石武客運專線石鄭段客專正線除黃河北引橋及其橋頭路基約100m範圍鋪設crtsⅰ型板式無砟軌道、車站咽喉區範圍鋪設岔區板式無砟軌道外,其餘地段均採用crtsⅱ型板式無砟軌道。橋梁地段crtsⅱ型板式無砟軌道佔全線鋪軌總長度的81.1%。
橋上crtsⅱ型板式無砟軌道技術先進,結構複雜,施工影響因素較多,在底座板施工前,各參建單位必須對其結構有較深入的了解和認識,以確保橋上crtsⅱ型板式無砟軌道的順利施工,保障工程進度和質量。
1 《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》(鐵建設[2005] 160 號);
2 《客運專線鐵路橋樑混凝土橋面噴塗聚脲防水層暫行技術條件》(科技基[2009]117 號) ;
3 《客運專線鐵路橋樑混凝土橋面防水層暫行技術條件》(科技基[2007]56 號);
4 《客運專線無砟軌道鐵路工程施工質量驗收暫行標準》(鐵建設[2007] 85 號);
5 《客運專線鐵路crtsⅱ型板式無砟軌道高強度擠塑板暫行技術條件》(科技基[2009]88 號);
6 《客運專線鐵路crtsⅱ型板式無砟軌道滑動層暫行技術條件》(科技基[2009]88 號);
7 《高速鐵路crtsⅱ型板式無砟軌道施工質量驗收暫行標準》(鐵建設[2009]218 號) ;
8 《客運專線鐵路crtsⅱ型板式無砟軌道混凝土軌道板暫行技術條件》(科技基[2008]74 號);
9《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》(鐵建設[2005] 160 號) 和《補充條文》(鐵建設[2009] 152 號);
10 《客運專線鐵路crtsⅱ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》(科技基[2008]74 號);
11 相關設計檔案。
橋上crtsⅱ型板式無砟軌道由鋼軌、扣件、軌道板、ca砂漿充填層、底座板、滑動層、高強度擠塑板、側向擋塊等部分組成,台後設定摩擦板、端刺及過渡板(下圖)。
1、軌道結構高度:直線地段為679mm(軌頂面至底座板底面);曲線超高180mm地段軌道結構高度為753mm(內軌軌頂面至底座板底面);其餘超高地段,軌道結構高度按線性內插計算確定。
2、軌道板寬度為2550mm,厚度為200mm,標準軌道板長度為6450mm,異型軌道板(補償板)長度根據具體鋪設段落合理配置。
3、砂漿調整層設計厚度為30mm。
4、底座寬度為2950mm,直線地段平均厚度為200mm,曲線地段根據超高設計情況計算確定。
5、直線地段左右線底座板為對稱結構;曲線超高地段,左右線底座板外形尺寸略有差別,底座板上表面兩側設定橫向排水坡,具體外形尺寸見相關設計圖。
6、側向擋塊整體為倒「l」形結構,沿線路方向長1.2m,高度隨軌道結構高度的不同而變化,側向擋塊頂面向線路外側設定2%的排水坡,其中間為平直面、兩側為半徑400mm的弧面,弧面與平直面正切,直線地段和不同超高地段側向擋塊的弧面尺寸不變。
1、預製軌道板和底座混凝土板在長橋上是跨過梁縫的連續結構,軌道板結構及外形尺寸不受橋跨的限制,可採用與路基、隧道內一致的軌道板,軌道板本身的製造和安裝鋪設簡便。
2、連續底座板端部設定端刺,以平衡底座板溫度力和剩餘制動力,使橋梁縱向力不影響路基段軌道結構。
3、橋梁範圍內底座板與橋梁設定滑動層,以減弱橋梁伸縮引起的鋼軌和板內縱向附加力。
4、在固定支座附近底座板和橋梁間設定預設齒槽、錨固螺栓固結機構,將製動力及時向墩台上傳遞。
5、通過梁縫處前後 3.0m 範圍的梁面上鋪設5cm 厚硬質泡沫塑料板,以減小樑端轉角對無砟軌道結構受力的影響。
6、通過在底座板兩側設定側向擋塊進行橫向、豎向限位。
1、主要設計理念
crtsⅱ型板式無砟軌道區別於其他無砟軌道的明顯特點是軌道板及橋上鋼筋混凝土底座板為縱向連續結構。設計時,以鋼筋混凝土底座為主要受力構件,底座看作軸向拉壓桿件,按照極限狀態法的設計理論,應用開裂後鋼筋混凝土構件剛度折減的理念進行結構設計,並按照橋上縱向力分配和傳遞的設計理念進行梁軌相互作用計算。
(1)橋上縱向力分配和傳遞的設計理念
橋梁間縱向連線剛度的加大可以使得橋梁上的縱向力在橋跨間更為均勻的分配;採用了「端刺+摩擦板」的方案,解決底座混凝土板自橋梁至路基過渡的問題,使底座混凝土板內力在該區域傳遞至路基,不影響端刺以外路基上的軌道結構。
(2)軌道結構與橋梁間縱向力傳遞的設計理念
在梁面和底座混凝土板間設定錨固區域和兩布一膜滑動層,使兩者間縱向力的傳遞可僅通過錨固區域傳遞,從而避免橋梁伸縮對底座混凝土板受力的影響,也可以避免長橋上鋼軌伸縮調節器的設定。
軌道結構與橋梁間縱向力示意圖
(3)開裂後鋼筋混凝土構件剛度折減的理念
通長的普通鋼筋混凝土構件,在運營過程中必然出現開裂。開裂後的底座混凝土板不提供抗彎剛度,將長橋上的底座混凝土板按拉壓桿件設計,並對底座混凝土板按照正常使用極限狀態和承載能力極限狀態進行設計。
開裂後鋼筋混凝土構件剛度折減圖
2、力學模型
根據橋上crtsⅱ型板式無砟軌道結構特點及設計理念,建立縱向計算模型如下:
軌道縱向力主要分析兩個方面內容,一是橋墩的縱向受力,另乙個是軌道結構本身的縱向受力。引起軌道縱向受力主要考慮兩大因素,列車活載和溫度荷載,其中溫度荷載包括橋梁伸縮以及軌道剛度不均勻時底座溫度變化產生的軌道本身的伸縮力;活載包括列車制動(啟動)荷載及橋梁撓曲荷載。
一、測量放線
1、對梁面全斷面一次清理,保證橋面無雜物。
2、按照要求測量每跨梁面的14個控制點高程。
3、放樣出梁面加高平台的7條控制線。
4、設定cpiii控制網,其高程作為梁面處理的高程控制點。
二、梁面處理
1、粗平
採用磨光機對梁面進行粗平處理。粗平後彈出加高平台的4條縱向邊緣線。
2、修補
結合控制點高程對於修補量大的區域進行修補,對橋面六面坡、1.45m加高平台、側向擋塊和剪力齒槽按照設計尺寸進行多去少補。控制1.
45m加高平台的結構尺寸符合設計要求(其設計尺寸為1.45×3.1×0.
05m)。並在防護牆內側底角施做30×30mm的直倒角。修補施工步驟如下:
1)基面鑿毛
鑿毛之前,劃定須修補區域的邊界線。採用切割機沿邊界線垂直切出6-10mm深的切割線,對切割線內的梁面進行全面積鑿毛,鑿毛深度6-10mm,將鑿毛面雜物處理乾淨,並用壓力水清洗。
2)修補
用高壓風清除修補區域的積水,採用專用橋面修補砂漿進行修補。砂漿配合比為:
修補料:水=1:0.13~0.17
修補時,應採用木抹子對修補砂漿壓實、提漿、整平,修補砂漿面標高應略高於梁面設計標高。砂漿修補後須注意養護。
3、精平
待修補砂漿強度到達要求後,用磨光機開始精確磨平橋面。精平時邊磨邊用4m靠尺沿縱向檢驗(注意搭接1m)以確保梁面平整度達到3mm/4m或2mm/1m的要求。
遵照多磨少補的原則,對於梁面高的區域,可以直接打磨或採用銑刨機打磨,如有需要,也可直接鑿除梁面高出部分,再進行精平;對於梁面低的區域,仍需採用修補砂漿進行修補,待砂漿強度達到要求後,再次進行打磨處理。
三、梁面驗收
1、6.5cm加高平台平整度驗收
沿橋面四條線(即每條線路中心線左右各0.5m 處)分別使用4m 靠尺連續量測橋面平整度(測量時靠尺須在底座板範圍內擺動,測出間隙最大值;且每次搭接長度1m),每處平整度符合3mm/4m 要求的,則評判該處平整度合格。
橋面平整度檢測的四條線排序均按面向大里程方向從左往右編號為1 線、2 線、3 線、4 線,每條線上的平整度檢測均從小里程往大里程方向進行檢查。
當橋面某處平整度不能滿足3mm/4m但在8mm/4m範圍內時,可用1m尺進行複檢量測,如滿足2mm/1m 要求的,則可以評判該處平整度合格;如仍不能滿足2mm/1m 要求的,則評判該處平整度不合格(當橋面某處平整度超過8mm/4m 時,不得再用1m尺進行複測評判,必須進行處理)。
梁面平整度整體合格評判標準:每條線上的平整度全部達到合格標準,且梁面其它部位的表面基本平順、無明顯不平整現象,則評判該梁面整體平整度合格,否則評為不合格,必須對平整度不合格處的梁面進行整修處理,直至達標。
2、1.5cm加高平台平整度驗收
l.5cm加高平台(即樑端1.45m 凹槽鋪板範圍)的平整度要求為2mm/1m。
平面結構尺寸為1.45×3.1m,偏差不得大於±5mm。
此加高平台不符合要求時,進行打磨或修補處理,直至符合要求。
3、高程驗收
利用cpⅲ高程作為基準點進行高程驗收,高程允許誤差±7mm。
樑端1.45m 凹槽範圍的橋面高程不得出現正誤差,凹槽深度滿足50(0,-2)mm。對不能滿足要求的應進行打磨或採用修補砂漿填充處理。
4、相鄰樑端高差驗收
在樑端處理合格的基礎上,相鄰樑端高差不大於10mm。採用1m水平尺進行檢查(在底座板範圍內對觀感較差處進行量測)。
5、排水坡驗收
橋面排水坡應符合設計要求,對排水坡存在誤差的橋面,應保證設計的匯水、排水能力,不允許出現反向排水坡,特別是兩線中間部位。對可能造成排水系統紊亂的橋面應打磨整修處理。
第二節防水層施工
1、防水層結構組成
橋面防水層由三部分組成:
第一部分:底座板防水層施工,噴塗(純)聚脲防水層,構造由「底塗+(純)聚脲防水塗料厚2mm」組成,見右圖。
第二部分:防護牆內側,底座板之外防水層施工,由「底塗+(純)聚脲防水塗料厚1.8mm+脂肪族聚氨酯面層厚≥0.2mm」組成,見左圖。
第三部分:防護牆外側防水層由「基層處理劑+聚氨脂防水塗料厚≥2.0mm+c40聚丙烯腈纖維混凝土保護層」組成,見圖右圖。
2、防水層施工
(1) 施工準備
防水層施工前,要對作業人員進行培訓和技術交底。
防水層施工要組建專業化隊伍,每個防水層作業隊的主要裝置配置見下表:
防水層施工前要先做工藝試驗,經驗收合格後方可正式施工。
橋面防水層鋪裝施工工藝圖
防水層施工工藝流程圖
(2)橋面基層處理
a.基層處理採用帶有吸塵器和自動行走裝置的拋丸裝置對橋面進行拋丸處理。
b.樑端凸台邊緣及陰角、防撞牆根部、側向擋塊根部毛刺採用角磨機進行打磨,做到稜角平直,無明顯凹凸。
c.對梁面、防撞牆根部、底座板根部、洩水孔邊緣表面缺陷(指直徑小於2cm 深度小於1cm的凹坑和深度5mm以內的淺表性「花紋」)。必須進行刮平修復。
可選修復材料有:①環氧類膩子、②聚胺脂類膩子;基層表面修復要進行養護,強度達到後再進行底塗施工。
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