桥梁板式无碴轨道施工技术.doc
《桥梁板式无碴轨道施工技术.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《桥梁板式无碴轨道施工技术.doc(18页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流桥梁板式无碴轨道施工技术.精品文档.桥梁板式无碴轨道施工技术提要:本文介绍了用于秦沈客运专线桥梁上的一种新型轨道结构 板式无碴轨道施工技术,主要包括轨道板的制造、CA 砂浆的研究及配制,混凝土底座及凸形挡台施工、轨道板铺设、CA 砂浆灌注、充填式垫板的施工等一系列关键技术,对城市高架轻轨、高速铁路桥梁等工程推广此项新技术具有重要参考价值和实用价值。关键词:客运专线;桥梁;板式无碴轨道中图分类号:U215 文献标识码:A1 前言 随着我国铁路运营速度的不断提高,有碴轨道在列车荷载反复作用下轨道残余变形积累很快,从而导致轨道高低不平顺,影响旅客乘
2、坐的舒适性,增大轨道养护维修工作量。板式无碴轨道是用双向预应力轨道板及CA 砂浆替换传统有碴轨道的轨枕和道碴的一种新型轨道型式。由于板式无碴轨道具有结构简单、具有足够的强度和稳定性及设有提高轨道弹性的水泥沥青砂浆垫层而优于其它无碴轨道结构,被很多专家认为是一种应该在高速铁路广泛采用的结构形式。与有碴轨道相比,板式轨道具有更好的整体性、稳定性和耐久性,虽然技术较复杂,一次性投资要略大于有碴轨道,但其使用寿命周期长,通常使用周期为30年,轨道板在使用周期内基本上免维修,运营过程中维修工作量可减少70以上,能够有效缓解高速铁路运营与维修的矛盾,且高速行车时的安全性和舒适性亦优越于普通轨道。 秦沈客运
3、专线是我国第一条设计时速大于200 km/h的高速铁路,其中双何特大桥全长703.33 m,梁体为单线箱梁,上下线并行。桥梁位于两个曲线及其间的夹直线上,纵坡为9.9 和一1.5 。为提高旅客乘坐的安全性、舒适性,减小桥梁振害及减少运营期间的维修工作量,满足高速铁路运营的要求,梁上采用的板式无碴轨道,为京沪高速铁路的施工做了一定的技术准备。2 结构设计及特点 板式无碴轨道是由预制的轨道板、混凝土底座,以及介于两者之间的CA 砂浆填充层组成,在两块轨道板之间设凸形挡台以承受纵、横向水平力。 秦沈客运专线双河特大桥板式无碴轨道特点是:结构高度699mm,3.2 t/延m。具有结构高度低、自重轻、现
4、场混凝土施工量少、可修复行强、施工需专用设备等特点。3 施工工艺要点3.1 轨道板制造 轨道板是板式无碴轨道的重要组成部分之一,列车荷载和振动等产生的巨大能量先由其传给桥梁。轨道板的平整度、预埋件位置直接影响铺轨质量及桥梁振动,因此,轨道板制造精度要求非常高,而且必须具有很高的平整度和抗裂性。轨道板设计为双向预应力混凝土构件。 轨道板C60混凝土,要求弹性模量为35GPa,分A、B、C、D、E五种型式,其中A型外形尺寸为49302400X190 mm ,B、C 型为4765X 2400X190 mm ,D、E型为3765X2400X190 mm。 轨道板的平整度及预埋件、预留管道位置的精度主要
5、通过模型的精度来控制。钢模型底模平整度保证在0.5 mm 范围内,各预埋件在底模上的预留安装偏差不得大于0.5 mm,采用螺栓固定安装预埋件。钢模板允许偏差:长度、宽度为士1.5 mm,高度为+0一1.5 mm,预埋件及平整度为0.5 mm。 钢筋加工及绑扎在专用模具上完成,预应力孔道采用18mm 的钢管成孔,混凝土浇注过程中以底振为主,面振为辅,采用蒸汽养护,静停3h后升温,升温、降温速度不超过每h15 C,恒温控制在4O50 C。最高温度不大于55 ,恒温的持续时间在6 h以内。张拉时先对称先张拉横向孔道,后张拉纵向孔道,纵向双层孔道每排同时对称张拉。采用张拉力控制,伸长值量作为校核,并严
6、格控制夹片回缩量。3.2 底座混凝土基础 底座混凝土基础是板式无碴轨道基础的找平层及桥上曲线段超高设置的调整层,施工的关键是施工控制测量及凸形挡台的准确定位。 凸形挡台模型的安装,曲线段遵循调平、对中、再调平的原则,反复调整直至满足要求为止。3.3 轨道板铺设 不同型号的轨道板按设计位置要求放置,曲线梁段每块轨道板必须按相应的偏转角放置,并在凸形挡台上标出线路中心线。 轨道板利用专用机具设备精确调整对位,前后和左右方向由调整器旋转丝杠进行调整,上下由松紧倒链或调整螺栓进行调整。其允许偏差:与线路中心线的偏差2mm,支撑点处板顶高程偏差1 mm,前后位置偏差3mm。3.4 CA 砂浆研制与施工3
7、.4.1 CA砂浆特性 CA 砂浆由水泥、乳化沥青、细骨料(砂)、混合料、水、铝粉、各种外加剂等多种原材料组成,其基本配方为:水泥225 kg,膨胀混合物45 kg,乳化沥青480kg,砂600 kg,铝粉0.04 kg,消泡剂0.15 kg,引气剂2.5 kg,水105 kg。CA 砂浆作为板式轨道混凝土底座与轨道板问的弹性调整层,是一种具有混凝土的刚性和沥青的弹性的半刚性体。 CA 砂浆调整层是板式无碴轨道结构的关键组成部分,其性能的好坏直接影响板式轨道应用的耐久性和维修工作量。为此,秦沈客运专线桥上无碴轨道课题组对板式轨道CA 砂浆开展了为期3年的科研攻关工作,在科研、设计与施工部门的大
8、力配合下,课题研究取得了可喜的成果,其各项性能指标均达到或接近国外同类产品的质量水平,为板式无碴轨道结构在我国快速客运专线的首次铺设创造了条件。 在秦沈客运专线桥上桥式轨道CA 砂浆的研究与试验过程中,为少走弯路,加快研究进程,在借鉴日本新干线板式轨道CA 砂浆研究资料的基础上,结合我国前期的研究成果,针对性地提出了板式轨道CA 砂浆的性能指标及相应的试验方法。其主要性能指标要求如下表。 从CA 砂浆的材料组成及性能指标要求可以看出,其技术的开发难度较大。材料既要满足强度和弹性要求。又必须具有必要的施工性能,同时考虑到CA 砂浆在寒冷地区使用工况,还应具备抗冻融性能,以保证其长期使用的耐久性。
9、3.4.2 主要技术性能指标与试验方法3.4.2.1 抗压强度 (1)由轮重决定的抗压强度 板式轨道CA砂浆填充于轨道板板底及凸形挡台四周,因此其抗压强度的确定取决于设计轮重以及作用于凸形挡台上纵向力的大小。设计轮重作用下轨道板下CA 砂浆所需要的抗压强度为0.1 MPa。 (2)由作用于凸形挡台上纵向力决定的抗压强度凸型挡台与轨道板间的CA砂浆填充层所承受的最大合力F为: 板式轨道CA 砂浆的抗压强度主要由凸形挡台周围的CA砂浆层的受力条件所决定。秦沈客运专线板式轨道CA砂浆设计时还应考虑其抗冻性能,相应的强度指标也要提高。但强度指标太高,弹性模量相应增大,势必影响适度弹性的设计初衷,为此,
10、借鉴日本板式轨道CA 砂浆的强度指标,设计要求CA 砂浆28 d的抗压强度指标应在1.82.5 MPa范围内。 为提高CA 砂浆抗初期冻害性,提高施工工效,设计中,相应地对不同龄期的强度提出要求。 (3)试验方法 CA砂浆抗压强度试验采用“单轴压缩法”进行。试件为70.770.770.7 mm 的立方体,利用压力试验机以每min试件变形0.5 mm加载速率匀速加载,当压力不再上升时停止加载,其压力最大值即为该试件在各龄期时的抗压强度。3.4.2.2 弹性模量 在CA 砂浆的强度指标范围内,在配制各种砂浆配方的试验中,进行了大量试验,确定砂浆28d的弹性模量范围在200600 MPa之间。 CA
11、 砂浆弹性模量试验方法与抗压强度基本相同,试件为70.770.7220 mm 的棱柱体,利用压力试验机以试件变形0.5 mm/min加载速率匀速加载,加载最大值为抗压强度的1/3。由于CA 砂浆具有一定的塑性,弹性模量试验曲线实际上为一螺旋线,试验中取第四次加载曲线起始点的割线斜率为该试件的弹性模量。3.4.2.3 流动度与可工作时间 CA 砂浆流动度与可工作时间是保证板式轨道CA 砂浆现场灌注施工质量的重要指标。为确定CA砂浆流动度指标,试验采用容积为640ml的特制漏斗进行测定,将拌和好的砂浆注入漏斗、自打开出口开始,至砂浆全部流出所经历的时问,即为流动度。适宜的流动度对于砂浆的性能与灌注
12、质量非常重要,流动度过小,砂浆材料会出现离析,影响其强度和耐久性;流动度过大,砂浆粘稠,就难以将轨道板与基础间的空隙填充密实,影响其强度和耐久性,直接影响灌注质量。结合大量试验,确定流动度指标在1626s范围内。 影响CA 砂浆流动度的因素很多,在拌和方式,投料顺序一定的条件下,流动度随温度、外加剂、主要原材料的配合比、水灰比的变化而不同。 CA砂浆的可工作时问是指CA 砂浆处于规定的流动度范围内所经历的时问,考虑到现场从砂浆拌和站配制好、运输过程、灌注作业所需要的时间,规定CA 砂浆的可工作时间不少于30min。 CA砂浆流动度的试验采用“漏斗法”进行。将配制好的砂浆注入漏斗内,打开出口阀门
13、,同时开始计时,砂浆从漏斗全部流出所经历的时间,即为砂浆的流动度t(以s计)。 可工作时间的试验方法与流动度相同,但同一试样每隔5 min做一次,并绘出流动度曲线,即流动度与累计时间的对应关系。砂浆在流动度设计范围内所经历的时间即为砂浆的可工作时间T(以min计)。3.4.2.4 膨胀率 CA 砂浆灌注后固化,一般会产生23 mm 的收缩,因此直接影响板底砂浆的填充效果,为此设计中必须考虑在原材料中添加适量的膨胀剂(如铝粉等)使砂浆产生膨胀。设计中要求CA 砂浆膨胀率应控制在13 之内。 CA砂浆膨胀率采用量筒、游标卡尺进行测定。将配制好的CA 砂浆注入量筒内,其上加上一块玻璃板,用游标卡尺测
14、量玻璃板至砂浆表面的高度。3.4.2.5 材料分离度 保证CA砂浆固化体的匀质性,采用材料分离度作为匀质性评价的指标,借鉴日本板式轨道CA 砂浆与我国前期试验的结果,确定CA 砂浆的材料分离度在3以下。材料分离度试验采用“等分法”进行测定。3.4.2.6 空气含量 在CA砂浆的配制过程中导入适量的微小气泡,可提高抗冻性,这种气泡可缓和CA 砂浆层内的自由水等受冻害膨胀时产生的冻晶压力,根据日本铁路的研究结果,空气含量达8以上时,抗冻害性有显著的提高,但若超过16,砂浆层的密实度降低,影响其抗压强度。为此,设计中将空气量控制在812 范围内。 在CA 砂浆内导入空气后,相应地要采取添加适量的消泡
15、剂以及采用特殊的拌和方法等措施,以提高CA砂浆的质量。 空气量的试验主要是实测砂浆试件的单位容积的重量。为得出空气量的大小,在砂浆配制前,称量砂浆所用原材料的重量,了解原材料的比重,从而计算出砂浆理论单位容积重量。3.4.2.7 耐久性(抗冻性能) 普通的CA 砂浆容易遭受冻害,表层会发生结构松疏和局部掉落的情况,必须研制并开发出抗冻性CA 砂浆。 (1)冻害分析 CA 砂浆受冻害劣化的情况,主要分固结体的冻害和未固结或未达龄期前的初期冻害两种。普通CA砂浆拌合后,部分水开始与水泥发生水化反应,成为水泥浆,在凝固并达到一定强度以前,水化反应一直进行。在水泥的水化、凝结作用下CA砂浆将产生一定收
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 桥梁 板式 轨道 施工 技术
限制150内