单元连接时, 既有临时端刺区后浇带i的张拉距离Wi根据下列公式求出:
ULP, i= (L2, i-L1, i) - (T2, i-T1, i) ×αT×L1, i;
Wi= (T0-Ti) ×αT×Lwirk, i-Un, i。
第二施工单元的新临时端刺、新常规区张拉距离的计算详见上述第一施工单元的计算方法, 新常规区标准梁的张拉距离也可从相应表中直接查得。
2.3 混凝土温度20 ℃~30 ℃时的连接方法
1) 从新临时端刺自由端开始, 依次按J4, J3, J2, J1的顺序, 先用手拧紧锁紧螺母, 并用开口扳手对其加强, 使锁紧螺母紧贴钢板, 再采用扭矩套筒扳手紧固锚固螺母, 扭矩为450 N·m (下同) 。
2) 同样方法用扳手拧紧K0 (K1) 并从K0 (K1) 开始对称拧紧常规区所有的钢板连接器后浇带。
3) 浇筑常规区所有后浇带以及浇筑既有临时端刺J2, J3, J4及K1的混凝土和新临时端刺K0和J1的混凝土。
4) 连接器拧紧3 d~5 d后, 浇筑新临时端刺中部紧靠J2的两个固定连接处后浇带的混凝土。
5) 连接器拧紧3 d后, 浇筑既有临时端刺所有的剪力齿槽后浇带 (BL2) 。
2.4 混凝土温度低于20 ℃时的张拉连接方法
1) 从新建临时端刺自由端开始, 依次按J4, J3, J2, J1的顺序, 先用手拧紧锚固螺母, 此时锁紧螺母保持松开状态 (两侧临时端刺对称连接) , 既有临时端刺中的J2, J3, J4, K1的锁紧螺母也要保持松开状态。
2) 从常规区中间向临时端刺方向, 用扳手拧紧与临时端刺交界处K0后边320 m内的后浇带连接器 (既有临时端刺为K1后边320 m内的后浇带连接器) 。此时“拧紧”采用套筒扳手紧固锚固螺母, 根据上述公式计算所得的张拉长度进行张拉, 将拉力传递到相邻混凝土中 (张拉温度不同, 张拉次数有所不同) , 然后用扭矩扳手拧紧锁紧螺母, 其扭矩力为450 N·m, 使其紧贴钢板。
3) 同上用扳手张拉K0 (K1) 。
4) 同上用扳手张拉新建临时端刺中的J1, J2, J3 (J3稍微张拉, 约为J2张拉距离的1/3) , 既有临时端刺中的J2, J3, J4, 根据上述公式计算所得的张拉长度进行张拉, 将拉力传递到相邻混凝土中, 然后张拉常规区其他剩余的后浇带连接器。
5) 浇筑常规区所有后浇带 (BL1) 以及K0和J1的混凝土, 浇筑既有临时端刺J2, J3, J4及K1的混凝土。
6) 临时端刺连接器拧紧3 d~5 d后, 浇筑其临时端刺中部紧靠J2的两个固定连接处后浇带 (两个BL2) 。
7) 张拉时底座板温度不同时, 浇筑常规区BL2的时间有所不同, 与表1要求相同。
8) 与下一施工段连接10 d后, 浇筑既有临时端刺中的剩余后浇带BL2的混凝土。
工程实践证明, 底座板施工中张拉环节对工程后期运营期间起到非常重要的作用, 张拉质量的好坏直接影响工程的使用期限, 所以在底座板张拉施工时应加强质量控制, 确保底座板张拉质量符合设计要求。
摘要:结合工作经验, 详细介绍了桥上CRTSⅡ无砟轨道混凝土底座板施工中的张拉过程, 工程实践证明:底座板施工中张拉环节非常重要, 应加强质量控制, 以确保底座板张拉质量符合设计要求。
关键词:CRTSⅡ无砟轨道,底座板,张拉,连接方法
参考文献
CRTSⅡ无砟轨道 篇9
在预制施工过程中模具应该满足以下基本要求。
(1) 保证工程结构和构件各部分形状、尺寸和相互位置正确。
(2) 具有足够的强度、刚度和稳定性, 能可靠地承受新浇注混凝土的自重和侧压力, 以及施工过程中所产生的其它荷载。
(3) 构造简单, 装拆方便, 便于钢筋的绑砟与安装、混凝土的浇注与养护。
(4) 模板接缝严密, 不漏浆。
1 成型模具的基本组成
如图1所示, CRTSⅡ型轨道板成型模具由以下部分组成:
(1) 底模。底模模具材料为厚度10mm的Q235钢板, 在底板上侧安装有轨道板预裂纹成型用的9根钢板条和制成浇灌孔用的3个锥体, 每套底模设有20个压制而成的承轨台模具。
(2) 端模。端模为形状稳定的刚性结构, 分别固定在底模两端并保证之间无漏泄。其上安装有4个梯形挡板, 每个梯形挡板有2或3个插销水平与端模钢结构锁紧, 并用扁钢将梯形挡板楔住控制其竖向移动。在每个端模内侧分别焊有用于在工地进行轨道板粗略定位的2个半锥体。
(3) 纵模具。每套模具配有2件纵模具, 高200mm, 分成两部分制成, 能从上方插入预应力钢筋。纵模具的下部用折弯边的钢板制成并与底模具焊接在一起。其上部可以取下, 同时连接相邻模具的下部纵模具。
(4) 支架。支架由2根纵梁、11根横梁 (含端梁) 及8个支腿组成。
(5) 振捣设备。轨道板是采用在模具底模下面设置8个附着式变频振动电机使混凝土振动而成型的。振动电机激振力大小、振动频率高低、在模具各处位置设置的不同, 对混凝土成型的密实程度、气泡多少、振实效率高低及最终混凝土产品质量具有重要影响。
2 模具的有限元分析
2.1 有限元模型的建立简化
建立轨道板模具的有限元模型时, 需保证模具与实际结构尽可能一致, 但在能够反映模型力学特性的原则下, 对其实际结构作以下必要的假设与简化。
(1) 假定模具中所有焊缝为连续全透焊, 且不考虑焊缝处材料特性的变化, 认为焊接处的材料特性与相邻结构的材料性能相同。
(2) 因为锥体、半锥体、梯形挡板、钢板条等部分对于模具载荷分析影响甚微, 建模时略去。
(3) 忽略承轨台模具上的螺栓孔、承轨台模具与护面板的联结等对分析结果影响不大的微小结构。
长线台座法生产线模具的模型均采用壳单元SHELL63, 支架的纵横梁及支腿采用空间梁单元BEAM189。模具模型各部分网格的划分网格间距为50。模具支腿固定在混凝土地板上, 载荷施加前对支腿下支点进行相应约束。
2.2 载荷加载
(1) 载荷类别和组合。
分析CRTSⅡ型无砟轨道板制造工艺可知, 对于模具强度研究的最不利载荷工况为全部混凝土浇注完毕, 振捣设备仍在振捣, 此载荷组合下模具会出现最大应力和最大变形。
当混凝土浇注完毕后, 混凝土尚未初凝, 此时振捣设备已停止振捣, 此种载荷工况下的变形可看做模具的最终变形。
CRTSⅡ型无砟轨道板生产线模具所受载荷类别和载荷工况, 见表1所示。
(2) 载荷加载方式。
对于模具所受载荷的处理, 是将作用在模具上的载荷简化为等效载荷加到相应部位上。在有限元模型中, 载荷按如下方式处理:
(1) 模具的自重:在前处理程序中输入材料的密度, 在求解程序中输入重力加速度, 程序便根据所输入的单元截面形状、实常数等信息, 自动将其处理为分布载荷加载到结构上。
(2) 混凝土与振捣器等重量:混凝土的重量按面载荷均匀施加到底模具上, 将附着式振动器的激振力施加在底座大小尺寸范围内的节点上。
2.3 有限元分析
(1) 强度分析。载荷工况Ⅰ的底模具、横梁、支腿的等效应力, 各处的最大等效应力分别为32.5MPa、21.8MPa、32MPa, 考虑到安全系数进一步分析可知:模具面板、横梁、支腿的结构满足轨道板制造的强度要求。
(2) 刚度分析。载荷工况Ⅰ的模具最大变形为0.76mm。载荷工况Ⅱ的模具面板的最大变形为0.4mm。轨道板成品板的变形要求允许偏差为±5mm, 因此模具的变形至少应控制在轨道板成品板变形值的1/2范围内, 故模具的变形范围为2mm。经过分析计算该模具的相对变形为0.36mm。
3 成型模具反变形控制
CRTSⅡ型无砟轨道板的变形对轨道板承轨台的磨削有重要的影响。从模具和轨道板存放的角度进行分析, 发现在混凝土浇注以后, 模具发生微小的形变, 产生向下的挠度, 使轨道板形成拱度, 并且轨道板在存放期间由于混凝土的缓慢许变也会产生拱度, 因此采用通过对模具预设反变形来控制轨道板拱高, 可减小轨道板的打磨量, 并且可以延长数控磨床价格昂贵的磨轮使用寿命。
(1) 毛坯板拱高对打磨量的影响。成品板打磨是将毛坯板承轨台磨削加工, 打磨量是一个非常重要的指标, 它直接关系到磨床的打磨效率。所谓打磨量是指毛坯板在Z轴方向的平均打磨量。影响打磨量的主要因素有2个:毛坯板的拱度和承轨槽的直线度;其中毛坯板的拱度对打磨量影响发生在磨削的误差敏感方向上, 影响较大。例如:名义预留打磨量是1.5mm, 毛坯板拱度为0.3mm, 那么实际打磨量为1.5+0.3=1.8 m m。
(2) 拱高的调整及计算方法。模具的微小形变而产生的拱度是抛物线型。预设模具的反变形, 就可以减小打磨量。通过试验与计算, 通常预设拱度为0.5mm~0.6mm。模具的拱度可以通过垫高支腿实现。
下面按预设拱度值是0.6mm, 举例来说明模具中间四个支腿的调整量的计算。如图2, x轴表示模具纵向单列支腿的点位, y轴表示支腿的调整量。
由轨道板的挠度变形分析其符合抛物线型规律, 所以模具中间四支腿调整量按抛物线方程求解
由已知在模具中间即当x=0时, 模具的反拱值y=0.6mm。
所以可求出方程系数a=0.067, b=0, c=0.6。模具单列支腿中间两点既x轴上表示的-1、1两点。可求其y值是0.533mm, 即模具的中间四支腿调整量为0.533mm。因此整个模具的中间四个支腿的调整量均为0.533mm。同样, 可求出其他支腿的调整量。
(3) 试验结果。经对比试验:模具在预设反拱之前打磨了94块成品板, 其中打磨量在1 m m~2 m m有5 1块, 占5 4.3%, 2 m m~3 m m有2 6块, 占2 7.7%, 3 m m~4 m m块, 占19%。预设反拱0.6mm后打磨了102块成品板, 其中打磨量在1 m m~2 m m有7 4块, 占7 2.5%, 2 m m~3 m m有1 9块, 占1 8.6%, 3 m m~4 m m块, 占8.8%。
从以上数据分析, 模具预设反拱后, 打磨量在1mm~2mm的板占百分比由以前的54.3%明显增大到72.5%, 打磨量在2mm~3mm的板占的百分比由以前的27.7%减小到18.6%, 打磨量在3mm~4mm的板占的百分比由以前的18%减小到8.8%。即打磨量得到减小, 效果明显。
4 结语
(1) 在轨道板模具最不利工况下, 模具面板、横梁、支腿的最大等效应力分别为32.5MPa、21.8MPa、32MPa, 满足轨道板制造的强度要求;而载荷工况Ⅰ的模具最大变形为0.76mm, 载荷工况Ⅱ的模具面板的最大变形为0.4mm, 同样满足刚度要求。
(2) 通过对模具预设拱高来减小轨道板打磨量的方法, 不仅能提高轨道板磨削效率, 而且还具有较高的经济效益。
参考文献
[1]刘春杰, 孙玉霞.CRTSⅠ型无砟轨道板模具设计及应用[J].施工技术, 2011 (4) .
CRTSⅡ无砟轨道 篇10
1施工准备
在进行灌浆施工之前, 轨道板或道岔板铺设需通过验收。吊车支垫位置承载力需满足要求。纵向封闭砂浆工作性能、硬化时间满足施工进度要求。横向封边砂浆配合比以及CA砂浆配合比符合要求。水泥乳化沥青砂浆已完成工艺性试验并通过评估。制定施工方案, 特别应制定明确的水泥沥青砂浆养护方案。
2轨道板边缝密封
2.1 纵缝封边
精调完成后, 采用水泥砂浆对轨道板进行封边。在封边前, 为保证砂浆能更好的与底座板粘结, 应对和封闭砂浆接触部位, 进行清理和湿润。足够湿润的标志是表面无光泽的湿润, 不能留有小水坑, 封边砂浆不得侵入轨道板内, 封边砂浆渗透到轨道板下不超过2 cm。在精调爪周围应放置U形泡沫材料的模件, 以防止在垫层灌浆时砂浆溢出和污染精调爪 (见图1) 。为使灌浆均匀和饱满, 必须在密封砂浆中有相应的排气孔。排气孔布置在边角附近和轨道板中间共设置6个, 紧靠轨道板的下面。
2.2 横缝密封
横向封边砂浆性能满足防冻、耐腐蚀的要求。施工横向封边砂浆时, 灌浆时CP4点不要被垫层砂浆掩盖, 横向接缝的密封封边砂浆应超出轨道板底边约1 cm~2 cm。封边砂浆浇筑后要压实并均匀抹平。在横向封边中间需设置4个排气孔, 每侧轨道板2个, 排气孔设置要求对称布置, 设置在约1/3和2/3处 (见图2) 。
3轨道板压紧固定
为了避免在灌浆时轨道板浮起, 在封边砂浆硬化后需对轨道板进行压紧固定。所有轨道板均要在横向接缝处借助于定位锥钢筋压紧固定, 以及轨道板中部双侧借助于钻孔植入锚杆进行压紧固定。沥青砂浆充分硬化后可以拆除压紧装置。
4水泥乳化沥青砂浆配制
4.1 水泥乳化沥青砂浆配合比
为能够完全将底座板和轨道板之间的空隙填满, 生产垫层砂浆应满足一定的流动性。新拌砂浆的流动度主要取决于砂浆中液体 (乳化沥青和水) 的用量。当乳化沥青用量一定时, 流动度主要与用水量有关。因此, 可以通过调节用水量来调整砂浆的流动度。但砂浆的用水量是有一定限制的, 用水量太大, 会降低砂浆及其垫层的耐久性和强度。通过选取合适的用水量和减水剂品种与用量, 获得灌注施工所需的流动度。配合比设计时应考虑施工环境温度条件变化对砂浆拌合性能的影响;配合比应确定合适的材料可调整用量的范围。配合比选定步骤:原材料选择、检验确定;砂浆试拌;砂浆性能检测;最终配合比确定;当乳化沥青、干料的生产原材料、生产配合比等发生改变时, 应重新选定配合比。对每一次原料的改变、搅拌机的改变或调整、或者搅拌步骤的改变, 砂浆配比需要调整。
4.2 水泥乳化沥青砂浆原材料存放要求
4.2.1 干料
干料主要有水泥, 砂, 铝粉, 及膨胀剂、增稠剂、保水剂等。硅酸盐水泥需符合GB 175。河砂或机制砂、不可用海砂。铝粉需符合GB/T 2085.1, 膨胀剂应符合JC 476。减水剂应符合GB 8076或JG/T 223的规定, 消泡剂宜采用有机硅类消泡剂产品。水应符合JGJ 63的规定。
干料保存时必须保持干燥状态。运输时最高温度为30 ℃。干料应该做好防湿工作。干料存放使用温度保持在5 ℃~30 ℃ 之间, 需做好防冻措施。干料不允许处于太阳直射或者高温之下。在运输和灌装过程中要采取相应的防水、防潮措施, 防止材料的分解。干料的储存时间不宜大于1.5个月。
4.2.2 液体配料
液体配料运输时最高温度为30 ℃。液体配料临时存放的允许温度在5 ℃~30 ℃ 之间, 在任何情况下必须防冻, 还要注意防潮和防雨淋。乳化沥青的储存时间不宜大于3个月。
4.3 砂浆拌制
在正式拌制水泥乳化沥青砂浆前, 按确定的配合比拌制一定量的水泥乳化沥青砂浆进行搅拌装置、成品料斗装置和输送管道的润机。每次搅拌时应根据垫层砂浆厚度计算一次搅拌量, 首盘搅拌时严格按施工配合比要求对原材料进行准确计量, 按工艺确定的投料顺序、搅拌速度、搅拌工艺进行首盘水泥乳化沥青砂浆的拌制。拌制完毕后取样进行砂浆温度、扩展度、流动度、含气量、单位容积容量等项目的检验, 在满足各项拌合指标要求后可继续生产。当出现不符合项目时, 应分析原因, 在确定的施工配合比参数范围内进行调整, 使其各项指标符合要求。炎热季节或低温下进行水泥乳化沥青砂浆拌制时, 应采取相应的措施控制材料温度, 以保证砂浆拌合物温度。
5水泥乳化沥青砂浆灌注
5.1 底座板表面和轨道板底面预先湿润
灌浆时底座板表面和轨道板底面必须是润湿的。为此在灌注垫层砂浆之前先将两者预先湿润。足够湿润的标志是表面潮湿但不存在明水。预湿后应对灌注孔和观察孔覆盖, 防止水分失散。底座预湿不够, 砂浆在灌注过程中水分易被底座吸收, 砂浆变稠, 影响砂浆的流动性, 同时底座吸水后其孔中的空气会被置换出来, 易在砂浆中形成贯穿的气孔[3]。
5.2 灌浆前检查轨道板的接缝处
为了保证在灌浆前在已调整好的轨道板接缝处不产生过渡张力, 用专用量尺测量。超出限差时要重新精调轨道板。
5.3 灌浆前轨道板控制测量
垫层砂浆灌注施工前应对精调完成的轨道板进行复测。测量使用全站仪及测量标架进行, 检查通过后方可进行砂浆灌注施工。超出限差时要重新精调轨道板。
5.4 灌浆前检查封边及压紧装置
灌浆前应检查封边可能出现的裂缝、错位等。此外还要检查封边上的通气孔的畅通性。对压紧装置设备的完整性与密实性进行检查。通过灌浆孔, 确定灌浆槽中是否有脏物、积水等情况。排除发现问题后才可以进行灌浆施工。
5.5 水泥乳化沥青砂浆灌注
灌注应一次完成。灌注时, 应持续对砂浆进行低速搅拌。 灌注时, 灌浆孔插上PVC管, 砂浆通过软管从PVC管注入, PVC管四周应铺设塑料薄膜或其他材料, 防止板面污染。如有污染, 应及时用清水沾布进行处理, 但不得使水流入板底。灌浆管前端应设有流量控制阀, 控制砂浆灌注速度。PVC管高度应能保证灌注后, 管中砂浆高于轨道板板底一定距离。灌注时, 砂浆自由倾落高度应符合要求, 以避免砂浆的分层离析。灌注时, 灌注速度宜先慢后快, 待观察孔中有砂浆经过时, 逐步降低灌注速度, 以使排气完全空, 板底砂浆饱满。灌浆过程中, 通过观察孔和排气孔进行观察, 排气孔冒出砂浆后, 用海绵或土工布塞住气孔, 同时观察灌浆孔和观察孔内砂浆表面高度的变化情况, 灌浆孔内垫层砂浆表面高度至少要达到轨道板的底边, 不能回落到底边以下, 灌浆过程即告结束[4]。当气温高于40 ℃或低于5 ℃时, 不允许进行砂浆灌注施工。当天最低气温低于-5 ℃时, 全天不许进行砂浆灌注。待排气孔封堵完成、PVC管砂浆高出板底最高处砂浆一定高度后可停止灌注, 具体情况根据确定的施工工艺、砂浆性能及轨道板的上浮情况进行确定。雨天不得进行砂浆施工, 并应对灌注后未硬化的砂浆进行覆盖, 防止雨水进入轨道板底。当砂浆流动性失去时, 取掉PVC管, 将注入孔中多余的砂浆掏出。
5.6 安装S形钢筋
砂浆处于初凝状态时, 及时掏出灌浆孔中多余的砂浆, 以砂浆表面与轨道板顶面距离为15 cm 左右为宜;同时为确保后续封孔混凝土与沥青水泥砂浆的良好连接, 在砂浆轻度凝固时, 在每个灌浆孔中插入一根S 形钢筋。安装时注意保护层厚度的要求。
5.7 砂浆温度和环境温度
水泥沥青砂浆配制、施工时的温度范围宜为10 ℃~25 ℃, 限界温度范围为5 ℃~30 ℃。应控制条件在界限温度范围内施工。
5.8 砂浆养护
应控制砂浆温度在灌注后的24 h内不得低于+2 ℃。如果预测到灌注后的24 h内的空气最低温度高于-3 ℃时, 则不需要采取任何附加措施。若预测到灌注后的一天时间内的空气最低温度高于-5 ℃, 则轨道板在垫层灌浆后必须用保温薄膜覆盖。若预测到在灌注后的一天时间内空气的最低温度低于-5 ℃ 时, 禁止垫层砂浆灌注施工。当水泥沥青砂浆膨胀完成后, 可拆除紧压装置。当水泥沥青砂浆抗压强度达到1.0 MPa后, 可拆除精调爪。水泥沥青砂浆抗压强度达到3.0 MPa以上后方可在轨道板上承重。
6结语
水泥乳化沥青砂浆施工难度大, 要求高。因砂浆封边具有时间要求和施工及清理复杂等因素, 我国在灌浆施工前的封边方式还可以向更经济型和可循环利用型发展。随着我国CRTSⅡ型板式无砟轨道的建设和发展, 水泥乳化沥青砂浆施工技术会更加成熟和完善。
摘要:主要阐述了CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的施工技术, 介绍了灌注前准备工作, 其中包括原材料的储存与管理、轨道板精调完成后的压紧、封边施工和排气孔设置、底座板预湿等, 以及水泥乳化沥青砂浆的配制、灌注及养护工艺, 以进一步完善水泥乳化沥青砂浆施工工艺。
关键词:板式无砟轨道,水泥乳化沥青砂浆,施工技术
参考文献
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