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摘 要:无砟轨道结构是当今高速铁路发展的必然趋势,其结构形式大致可分为轨枕埋入式和板式两大类,因此无砟轨道结构形式的选取决定了高速铁路轨道结构的耐久性。随着我国高速铁路的发展,实践证明双块式无砟轨道结构形式相比板式无砟轨道结构形式而言,具有施工质量可靠、后期维护费用低、使用时间长等特点。目前国内多条客专已采用双块式无砟轨道形式,将逐渐取代其他板式无砟轨道形式。从现场施工的角度来讲,双块式无砟轨道大量的混凝土采用现场浇注,相比板式无砟轨道具体施工组织难度大的特点,尤其表现在物流运输组织、现场工序安排及质量控制方面。本文结合桥梁段双块式无砟轨道施工的物流组织、现场施工组织及质量控制3方面做深入论述。
关键词:双块式无砟道床板;现场施工组织;质量;控制措施
中图分类号:TU997 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)10-0110-03
1 物流组织
桥梁段双块式无砟轨道施工的物流组织需要解决原材料上桥,其中包括:双块式轨枕、钢筋、混凝土、隔离层等,还要解决设备、工装、模板、工机具、养护水上下桥、人员上下班及送饭等。为了做好施工物流组织,必须要做好以下工作:
1.1 提前调查沿线的运输路线
必须全面细致的调查,哪些路线工程车可以通行(罐车、吊车、平板车、泵车),哪些线路指挥车等可以通行。同时,考虑车辆掉头错车等问题,可以根据现场实际结合施工的数量设置合理的错车平台。
1.2 对沿线桥梁高度进行调查统计
对于不同高度地段选择不同机械设备,一般情况下37m的泵车和25t的吊车可以满足施工,对于高度较高的地段选择40m或50m等相应的设备。提前考虑上桥楼梯搭设的位置,原则在低桥墩处设置上桥楼梯但也要考虑来回的路程可以考虑1~1.5km处设置,可以根据现场桥墩高度提前加工楼梯。
1.3 对沿线的拌和站进行调查
如果线路较长必须对沿线的拌和站进行调查,对拌和站的生产能力、材料储备、设备状况、人员配置进行调查,是否能够保证混凝土供应。一般情况一个拌和站可以考虑拌和站前后10km混凝土的供应,同时要考虑拌和站是否能提供足够的养护用水,如果不能需对周围水源进行调查。
1.4 对桥下便道宽度进行调查
对于不能满足泵车和吊车支腿的路段要有准备,提前与地主进行沟通设置临时支腿处。
2 现场施工组织
为了加强现场管理,根据需要项目部成立铺板大队,大队长由项目部副经理担任,下设铺板一队、二队、三队等,每个队的组织机构、人员组成和职责如下表1所示。
3 现场质量控制
工艺顺序:隔离层铺设→底层钢筋绑扎→模型安装→轨排就位及粗调→顶层钢筋安装 轨排精调→混凝土浇筑及先期养护→脱模及轨排拆除→养护。
针对现场施工各工序容易出现的质量问题,进行分析和研究,制定出相应的质量控制措施,具体情况如下:
3.1 隔离层施工
3.1.1 常见的质量问题
隔离层不平整、曲线地段隔离层向曲线内侧滑动,凹槽内弹性垫板与凹槽侧壁混凝土不够密贴。
3.1.2 控制措施
隔离层不平整主要出现在每卷隔离即将用完的时候,每卷隔离层芯部的卷曲半径小,导致隔离层变形比较严重,因此在铺设的时候容易出现不平整的情况,为此可以将芯部变形较严重的隔离层平铺于底座之上放置1d,铺设时采用方钢充分的赶压,然后用封口胶将隔离层粘贴于底座混凝土之上。
曲线地段的超高设置于底座之上,隔离层敷设后钢筋绑扎过程中容易导致其向低边横移,而不满足要求,因此在曲线地段应在曲线外侧底座上适当(每块板通常涂抹4处,每处5cm×15cm面积即可)的涂抹胶水,防止隔离层下滑。
将凹槽四周的泡沫板和弹性垫板整体铺设于凹槽四周,采用黄色透明胶将泡沫板与凹槽底部及底座顶面土工布接缝封闭,在粘贴过程中必须将弹性垫板与隔离层粘贴牢固。
3.2 钢筋绑扎
3.2.1 常见的质量问题
钢筋加工弯钩长度不够,绝缘卡绑扎不够牢固,钢筋弯钩朝向不正确,模型周边钢筋保护层不足,钢筋保护层垫块压碎和倾倒,钢筋之间绝缘性能不能保证,接地钢筋焊接的焊缝不饱满,接地端子与模板不密贴,纵横向钢筋与轨枕之间的保护层不足。
3.2.2 控制措施
钢筋加工过程中必须严格按照设计图纸进行下料加工,同时还要控制钢筋弯钩在一个平面上。扎带松动有多方面原因:人员绑扎过程中未将扎扣拉紧所致;人员在钢筋上行走将扎扣踩松;绝缘扎带是塑料制品,由于早晚的气温较低,早晚绑扎的扎带在中午气温较高时容易出现松动的情况。因此针对这3个原因,应加强教育避免前两个原因造成的扎扣松动,若因第3个原因造成则应及时的进行处理。
钢筋绑扎前应在隔离层上弹出钢筋位置的墨线,这样可以有效控制钢筋保护层厚度均匀,钢筋绑扎完成后班组应加强自检,对于钢筋弯钩朝向不正确、模型周边钢筋保护层不足、钢筋保护层垫块压碎和倾倒、钢筋之间绝缘性能不能保证等问题进行处理,处理好以后现场技术人员再进行检查。电焊工必须持证上岗,并应挑选技术较好的焊工进行接地焊接,确保焊缝饱满,接地端子正面必须与模型密贴,焊完后将焊渣敲击清理干净。
为了防止轨枕周边出现裂纹,钢筋绑扎过程中还必须确保纵横向钢筋与轨枕之间有3cm的间隙。钢筋的绝缘检测可以采用一个比较简捷的方法,即采用四根铁链分别将底层横向、底层纵向、上层横向、上层纵向钢筋接通,用绝缘电阻表分别对上纵-上横、上纵下纵、上纵下横、上横下纵、上横下横及下横下纵之间的绝缘性检测,若发现问题再进行排查,这样大大减少了绝缘检测的工作量。
3.3 模型安装和拆除 3.3.1 常见的质量问题
模型宽度控制不到位,模型垂直度控制不到位,模型线性控制不到位、模型与底座板不密贴存在错台,横向模型垂直度控制不到位,模型拆除导致棱角破损。
3.3.2 控制措施
模型安装时应将模型密贴底座混凝土(这样可以避免错台),然后对模型的线性和垂直度进行调校,完成后检查模型的宽度。若因为底座线性或者宽度偏差过大,导致道床板模型的线性、垂直度和宽度不能同时达标,则首先确保宽度和线性合格,再尽量保证垂直度。模板允许偏差:顶面高程±5mm、宽度±5mm和中线位置±2mm。
横向模型安装后要对模型的垂直度进行调校,可采取在双块式轨枕和横向模型之间支撑木块将模型垂直度校正。
脱模时混凝土强度较低,容易造成混凝土棱角缺损,因此必须对作业人员加强培训,拆模严禁生拉硬拽,猛烈敲击模板,拆除的模型及配件等放置于道床板之上必须采用木方进行支垫。人员在道床板行走严禁踩踏道床板混凝土的边角,远离边角在10cm以上。
3.4 排架拼装、就位及拆除
3.4.1 常见的质量问题
轨枕桁架钢筋脱焊,轨枕承轨台内的杂物清理不彻底,轨枕裂纹检查不到位,螺旋道钉的油脂涂抹不足,排架残渣清理不测底,钢轨涂油不到位,轨枕间距控制不到位,排架轨缝过小。
3.4.2 控制措施
轨枕吊装到拼装台上后,应对轨枕缺陷进行再次检查,去除承轨槽附近有裂纹及套管深度不满足要求的轨枕,对脱焊的轨枕桁架钢筋进行处理。拼装前将轨枕上的杂物清理干净,在套管内注入适量的专用油脂。轨排架移至拼装区后安排专人对钢轨及横梁上的混凝土残渣进行彻底处理,并涂抹适量的柴油。排架在首次使用前,根据设计的轨枕间距,用油漆在轨腰上标明轨枕中心位置,并对轨排架进行编号,要注意区分排架的曲线内外侧。
轨排架在吊装就位后,要控制好轨缝,一般情况下轨缝控制在8mm,个别梁缝宽度不标准,可以通过调整轨缝来满足要求,但在夏季轨缝至少需要3mm。轨排架拼装完成后采用龙门吊依次将轨排布设到位,根据测量队事先测设的基标数据对轨排架进行粗调,粗调后轨顶标高-5~-2mm,轨排中线与设计中线位置偏差±5 mm。精调采用轨检小车与全站仪配合,利用评估合格的CPⅢ数据为基准对轨排架进行调整。精调前应将钢轨和精调小车的轮子清理干净,精调时必须与已经生产的道床板进行搭接测量8~10根轨枕,精调过程中必须要有人看护全站仪,避免仪器损坏,最后应将松动的横向或竖向支撑杆拧紧。精调后轨距±1mm,轨顶标高-2~+2mm,轨排中线与设计中线位置偏差2mm,其余数据均应满足规范要求。
3.5 混凝土施工
3.5.1 常见的质量问题
脱模后混凝土气泡较多,混凝土平整度控制不到位,靠模型存在飞边,混凝土光洁度控制不到位,轨枕周边容易出现裂纹,混凝土养护不到位。
3.5.2 控制措施
混凝土浇筑前应对轨枕和隔离层进行充分的润湿,但是不能积水,若在下雨之后灌注混凝土,必须将凹槽内的水排净。采取条状的篷布对钢轨及横梁进行覆盖,用防护罩对扣件进行保护,减少混凝土对排架及扣件的污染。
混凝土的塌落度控制在140~160mm,尤其在曲线地段要严格控制,浇筑过程中轨枕下方、凹槽部位及模型周边捣固必须加强。混凝土抹面时严禁洒水,首先采用控制排水坡和承轨台高差的工装进行初平,之后有4个抹面工采用1m的不锈钢方钢边抹边检查,从而确保混凝土的平整度达到3mm/m的要求。
混凝土抹面采用3次抹面,待混凝土接近终凝时进行第3次抹面,重点对混凝土表面的抹子印、表面小的气孔及轨枕周边的裂纹等进行精抹,最后要安排1个经验丰富技术精湛的抹面工处理轨排架下方的缺陷以及飞边处理。3次抹面完成后立即采用土工布覆盖,覆盖时土工布放松,尽可能的让土工布与混凝土面接触,但不能拖拉,手压混凝土不留印以后即可洒水湿润,水流速度应缓慢,避免将混凝土冲坏。
排架拆除后,安排人员对轨枕周边的水泥浆进行清理,最后采用高压水枪对扣件及道床板上的残渣进行清理。清理完成后采用土工布+塑料薄膜进行覆盖,薄膜宽度为5m,每块板安装2根钢筋卡,每侧采用2根方木压边,避免被风吹开。为了方便洒水,可以在塑料薄膜上间隔4m破一个小孔。保湿养护时间不得少于7d。雨季施工要注意收听天气预报,做好各种准备工作,不在降雨天浇筑混凝土,如遇突然降雨立即做好覆盖防止混凝土在运输、入模后雨淋,施工后采用塑料薄膜覆盖,防止进水。
4 结语
无砟轨道施工前期的准备工作非常重要,特别要做好物流组织工作。为了确保工程质量,应在开工之前对管理人员及作业人员进行培训,让所有参建员工熟练掌握无砟轨道施工相关环节的知识。正式开工前应进行工艺试验,并对工艺试验进行认真总结,确有必要可以进行两次甚至以上的工艺试验,直到总结出比较成熟的工艺为止,在正式施工过程中还应不断的总结改进。测量精度直接影响轨道的平顺性,混凝土施工是不可逆转的工序,因此施工过程中必须高度重视测量工作和混凝土的质量控制。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准.TB10754-2010.高速铁路轨道工程施工质量验收标准[S].北京:中国铁道出版社,2011.
[2] 客运专线铁路无砟轨道施工手册[M].北京:中国铁道出版社,2010.
关键词:双块式无砟道床板;现场施工组织;质量;控制措施
中图分类号:TU997 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)10-0110-03
1 物流组织
桥梁段双块式无砟轨道施工的物流组织需要解决原材料上桥,其中包括:双块式轨枕、钢筋、混凝土、隔离层等,还要解决设备、工装、模板、工机具、养护水上下桥、人员上下班及送饭等。为了做好施工物流组织,必须要做好以下工作:
1.1 提前调查沿线的运输路线
必须全面细致的调查,哪些路线工程车可以通行(罐车、吊车、平板车、泵车),哪些线路指挥车等可以通行。同时,考虑车辆掉头错车等问题,可以根据现场实际结合施工的数量设置合理的错车平台。
1.2 对沿线桥梁高度进行调查统计
对于不同高度地段选择不同机械设备,一般情况下37m的泵车和25t的吊车可以满足施工,对于高度较高的地段选择40m或50m等相应的设备。提前考虑上桥楼梯搭设的位置,原则在低桥墩处设置上桥楼梯但也要考虑来回的路程可以考虑1~1.5km处设置,可以根据现场桥墩高度提前加工楼梯。
1.3 对沿线的拌和站进行调查
如果线路较长必须对沿线的拌和站进行调查,对拌和站的生产能力、材料储备、设备状况、人员配置进行调查,是否能够保证混凝土供应。一般情况一个拌和站可以考虑拌和站前后10km混凝土的供应,同时要考虑拌和站是否能提供足够的养护用水,如果不能需对周围水源进行调查。
1.4 对桥下便道宽度进行调查
对于不能满足泵车和吊车支腿的路段要有准备,提前与地主进行沟通设置临时支腿处。
2 现场施工组织
为了加强现场管理,根据需要项目部成立铺板大队,大队长由项目部副经理担任,下设铺板一队、二队、三队等,每个队的组织机构、人员组成和职责如下表1所示。
3 现场质量控制
工艺顺序:隔离层铺设→底层钢筋绑扎→模型安装→轨排就位及粗调→顶层钢筋安装 轨排精调→混凝土浇筑及先期养护→脱模及轨排拆除→养护。
针对现场施工各工序容易出现的质量问题,进行分析和研究,制定出相应的质量控制措施,具体情况如下:
3.1 隔离层施工
3.1.1 常见的质量问题
隔离层不平整、曲线地段隔离层向曲线内侧滑动,凹槽内弹性垫板与凹槽侧壁混凝土不够密贴。
3.1.2 控制措施
隔离层不平整主要出现在每卷隔离即将用完的时候,每卷隔离层芯部的卷曲半径小,导致隔离层变形比较严重,因此在铺设的时候容易出现不平整的情况,为此可以将芯部变形较严重的隔离层平铺于底座之上放置1d,铺设时采用方钢充分的赶压,然后用封口胶将隔离层粘贴于底座混凝土之上。
曲线地段的超高设置于底座之上,隔离层敷设后钢筋绑扎过程中容易导致其向低边横移,而不满足要求,因此在曲线地段应在曲线外侧底座上适当(每块板通常涂抹4处,每处5cm×15cm面积即可)的涂抹胶水,防止隔离层下滑。
将凹槽四周的泡沫板和弹性垫板整体铺设于凹槽四周,采用黄色透明胶将泡沫板与凹槽底部及底座顶面土工布接缝封闭,在粘贴过程中必须将弹性垫板与隔离层粘贴牢固。
3.2 钢筋绑扎
3.2.1 常见的质量问题
钢筋加工弯钩长度不够,绝缘卡绑扎不够牢固,钢筋弯钩朝向不正确,模型周边钢筋保护层不足,钢筋保护层垫块压碎和倾倒,钢筋之间绝缘性能不能保证,接地钢筋焊接的焊缝不饱满,接地端子与模板不密贴,纵横向钢筋与轨枕之间的保护层不足。
3.2.2 控制措施
钢筋加工过程中必须严格按照设计图纸进行下料加工,同时还要控制钢筋弯钩在一个平面上。扎带松动有多方面原因:人员绑扎过程中未将扎扣拉紧所致;人员在钢筋上行走将扎扣踩松;绝缘扎带是塑料制品,由于早晚的气温较低,早晚绑扎的扎带在中午气温较高时容易出现松动的情况。因此针对这3个原因,应加强教育避免前两个原因造成的扎扣松动,若因第3个原因造成则应及时的进行处理。
钢筋绑扎前应在隔离层上弹出钢筋位置的墨线,这样可以有效控制钢筋保护层厚度均匀,钢筋绑扎完成后班组应加强自检,对于钢筋弯钩朝向不正确、模型周边钢筋保护层不足、钢筋保护层垫块压碎和倾倒、钢筋之间绝缘性能不能保证等问题进行处理,处理好以后现场技术人员再进行检查。电焊工必须持证上岗,并应挑选技术较好的焊工进行接地焊接,确保焊缝饱满,接地端子正面必须与模型密贴,焊完后将焊渣敲击清理干净。
为了防止轨枕周边出现裂纹,钢筋绑扎过程中还必须确保纵横向钢筋与轨枕之间有3cm的间隙。钢筋的绝缘检测可以采用一个比较简捷的方法,即采用四根铁链分别将底层横向、底层纵向、上层横向、上层纵向钢筋接通,用绝缘电阻表分别对上纵-上横、上纵下纵、上纵下横、上横下纵、上横下横及下横下纵之间的绝缘性检测,若发现问题再进行排查,这样大大减少了绝缘检测的工作量。
3.3 模型安装和拆除 3.3.1 常见的质量问题
模型宽度控制不到位,模型垂直度控制不到位,模型线性控制不到位、模型与底座板不密贴存在错台,横向模型垂直度控制不到位,模型拆除导致棱角破损。
3.3.2 控制措施
模型安装时应将模型密贴底座混凝土(这样可以避免错台),然后对模型的线性和垂直度进行调校,完成后检查模型的宽度。若因为底座线性或者宽度偏差过大,导致道床板模型的线性、垂直度和宽度不能同时达标,则首先确保宽度和线性合格,再尽量保证垂直度。模板允许偏差:顶面高程±5mm、宽度±5mm和中线位置±2mm。
横向模型安装后要对模型的垂直度进行调校,可采取在双块式轨枕和横向模型之间支撑木块将模型垂直度校正。
脱模时混凝土强度较低,容易造成混凝土棱角缺损,因此必须对作业人员加强培训,拆模严禁生拉硬拽,猛烈敲击模板,拆除的模型及配件等放置于道床板之上必须采用木方进行支垫。人员在道床板行走严禁踩踏道床板混凝土的边角,远离边角在10cm以上。
3.4 排架拼装、就位及拆除
3.4.1 常见的质量问题
轨枕桁架钢筋脱焊,轨枕承轨台内的杂物清理不彻底,轨枕裂纹检查不到位,螺旋道钉的油脂涂抹不足,排架残渣清理不测底,钢轨涂油不到位,轨枕间距控制不到位,排架轨缝过小。
3.4.2 控制措施
轨枕吊装到拼装台上后,应对轨枕缺陷进行再次检查,去除承轨槽附近有裂纹及套管深度不满足要求的轨枕,对脱焊的轨枕桁架钢筋进行处理。拼装前将轨枕上的杂物清理干净,在套管内注入适量的专用油脂。轨排架移至拼装区后安排专人对钢轨及横梁上的混凝土残渣进行彻底处理,并涂抹适量的柴油。排架在首次使用前,根据设计的轨枕间距,用油漆在轨腰上标明轨枕中心位置,并对轨排架进行编号,要注意区分排架的曲线内外侧。
轨排架在吊装就位后,要控制好轨缝,一般情况下轨缝控制在8mm,个别梁缝宽度不标准,可以通过调整轨缝来满足要求,但在夏季轨缝至少需要3mm。轨排架拼装完成后采用龙门吊依次将轨排布设到位,根据测量队事先测设的基标数据对轨排架进行粗调,粗调后轨顶标高-5~-2mm,轨排中线与设计中线位置偏差±5 mm。精调采用轨检小车与全站仪配合,利用评估合格的CPⅢ数据为基准对轨排架进行调整。精调前应将钢轨和精调小车的轮子清理干净,精调时必须与已经生产的道床板进行搭接测量8~10根轨枕,精调过程中必须要有人看护全站仪,避免仪器损坏,最后应将松动的横向或竖向支撑杆拧紧。精调后轨距±1mm,轨顶标高-2~+2mm,轨排中线与设计中线位置偏差2mm,其余数据均应满足规范要求。
3.5 混凝土施工
3.5.1 常见的质量问题
脱模后混凝土气泡较多,混凝土平整度控制不到位,靠模型存在飞边,混凝土光洁度控制不到位,轨枕周边容易出现裂纹,混凝土养护不到位。
3.5.2 控制措施
混凝土浇筑前应对轨枕和隔离层进行充分的润湿,但是不能积水,若在下雨之后灌注混凝土,必须将凹槽内的水排净。采取条状的篷布对钢轨及横梁进行覆盖,用防护罩对扣件进行保护,减少混凝土对排架及扣件的污染。
混凝土的塌落度控制在140~160mm,尤其在曲线地段要严格控制,浇筑过程中轨枕下方、凹槽部位及模型周边捣固必须加强。混凝土抹面时严禁洒水,首先采用控制排水坡和承轨台高差的工装进行初平,之后有4个抹面工采用1m的不锈钢方钢边抹边检查,从而确保混凝土的平整度达到3mm/m的要求。
混凝土抹面采用3次抹面,待混凝土接近终凝时进行第3次抹面,重点对混凝土表面的抹子印、表面小的气孔及轨枕周边的裂纹等进行精抹,最后要安排1个经验丰富技术精湛的抹面工处理轨排架下方的缺陷以及飞边处理。3次抹面完成后立即采用土工布覆盖,覆盖时土工布放松,尽可能的让土工布与混凝土面接触,但不能拖拉,手压混凝土不留印以后即可洒水湿润,水流速度应缓慢,避免将混凝土冲坏。
排架拆除后,安排人员对轨枕周边的水泥浆进行清理,最后采用高压水枪对扣件及道床板上的残渣进行清理。清理完成后采用土工布+塑料薄膜进行覆盖,薄膜宽度为5m,每块板安装2根钢筋卡,每侧采用2根方木压边,避免被风吹开。为了方便洒水,可以在塑料薄膜上间隔4m破一个小孔。保湿养护时间不得少于7d。雨季施工要注意收听天气预报,做好各种准备工作,不在降雨天浇筑混凝土,如遇突然降雨立即做好覆盖防止混凝土在运输、入模后雨淋,施工后采用塑料薄膜覆盖,防止进水。
4 结语
无砟轨道施工前期的准备工作非常重要,特别要做好物流组织工作。为了确保工程质量,应在开工之前对管理人员及作业人员进行培训,让所有参建员工熟练掌握无砟轨道施工相关环节的知识。正式开工前应进行工艺试验,并对工艺试验进行认真总结,确有必要可以进行两次甚至以上的工艺试验,直到总结出比较成熟的工艺为止,在正式施工过程中还应不断的总结改进。测量精度直接影响轨道的平顺性,混凝土施工是不可逆转的工序,因此施工过程中必须高度重视测量工作和混凝土的质量控制。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准.TB10754-2010.高速铁路轨道工程施工质量验收标准[S].北京:中国铁道出版社,2011.
[2] 客运专线铁路无砟轨道施工手册[M].北京:中国铁道出版社,2010.