高速铁路岔区板式无砟轨道混凝土道岔板施工技术研究.doc

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1、高速铁路岔区板式无砟轨道混凝土道岔板施工技术研究桥隧分公司 王强摘要：京沪高速铁路滁州南站高速18#道岔板共计8组，由滁州轨道板场负责道岔板施工工程现场机构组建、人员组织及施工组织，道岔板施工技术为中铁三局在京沪高速铁路的研究课题，滁州轨道板场此前无道岔板施工经历。为顺利展开道岔板施工，滁州轨道板场从施工工艺、设备配备、人员组织等多个方面进行了施工技术研究。主题词：道岔板 施工 技术 研究1 工程概况中铁三局京沪高速铁路滁州轨道板场负责滁州南站岔区板式无砟轨道18#道岔板的施工任务，共需施工8组高速18#道岔板，其中左开单渡、右开单渡、左开单开、右开单开各2组，共计道岔板152块，板型多样，尺

2、寸不一，施工较为复杂。按照道岔板结构设计，路基上岔区板式无砟轨道结构主要由道岔部件、预制道岔板、底座及找平层等局部组成，道岔板与底座间设置剪力筋。岔区板式无砟轨道结构横断面2 工艺流程滁州南站岔区板式无砟轨道全部位于路基上，结合路基上道岔板结构，确定道岔板施工施工工艺流程图如下：道岔板施工工艺流程图 找平层施工找平层在路基填筑完成且验收合格后开始施工。找平层厚度为123mm，横向宽度较相应的底座宽400mm两侧各200mm，宽出局部向轨道外侧设置2%的横向排水坡，变坡点较底座板内移50mm，找平层混凝土强度等级为C25，不配筋。针对找平层特点，采用模筑法进行施工。底座板宽度比相应的道岔板宽40

3、0mm左右各200mm，找平层宽度又比底座板宽400mm。首先按照道岔板在线路上的铺设位置计算出找平层各角点及转折点坐标，然后采用全站仪对角点进行点位放样，依据放样点位支立模板。施工前对路基外表进行清洁，去除杂物后洒水湿润，并至少保湿2小时。混凝土采用强制式搅拌机拌制，为确保混凝土在运输过程中不发生离析，采用混凝土搅拌运输车运输混凝土至施工现场后卸料至模板内，人工配合进行混凝土摊铺，并采用振动棒进行振实。找平层抹面后，当用食指稍微加压按下能出现2mm左右深度的凹痕时，对找平层上外表进行拉毛作业，拉毛深度控制在12mm。混凝土施工后七天内用土工布加塑料薄膜进行洒水养护，防止变干，找平层混凝土强度

4、在到达70%以前，禁止在上面踩踏及碰撞。混凝土终凝后，用切割机纵向每隔5m设置伸缩缝，伸缩缝切割深度为找平层高度的三分之一即4cm。 CP网复测、找平层验收CP控制网施测完毕到轨道板精调时有一段时间间隔，由于各种自然因素或人为因素，可能引起CP控制点轻微的变形，因此，在轨道精调作业之前应对CP控制网进行复测。CP控制网采用自由设站边角交会法施测。每个自由测站一般以前后各 3对 CP点为测量目标，每个 CP点至少从 3个测站上分别联测。一般应尽量选择无风的阴天进行或夜间进行观测。要求平面独立测量两次。一般情况下第一次从小里程向大里程方向，第二次从大里程向小里程方向。CP平面网应附合于CP、CP控

5、制点上，每600m 左右应联测一个CP或CP 控制点。自由设站点精度一般应符合下表1要求，连续桥、特殊孔跨桥自由设站点精度可放宽至1.0mm。表1 自由设站点精度要求XYH定向精度1 mm2完成自由设站后， CP点的坐标不符值应满足表2 的要求。表2 CP点坐标不符值限差要求XYH道岔板铺设前对找平层混凝土进行验收，找平层误差要求为：厚度10mm，平面位置20mm，外表平整度15mm/4m，高程5mm。找平层验收合格后进行下步施工。 底座板测量放样找平层验收合格后,依据设计坐标,并换算为设计大地坐标, 利用复核无误的CP网采用自由设站的方式对底座板各角点进行测量放样，对道岔板位置进行放样，包括

6、每块道岔板角点、精调垫块位置点、基准点等，同时明显标出点位处距设计高程的距离，放样误差均在5mm范围内。放样完毕，用尺交叉丈量各点位间长度，对放样结果进行复核。2.4 钢筋绑扎，安装支撑垫块依据道岔板角点及垫块放样位置用墨线进行钢筋位置及底座板轮廓放样，准确布置和绑扎钢筋并安放精调垫块和调高垫块。钢筋安装前，应对设计图进行详细分析，核实钢筋数量，确认无误方可下料。钢筋网纵向为25mm钢筋，横向为12mm钢筋，不同长度的钢筋数量较大，尤其是随轨道板尺寸变化的横向钢筋应认真分析核对后确定下料长度。钢筋网上下层钢筋采用绝缘卡绝缘并用扎带绑扎牢固。底座钢筋网通过植入找平层的门形筋支撑，门形筋为10mm

7、钢筋，间距约1m，确保钢筋网在浇筑混凝土时的稳定，门形钢筋与底座钢筋间进行绑扎及绝缘处理。精调垫块应提前预制，预制垫块用模型应采用5mm厚钢板精细加工，确保使用过程中不会发生变形，模型各组成局部采和螺栓进行连接，拆装使用灵活。模型除上部不需封闭作为混凝土灌注口外，其余各面均需封闭，在条件可能的情况下，采用振动台进行振动确保混凝土密实，如条件有限，也可用30振动棒振动，注意振动时间不宜过长，防止过振形成离析，对于模板接缝处，采用双面胶条进行密封，防止露浆。对于尺寸较大的轨道板，其板中增设调高螺栓，螺栓下部设长150mm宽150mm厚20mm钢板，钢板下部为90mm的调高垫块，垫块强度等级为C55

8、，垫块的高度和水平通过在找平层铺设20mm厚早强快凝砂浆进行调整。安放前做好控制测量，准确标记出调高垫块的位置。钢筋的保护层厚度设计为40mm，钢筋网的纵横向间距均为200mm，钢筋网安装允许误差20mm，对影响垫块安装的钢筋可以适当调整间距或进行切割处理。成型的钢筋网需进行绝缘检测，要求绝缘电阻值2M。垫块底部采用2cm厚早强、粘结性好的快凝砂浆垫层调平安放，误差小于5 mm。钢筋安装时，还应给道岔板上设置的剪力筋预留安装空间，预留方式采用在找平层上剪力筋对应位置划线确定。2.5 道岔板隔离墙施工钢筋及垫块位置经检验合格后，进行中间扣压装置植筋和隔离墙混凝土模板制作安装。扣压装置植筋采用电钻

9、打孔，注入快硬胶的方法，植筋位置应在道岔板缝中心，纵向误差20mm、横向应在道岔板中线处但不能影响全站仪的架设位置。隔离墙模板采用木条加工制作，木条厚度3cm，高度15cm，长度根据底座板不同宽度进行拼接，模板上按照20cm钢筋间距加工齿槽，齿槽比卡入钢筋略宽，可实现将模板轻松卡入钢筋上。隔离墙施工宽度比板缝宽14cm，前后各7cm，隔离墙为C40混凝土，与底座板同级。隔离墙顶面比道岔板底低3cm，以不影响道岔板安装为原那么。宽度误差在0、10mm;高程为道岔板底面以下3cm,误差在5、10mm。隔离墙混凝土施工完成后，及时精确测设和预埋基准点GRP点测钉，并在混凝土到达一定强度一般24小时后

10、测钉稳固后进行基准点GRP点的精确坐标测量，并对测量结果进行平差处理,要求精度：平面，高程，作为精调道岔板的设站点和定位点。基准点测设的同时进行角点再次放样作为初铺道岔板的控制点。2.6 道岔板粗铺到位现场钢筋绑扎、垫块安装、隔离墙混凝土及GRP点测钉设置经检查合格后，即可开始粗铺道岔板，道岔板在制板厂内用15吨或35吨平板车运输至铺板现场。铺板之前，应作好以下准备工作并考虑如下问题：确认铺设运输物流方案，如果现场存放最多不超过2层。车辆驶入的可能性。提吊设备与其停放位置确认，现场施工场地考虑。足够的带垫板的精调爪、足够的下压装置、足够多的d=10 mm厚的垫板。粗铺前将20cm20cm20c

11、m方木垫块摆放在临时支垫处，每个精调爪内侧附近摆放一个，垫块应离道岔板边缘较近，当精调爪将道岔板撑住后可方便取出。粗铺时，首先将吊具上带有吊链的螺栓与道岔板上吊装螺栓孔连接，为防止吊装时吊链对轨道板因挤压形成破损，在吊链与轨道板接触处增加垫木块，然后根据放样的道岔板角点位置粗铺道岔板，吊装采用50吨重型吊车将道岔板缓慢吊放至临时方木块支墩上，人工配合将道岔板4个角点对准测量标注的4个角点位置后，准确安放，粗铺道岔板精度应控制在平面位置10mm，高程5mm范围内。最后将精调爪(此时应将精调爪3个方向调节到活动量的中间位置)安装在岔道板两侧的指定位置，旋紧高度调节螺栓使所有的支承点根本相同，保证其

12、均匀受力。精调爪安装完后，使用塑料薄膜将精调设备包住，可以防止灌浆过程中混凝土污染精调爪，同时可以提高精调设备的使用次数。2.7 道岔板精调使用全站仪对道岔板进行精测，利用基准点GRP点进行设站设站位置应距离精调道岔板620m范围内，调整时通过实测道岔板的测量孔位坐标与设计坐标比拟，进行道岔板的精调，调整装置为与预埋螺栓配套的特制精调爪，精调爪可实现X、Y、Z三维调整，对中精度控制在高程、横向、纵向。也可采用快速精调系统进行精调，利用全站仪测量道岔板4个或6个定位孔棱镜底座上棱镜的三维坐标，经全站仪快速精调系统比照后，确定三维方向的调整量，再使用精调爪的三维调整器进行逐步调整，最终到达设计的理

13、论位置及高程。全站仪建站及定向：全站仪架设在道岔板之间的GRP基准点上，利用基准点进行设站(设站位置应距离精调道岔板在620m)和对中，利用l块已精调到位的轨道板直股上的1个棱镜点及对应的基准点来实现定向。通过快速测量系统，测量正在调整的道岔板上的4个(或6个)定位孔上棱镜的实际三维坐标，电脑将事先输入置放棱镜点的理论坐标与实测坐标比照后，其偏差值会实时显示在快速精调系统的屏幕上。依据电脑屏幕显示的偏差值，按照先调整4个角点高程，再调整平面位置；短板精调时，尽量使用对角两点调整，在角点的高度及平面调整好后，再调整板中部高程的原那么，通过道岔板四周的精调爪，对道岔板进行横向、竖向、纵向的调整，消

14、除偏差量，直至道岔板满足高程02 mm、横向03 mm、纵向04 mm的偏差的要求。精调考前须知：精调完成后，借助辅助量尺、游标卡尺等，对相邻道岔板上的定位孔之间测距进行测量检查，可获得纵向补充控制；仪器三角架的尺寸，目标棱镜的高度，棱镜加常数等必须准确无误；精调完成后，对道岔板要加以保护，并安放警示牌，严禁踩踏。2.8 底座板横向封边、扣压装置及模板安装底座板横向封边为板缝处封边，道岔板板缝处应采用和自流平混凝土强度相等的C40混凝土进行封边，岔板封边应严密，保证灌注自流平混凝土时不溢出，封边过程中对基准点测钉用PVC管进行保护。为了确保自流平混凝土浇筑过程中道岔板不发生移位，应在道岔板两侧

15、及板间设置扣压装置，扣压力由植入找平层的锚杆和角钢共同作用来实现，锚杆的植筋深度应到达10cm以上，其抗拔力不小于30 kN。根据底座板轮廓线采用定型钢模板依据底座板边线进行模板支立，模板及其支护应垂直、稳固、平顺，具有足够的承载能力、刚度和稳定性，应能可靠地承受浇注混凝土的自重、侧压力和施工过程中产生的荷载，相邻模板错台不超过l mm，采用粘贴双面胶来确保接缝严密。模板安装时，模板与混凝土垫块外侧应平齐，如果模板与混凝土垫块外侧不平齐用软纤维垫层填充。每组道岔板设尖轨转辙机根底3个，心轨转辙机根底1个单开道岔板与单渡道岔板相同，为简化施工工序，将转辙机根底与底座板同时立模，采用C40混凝土一

16、次浇筑而成。2.9 底座混凝土浇筑2.9.1 浇筑前的准备工作首先去除道岔板下的杂物，然后再用可旋转的高压喷枪对道岔板与找平层间的空间提前进行充分湿润；依据方案浇筑的道岔板号，提前计算出所需的混凝土数量，根据计算数量及损耗确定混凝土每次的运输量；对道岔板的平面、高程进行一次复核测量；安装道岔板变形观测装置(百分表)；用胶带封贴接地螺栓孔和吊装螺栓孔。提前完成自密实混凝土的配合比设计、审批完成并进行工艺性灌板试验,要考虑自密实混凝土完成耐久性试验所必须等待时间，以不影响施工为原那么。2.9.2 混凝土搅拌自密实混凝土应在配有自动计量系统和强制式搅拌机的搅拌站内搅拌，混凝土原材料称量最大允许偏差应

17、符合以下规定按重量计：胶凝材料水泥、矿物掺和料等1%；外加剂1%；骨料2%；拌合用水1%。搅拌混凝土前，应严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水率变化，以便及时调整施工配合比。一般情况下，含水率每班抽测2 次，雨天应随时抽测，并按测定结果及时调整混凝土施工配合比。搅拌时，宜先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后，再参加所需用水量和外加剂，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间不宜少于30s，总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。 冬期施工时，直接与水泥接触水的加热温度不宜高于80，自密实混凝土搅拌时间宜较常温施

18、工延长50%左右。夏热期施工时，水泥进入搅拌机的温度不宜大于50。2.9.3 混凝土搅拌选用能确保浇筑工作连续进行、运输能力与混凝土搅拌机的搅拌能力相匹配的混凝土专用运输设备运输自密实混凝土。 自密实混凝土的运输速率应保证施工的连续性，当罐车到达浇筑现场时，应使罐车高速旋转2030s 方可卸料。 运输自密实混凝土过程中，应保持运输混凝土的道路平坦畅通，确保混凝土在运输过程中能够保持均匀性，运到浇筑地点不发生分层、离析和泌浆等现象。 运输自密实混凝土过程中，应对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高夏季或受冻冬季。应采取适当措施防止水份进入运输容器或蒸发，严禁在运输过程中向混凝土内加水

19、。 应尽量减少自密实混凝土的转载次数和运输时间。从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间以不影响混凝土的各项性能为限。2.9.4 自流平混凝土灌注正式施工前，应进行自密实混凝土的试灌注，验证并完善混凝土的灌注施工工艺，发现问题及时调整。自密实混凝土灌注前，应检查以下准备工作：灌注口位置与数量、工装模型等。钢筋网片的位置、门形筋数量及其紧固程度。道岔板四周模板的密封情况，道岔板之间横向边缝的密封情况。道岔板标高及轴向平顺，精调爪的受力状态及其紧固程度。底座混凝土外表和道岔板底面用水润湿情况，并确定不得有明显积水。在炎热季节灌注自密实混凝土时，应防止模板和混凝土直接受阳光照射，保证混凝土入模前

20、模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不超过40。在炎热季节灌注自密实混凝土时，应防止模板和混凝土直接受阳光照射，保证混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不超过40。在低温条件下当昼夜平均气温低于5或最低气温低于-3时灌注自密实混凝土时，入模温度不得低于5。在相对湿度较小、风速较大的环境下灌注自密实混凝土时，应采取适当的挡风措施，防止混凝土失水过快。灌注前，对混凝土的坍落扩展度、扩展时间T50、障碍高差、入模温度等进行检测，混凝土应满足扩展度70cm，扩展时间T50为26s，障碍高差18mm，L型仪H2/H1，T700L为1018s，泌水率为0，含气量5%等要求。施工时入模温度应控制

21、在530，混凝土自由倾落高度不宜大于。自密实混凝土灌注速度不宜过快，应保证下料的连续性和混凝土拌合物在道岔板下的连续流动。灌注完毕后，模板内多余混凝土应及时去除。对于窄板(宽度小于4.0 m)可采用运输罐车通过溜槽直接从一边进行不间断灌浆或采用吊车吊漏斗灌注。灌注必须一次性完成，严禁二次灌注作业。在宽板灌注时，必须在板的两侧以均匀速度同时进行灌注，利用道岔板上排气孔排气。待混凝土灌注超过道岔板下沿大于15mm时，在排气孔中插入S形铁钩，确保灌注层和后浇混凝土更好地连接。在自密实混凝土灌注过程中，应按要求取样制作混凝土强度和耐久性试件，试件制作数量应符合相关规定。2.10 底座混凝土养护自密实混

22、凝土灌注完成后，应及时养护，养护时间不得少于14 天。带模养护期间，应采取带模覆盖麻布、土工布等、喷淋浇水等措施进行保湿养护；混凝土暴露面初凝后，应卷起覆盖物，用抹子压光外表后再次覆盖；去除覆盖物或拆模后，应对混凝土采用覆盖浇水养护，也可用养护膜、喷养护剂进行养护。养护用水温度与混凝土外表温度之差不得大于15。拆模后，假设天气产生骤然变化时，应采取适当的保温隔热措施，防止混凝土开裂。冬季施工，应对混凝土做好保温养护措施，保证抗压强度到达设计强度的30%之前不得受冻。2.11 拆模道岔板两侧模板及精调爪的撤除应在自密实混凝土强度到达10MPa 以上，且其外表及棱角不因拆模而受损时方可进行。拆模宜

23、按立模顺序逆向进行，不得损伤道岔板四周混凝土，并减少模板破损。当模板与自密实混凝土脱离后，方可拆卸、吊运模板。拆模后，假设天气产生骤然变化时，应采取适当的保温隔热措施，防止混凝土开裂。在自密实混凝土未到达100%的设计强度前，道岔板不可承受全部设计荷载。2.12 其它附属作业混凝土到达足够强度后在道岔板两侧做2的排水坡。道岔板板缝间以微膨胀混凝土填筑，强度等级为C30。施工前对道岔板界面进行凿毛，涂刷界面剂以加强新老混凝土的粘连效果。板缝间通长设置一根10mm钢筋，钢筋两端的保护层厚度为5cm，同时在板缝间等距钻孔植入3根10mm钢筋，单根钢筋长度为380mm，钻孔直径14mm，钻孔深度145

24、mm。浇筑的板缝混凝土与承台间的混凝土平齐，混凝土到达一定强度后，采用切缝机对板缝混凝土与道岔板接触处切缝，缝深20mm，缝宽度8mm，缝内采用热熔改性沥青填塞。3 设备配备按单个施工作业面配置，尽可能采用通用机械及设备，配备情况如下：序号设备名称型号规格单位数量主要作用1砼搅拌机HZS-1201台混凝土搅拌2砼运输车8m3辆3混凝土运输3运板平车30t辆3运输道岔板用4轮胎式起重机50t台2道岔板粗铺用5发电机台车15kw个1钻孔、照明等使用7精调爪专用非标个120轨道板精调专用8溜槽专用非标个2导流混凝土9洒水车5m3辆1混凝土养护及路面维护洒水用10槽钢高20cmm200底座板模板11切缝机Q12台1混凝土切缝12材料运输车10t台1运输钢筋及其它零星材料4 人员配备按单个施工作业面配备如下表：序号人员类别人数备 注1施工负责人12安质、机械、工程、试验、材料技术人员63后勤、食堂、看守64测量(放样、抄平)55“L型垫块预制36钢筋加工、绑扎87轨道板粗铺、精调108立模、锚杆及扣压装置安装109混凝土施工1010养护211混凝土搅拌212电工、机修工313设备操作手4合计70通过有效开展施工技术研究，道岔板施工技术人员和相关管理人员清楚理解了道岔板施工工艺流程、质量控制要点、机械设备配备及人员配备，为各项工作开展打下了良好根底，确保了道岔板施工的顺利进行。