篇无砟轨道CRTSⅡ型轨道板的施工

1、无砟轨道CRTS型轨道板施工技术,无砟轨道CRTS型轨道板的施工技术是在引进德国博格板的施工技术基础上，结合我国高速铁路、客运专线发展需要及工程特点，经过消化、吸收、再创新的国产化研究，形成了具有中国特色的无砟轨道施工技术。现已广泛应用于京津城际、京沪高铁、京广客专、沪昆高铁等高速铁路工程，成为了我国目前高速铁路无砟轨道施工的主要施工技术之一,补图,前言,京津城际铁路,高速铁路CRTS型轨道板施工技术,CRTS型无砟轨道板预制轨道板通过水泥沥青砂浆调整层，铺设在现场摊铺的混凝土支承层或现场浇筑的具有滑动层的钢筋混凝土底座（桥梁）上，适应ZPW2000 轨道电路的连续轨道板无砟轨道结构型式。包括

2、标准板、特殊板和补偿板，标准板长6450 mm、宽2550 mm、厚度200 mm，混凝土的设计强度为C55，每块板混凝土用量345 m3，板重约89 t，特殊板和补偿板依据具体设计确定。轨道板横向配置60根中1 0预应力钢筋，纵向配置6根由20精轧螺纹钢筋用于轨道板的纵向联接，在纵、横向钢筋的上、下层分别配置一层钢筋网片，所有钢筋交叉点均做绝缘处理。每组承轨台之间设有一道控制开裂的V形槽,一、CRTS型轨道板基本结构,2.1 CRTS型轨道板预制施工工艺流程 轨道板采用长线台座预制，每个台座配备27套模具，轨道板横向预应力通过在台座进行整体先张拉实现，一个台座的27块轨道板必须在2小时内一次

3、性连续浇筑成型。一个台座内各施工工序的作业时间及人员安排计划详见表2.1-1。CRTS型轨道板预制工艺详见图2.1-1,二、施工工艺及关键技术,二、施工工艺及关键技术,2.2 原材料及混凝土配合比 高速铁路CRTS型轨道板为C55高性能钢筋混凝土，是采用现代混凝土技术制作的新型混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标，保证混凝土的适用性和强度并达到高耐久性、高工作性、高体积稳定性和经济性。 混凝土的性能要求 依据设计图纸、铁路混凝土工程施工质量验收补充标准铁建设【2005】160号、客运专线铁路CRTSII型板式无砟轨道混凝土轨道板（有挡肩）暂行技术条件科技基【2008】173号和客运专线高性能混

4、凝土暂行技术条件科技基【2005】101号；同时借签其他轨道板场的相关经验。 混凝土的抗压强度和弹性模量应符合设计要求。 混凝土的抗冻性能应满足F300的要求。 混凝土的电通量应小于1000C。 混凝土内总碱含量不应超过3.5kg/m3。当骨料具有潜在碱活性时，总碱含量不应超过3.0kg/m3。混凝土中总氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06,二、施工工艺及关键技术,混凝土中应选用高效减水剂及能够改善混凝土性能的高活性复合掺合料，混凝土的胶凝材料总量不宜超过480 kg/m3，用水量不应超过150 kg/m3。 预应力筋放张时，混凝土抗压强度不得低于设计强度的80，且不应低于48MPa。 设

5、计坍落度：140mm180mm，含气量：23%。 混凝土16h强度达到48MPa的配制特点 轨道板在生产厂房内集中预制，实行工厂化管理。轨道板厂设计生产能力根据工程量和施工工期确定。半成品轨道板厂房设三条先张法长线台座生产线，每条生产线作业周期为24 h(其中养护时间约16h)，采用三班作业制，每天生产半成品轨道板81块。 确定优选原材料 本项目要求根据铁路混凝土工程施工质量验收补充标准铁建设【2005】160号和客运专线铁路CRTSII型板式无砟轨道混凝土轨道板（有挡肩）暂行技术条件科技基【2008】173号的要求选用材料，通过试验优选混凝土用原材料如下： 水泥： PII42.5水泥；高活性

6、复合掺和料；砂：新中砂；碎石： 520mm 外加剂：高效减水剂,二、施工工艺及关键技术,确定混凝土配合比 采用优选的原材料，根据混凝土配合比设计导则，设计CRTSII型轨道板预制混凝土配合比，通过和易性、力学性能、耐久性能试验优化，得到了符合要求的混凝土配合比，配合比详细用量见例表,二、施工工艺及关键技术,例表CRTSII型轨道板配合比,二、施工工艺及关键技术,图 混凝土施工中,图 混凝土坍落度试验中,二、施工工艺及关键技术,预应力筋 预应力筋采用螺旋肋钢丝，直径分为5和10两种（其中5为定位丝），其主要技术指标应符合表5.2-4和表5.2-5的规定，其他性能应符合GB5223的规定。 表5.

7、2-4 预应力筋主要力学性能,二、施工工艺及关键技术,钢筋 CRTS型无砟轨道板设计采用的钢筋分3种直径2种级别，包括HRB500级直径为20的纵向连接精扎螺纹钢筋，HRB 335级直径16的纵向接地钢筋，HRB500级直径为8的上下层网片钢筋，其中所有横向的8钢筋为环氧涂层钢筋。螺纹钢筋的性能应符合GB 1499的规定，环氧树脂涂层钢筋的性能应符合JG 3042的规定，精轧螺纹钢筋的性能应符合GB1499的规定。 绝缘热缩管材质为聚丙烯或聚乙烯，介电强度值不小于30KV/mm，规格尺寸和其他性能符合设计要求。 预埋件：CRTS型无砟轨道板内的预埋件有预埋套管、接地端子、定位块等。预埋套管应符

8、合客运专线扣件系统暂行技术条件（铁科技函2006248号）的规定；接地端子采用不锈钢制造，材质成分应满足：Cr16%、Ni5%、Mo2%、C0.08%，其余各项性能指标应符合相关技术条件的要求。定位块采用Q235钢材制作，表面做铬酸钝化处理,二、施工工艺及关键技术,2.3 模具的设计制作及安装 1）模具的设计、制作 标准板模具设计长6.45m、宽2.55m，由地脚螺栓及支撑钢板、缓冲橡胶块、支架、面板、承轨台、纵向隔模、橡胶端模以及辅助部件组成，模具结构见图5.3-1。 图5.3-1 模具构造图（立体,二、施工工艺及关键技术,2）模具的安装 模板安装前的布局 测量张拉钢丝钳口高程，全局布置模板

9、：采用天宝DiNi03数字水准仪测出南北两张拉台座上张拉钢丝钳口的高程（在20个张拉块中取第1、2、10、11、19、20块测量其高程），并求出南北两台座的高程平均值。按设计要求张拉池两端张拉台座的高度应处于同一水平，最大允许相差1mm。如果满足此要求，将27块模板在同一水平面安装。如果两端高度差H超出1 mm，则安装时将此高度差H均分到各个模板上。张拉池中模板的布局见图5.3-2。 首块模板安装 粗调模板高程：先吊出模板将其放置在支撑钢板上，按照模板边沿高程比张拉槽口高程平均值高1.5mm2.0mm的原则将模板粗调平。纵向槽口定位：采用张拉钢丝法或经纬仪定位法，以两端张拉台座上的5钢筋张拉槽

10、口中心为基准线，移动模具，使模板V型槽口中线与之对齐，其精度要求达到1mm。精调模板高程：用数字水准仪通过测量模板中1、4、7、10、11、14、17、20号承轨台的高程，调节地脚螺母使其高程在同一水平面上，误差范围0.3mm,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,非首块模板的安装 支撑钢板的调整：调节地脚螺母使支撑钢板与前一个已安装模板的支撑钢板基本处于同一水平面。 吊入已制作好的合格模板，安置于8个支撑钢板上。 纵向槽口定位：采用张拉钢丝法或经纬仪定位法，以两端张拉台

11、座上的5钢筋张拉槽口中心为基准线，移动模具，使模板V型槽口中心线与之对齐，其精度要求达到1mm，并使模板长方向棱边与相邻已安装的模板边平行，并调整模板的位置，使相邻模板紧靠的长棱内边缘距离控制在50mm,外缘距离控制在34mm。（此处要考虑后续模板的安装位置，确保有足够的空间下放最后一块模板）。高程定位：用数字水准仪通过测量模板中1、4、7、10号承轨台的高程，调节地脚螺母使其与已安装的模板在同一水平面上，误差范围小于1.0mm，同一模板内部承轨台达到同一平面，其高程精度要求达到0.3mm,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,图5.3-3 模具在台座上的组装图（立体,

12、二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,2.4 钢筋网片及预应力丝制作安装 1）钢筋及绝缘组成 型板内钢筋由10mm、5mm预应力丝、20mm精扎螺纹钢筋及上下两层钢筋网片组成。钢筋表面的环氧涂层起绝缘作用，（20mm精扎螺纹钢筋与预应力丝间）用热缩管隔离。 2）预应力丝加工 每块轨道板共60根10mm预应力筋、6根5mm预应力丝，5mm预应力丝是用于定位钢筋网片高度位置的。加工预应力筋时，首先将整孔预应力筋吊放到特制绞车里，人工将钢筋头从绞车中抽出，装入推送器的推送槽中，开启电源，推送装置及数控切割小车将按既定长度自动下料，并将成品置于推送装置一侧。 3）热缩管及钢筋网

13、片制作 CRTS II型无砟轨道板所采用的钢筋钢筋下料作业全部由材料供应商完成，钢筋下料长度应符合设计要求。钢筋车间内安装4个热缩管安装台，负责热缩管的定位安装加工；5个下层钢筋网片加工模具台，用于下层钢筋网片的安装和接地装置的焊接安装；6个上层钢筋网片加工模具台，用于上层钢筋网片及纵向连接钢筋的安装,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,图 钢筋网片存放,图 预应力钢丝下料及定长切割,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,4）热缩管安装工艺 热缩管的安装是在自行加工的专用台具上进行的。加工时,人工将切割好的钢筋放到加工胎具上。手工将热缩套管套在

14、螺纹钢筋上，并调整到设计位置。比照标准件，精确调整热缩管的位置。然后用喷火枪开始热缩加工。燃气喷火枪点火后，手持喷火枪，沿要热缩的套管上（或下）反复、快速移动，直至热 缩管处能看到钢筋螺纹，热缩工序即告完成。喷火热缩时，枪口与热缩管保持1015cm距离， 防止热力过于集中，使绝缘性能降低或消失。 5）钢筋网片制作 制作钢筋网片时，先将纵向钢筋准确安放在胎具定位槽内，再按设计位置将横向钢筋对准纵向钢筋后进行绑扎。 6）钢筋入模安装 钢筋网片入模安装是依5mm 预应力丝入槽下层钢筋网片安放10mm预应力丝入模初张拉（20%）纵向隔模安装终张拉（100%）上层钢筋网片安装的顺序进行。安装完毕再次进行

15、绝缘检测及钢筋检查合格后浇注混凝土,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,图 在胎架上绑扎下层钢筋网片,图 热缩管加工,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,2.5 预应力筋张拉及放张 预应力张拉与放张操作，全部采用PC机数字化控制，实现可控速度的同步张拉放张。 1）预应力张拉控制工艺 轨道板板设计总张拉力为4202KN，总伸长值为301mm，对应每个油缸张拉力为2101KN，采用整体张拉方式，且在台座两端同步进行。即在张拉时，通过安装在台座两端的各两个千斤顶同时将两个相对的锚固有预应力钢筋的张拉横梁向外推开。在张拉过程中，PC控制机上将显示每个

16、千斤顶的活塞位移量、张拉力数值。 初张拉：启动自动张拉系统，千斤顶按事先设定好的位移量（55mm）顶出，即将预应力钢筋张拉至约设计值的20%，放入支撑垫板，用环形螺母锁紧。安装中间隔模后进行终张拉。 终张拉：将预应力钢筋从设计值的20%张拉至100%，放入支撑垫板，用环形螺母锁紧锚固，自动张拉系统回油、卸载。要求千斤顶活塞伸长值间偏差：同端千斤顶不大于2mm、异端千斤顶不大于4mm,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,图 预应力张拉控制设备,图 预应力钢筋终张拉,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,在张拉过程中，台座上4个千斤顶的活塞位移量、

17、张拉力值自动存储在PC控制机内， PC控制机将对这些数值进行计算处理，得出预应力钢筋总张拉力、伸长值及与设计值偏差，要求不大于5%。 每隔2周用拉力传感器检测张拉台座中4根预应力钢筋的单根张拉力，要求与设计额定值偏差不大于15%时。 2）预应力筋放张、切割 当轨道板混凝土经过养护，同温水池试块经试验室检测强度达48Mpa以上时，开始对张拉钢丝进行放张操作。放张操作时先接通设备，将钢丝“过度”张拉到可以松开环形螺母的时候为止。然后取出支撑板，油缸重新缩回，缩回的过程要进行得相当慢（控制在约4060秒），以便逐渐减低张力，防止加力速度过快造成对板的损伤。 预应力筋切割采用特制的切割小车进行，为避免

18、有害粉尘散入空气中，影响人体健康，配置有专用工业吸尘器即时除尘。切割顺序安排为：第一个切口安排在张拉台座的中间，第二个切口在张拉台座的3/4处，第三个切口在台座的1/4处，之后，根据出板顺序逐个切割板间预应力筋,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,2.6轨道板混凝土浇注及养护 灌注混凝土采用布料机均匀布料，可将混凝土定量投入模板，同时也保证了混凝土浇筑的均匀性和底板面平整度及轨道板厚度的可控性。采用模具下安装的附着式振捣器捣固的方法，混凝土浇注前模板温度要在20-30。混凝土入模温度在1530。具体如下： 1）机械准备 将布料机运行到灌注混凝土的模具上方；双梁行车、拌

19、和站、运输小车、料斗等开始运行并检查。 2）布料入模 拌和好的混凝土，由拌和站卸入储料罐，再由行车吊运至布料机，卸入布料斗内，在布料斗装够一块板的混凝土后，开启排料阀门，同时横向走行布料斗，将混凝土均匀倒入模具内。注意根据实际，选择混凝土输出速度。 3）布料方法 混凝土采取两次布料，在第一次从一端至另一端，均匀注入7580%的混凝土；第二次返回布料时，将全部混凝土均匀注入模中。如经过捣实后发现混凝土太少，再进行补料,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,4）混凝土振捣 第一次布料完成时，启动模具下附着式振动器，对混凝土进行振捣，振捣至密实为止。密实以混凝土表面泛浆，无气

20、泡或少量气泡冒出为准。 5）刮平 放下整平板并启动整平板振动器，进行辅助振捣。同时，向前运行布料机，将混凝土表面刮平，并把多余混凝土刮到相邻模具内。 6）S2钢板预埋 混凝土灌注完毕后，应及时将调高钢板S2压入混凝土，其位置和深度符合施工图纸要求。重复以上作业，直至整个台座的27块板混凝土灌注完毕。 7）拉毛 用自行式拉毛机作业，拉毛机用门架式走形机构驱动，其行驶速度在1530m/min。在混凝土刮平后，间隔2030分钟进行拉毛作业,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,图 混凝土布料及轨道板拉毛,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,8）混凝土

21、养护 在轨道板浇筑完毕混凝土初凝并起出侧模板后，应及时在混凝土表面覆盖帆布养护。覆盖帆布用多功能车运送专用功能托盘实现。在灌注混凝土1.52h后，取出轨道板之间的挡板，在浇注最后一块时，同时制作两组同条件养护试件，并放置在由数控温控装置控制的与轨道板混凝土温度能同步变化的水池中。在混凝土灌注完成后16h，试件强度达到48Mpa以上时，即可撤掉帆布，进行预应力放张及切割预应力筋，开始轨道板脱模作业。 毛坯板脱模后放置到一侧的临时存板台上，每垛3块，应视情况及时覆盖帆布静放24小时，以保温或防止轨道板因与环境温差太大而产生裂缝。 毛坯板存放24小时后用电瓶车运至存板场，堆放到存板场后，采取自然养护

22、措施,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,图 轨道板的养护,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,2.7轨道板脱模、吊运、存放作业 1）毛坯板脱模 毛坯板脱模采取桥式吊车配合真空吊具，压缩空气辅助的方法。 脱模时，启动双梁桥式起重机至真空吊具放置地点，将吊钩与真空吊具挂好后，移动起重机至脱模地点；用行车将真空吊具横梁轻放至出模毛坯板上，其4个吸盘自然落在毛坯板上；开启液压油缸，将油缸以低压力伸出，使真空吊具横梁自行校平；控制油缸到较高压力，以制造真空，使吸盘牢固地吸在毛坯板上，待四块吸盘的指示灯变为绿灯时，即可开始脱模作业。 脱模作业：脱模作业

23、需设置在模具下面的压缩空气（6bar）装置配合。打开压缩空气阀门，同时启动油缸提升功能，待将毛坯板提出模具约30cm距离后，脱模作业即告完成。 移板作业：桥式起重机将毛坯板提升至一定高度后，用人工辅助的方法将毛坯板沿水平面旋转90，再运行起重机到临时存板台上方；开启存板台压缩空气管路，向气动式摇臂的气囊充气，使摇臂处于垂直状态；运行桥式吊车，调整毛坯板位置，在人工辅助下，使毛坯板,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,沿摇臂放到存板台上；将毛坯板放置存板台上，经检查位置无误后，即可解除真空，移走吊具，开始下一循环作业。毛坯板在临时存板台上放三层，层间用四块方木支撑。 2

24、）轨道板存放 毛坯板在车间存放24h后，即可运到车间外堆放。毛坯板运输采用电瓶驱动的运输车，运输车载重量为30吨，一次可顶起3块毛坯板并运至存板场存放在临时台座上。在存板场用龙门吊吊抓钩式吊梁将每块板吊放至存放处，并记录。 毛坯板存放每个存板台上堆放12块毛坯板，板与板间用4块垫木三点式支撑，垫木的抗压强度应不小于15Mpa，外形尺寸175175120mm（长宽高），加工误差标准为2mm。 成品板的出场、堆放作业方法与毛坯板相同。成品板堆放每个存板台上高度最多堆放9块，成品板板间垫木采用175175200mm规格的硬质木块，其加工允许误差为2mm。成品板堆放到台座上后，应及时形成记录，记录的内

25、容包括：轨道板的编号、打磨日期、预制日期、模具号、质量情况等,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,图 车间存放24h后移板作业,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,2.8 轨道板的打磨及质量检验 1）翻转轨道板 翻转轨道板主要由特制的翻转机完成，翻转机的提升力为100kN，其作业程序如下： 用龙门吊车、抓钩式吊梁将毛坯板运送到翻转机；启动翻转机液压装置，将毛坯板夹紧;将翻转装置上升到极限位置，并翻转180。将翻转装置下降到轨道板至滚轮线位置后，解开翻转机锁紧装置。 2）切割外露预应力筋 轨道板翻转后，按滚轮托架线启动按钮，将轨道板运送到钢筋切

26、割工位，由盘锯对其两侧外露预应力筋进行切割，使轨道板两侧平齐，切割完成后继续前行至打磨室进料口外，等待打磨作业。翻转机翻转下一块轨道板。 4）打磨轨道板 打磨轨道板由打磨机完成，工作过程需要水、电、气及污水处理系统协同运行，正常情况下，轨道板打磨时间约15min；打磨时，污水处理、供水、供电、供气等系统应保持正常运转。主要工作程序如下,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,数据输入：将设计单位提交的线路设计打磨数据输入生产计划计算机控制系统，这些数据经设计单位处理后，成为不可编辑的文件，直接拷贝入“AV”机（生产计划系统），按生产安排导入数据库。数据库软件中主要有五个界

27、面，分别是初步计划界面、任务界面、信息管理界面、数据界面、质量界面。 生产计划系统管理员按照现场进度及铺板顺序需要做轨道板打磨生产计划。计划近期打磨的轨道板数据存放在数据库的任务界面，根据信息管理界面任务完成情况适时传入信息管理界面，信息管理界面可将要打磨的轨道板数据信息通过网络自动传至打磨机电脑，打磨完成后自动将更新的打磨数据传回计划系统，并记录全部打磨数据和质量数据。打磨过程如下： 等待在打磨室进料口外的毛坯板，需要打磨时开启进料口，启动滚轮线，提起限位块，毛坯板自动至打磨机下的固定位置。 固定轨道板：托架线将轨道板运送到打磨工位；然后通过设置在轨道板下的6个油缸将毛坯板顶起并进行找平调整（压力调节），此时系统会自动调节各个点上不同的荷载分配，最后，用4个油缸控制，从侧面6个夹紧油缸将轨道板卡紧。此时即可开始对毛坯板进行测量和磨削加工,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,图 轨道板的翻转作业,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,图 轨道板切割外露预应力筋,二、施工工艺及关键技术,图5.3-2 张拉池中模具的全局布置,生成子程序：通过磨床内激光测量系统（或传感器测量系统）测量轨道板承轨台的各个关键点，计算出板平面相对于加工面的位