CRTS Ⅱ型板式軌道梁表面平整度及六面坡施工技術(shù)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。CRTS 型板式軌道梁表面平整度及六面坡施工技術(shù)CRTS 型板式軌道梁表面平整度及六面坡施工技術(shù)CRTS 型板式軌道梁表面平整度及六面坡施工技術(shù)2010年第8期鐵道建筑RailwayEngineering7文章編號:10031995(2010)08-0007-04CRTSII型板式軌道梁表面平整度及六面坡施工技術(shù)蔣宗全,楊忠,王建輝,朱浩波,姚國虎(1.中國水電集團,北京100048;2.中國水電八局有限公司,長沙710016)摘要:通過對新建鐵路預(yù)制箱梁及現(xiàn)澆箱梁梁面加高平臺,排水六面坡,剪力齒槽及側(cè)

2、向擋塊齒槽等適應(yīng)CRTS1I型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究,針對梁面加高平臺平整度控制,梁面排水六面坡,剪力齒槽及側(cè)向擋塊成型控制等施工中遇到的問題,提出了解決方案及質(zhì)量控制要點,研發(fā)了成套模具.關(guān)鍵詞:CRTSII型板式軌道橋梁梁面構(gòu)造施工中圖分類號:U213.244文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B1梁面構(gòu)造及施工技術(shù)難點箱梁頂面由六面坡與箱梁中部加高平臺,梁端加高平臺,剪力齒槽,側(cè)向擋塊齒槽,梁端伸縮縫安裝預(yù)留槽口等共同組成,其中跨中加高平臺高出梁面65mm,寬度為3.1m;梁端加高平臺高出梁面15mm,縱向長度1.45m;六面坡結(jié)構(gòu)指為實現(xiàn)箱梁頂面橫向排水的三列排水坡面,因為總共為六個排水坡面,故通常稱為六

3、面坡.六面坡結(jié)構(gòu)通常在三列排水的梁面使用.京津城際鐵路梁面六面坡排水構(gòu)造是通過后期在梁面施做防水層構(gòu)造實現(xiàn),而新建鐵路首次提出在梁體頂面將六面坡系統(tǒng)構(gòu)造與梁體混凝土一同澆筑成型,其主要構(gòu)造包括:三列排水六個排水坡面,剪力齒槽,側(cè)向擋塊齒槽,梁端加高平臺及梁端預(yù)留槽口等.型板箱梁梁面典型構(gòu)造見圖1.粱端高平粱端槽粱端高平(a)斷面圖l一一I.-JJJJJJJJJ,JJJJJJJJJJJJJ.,rIIIfrrmI.塊Iff左,右各3對)跨中加高臺叫一68%.箱梁中心線一46.86目目6.8%自J.lll.l_-_I_rr_I】口高臺頭齒槽(左,右各3對)f11路._t2%2D/一固定支座)平面圈活

4、動支座)平面圖圖1適應(yīng)CRTS型板式軌道結(jié)構(gòu)梁面構(gòu)造示意收稿日期:2010-03-01;修回日期:2010-03-18基金項目:鐵道部科技開發(fā)計劃項目(2008G031.F).作者簡介:蔣宗全(1963一),男,四川綿陽人,教授級高工.8鐵道建筑新建鐵路CRTSlI型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計對梁面提出了很高的要求:軌道底座板下橋面平整度用4m靠尺檢查,空隙只允許平緩變化,且不大于3mm,即3mm/4m;軌道底座板下,梁端1.45m范圍內(nèi)開槽處橋面平整度應(yīng)滿足2mm/1m要求;底座板以外橋面平整度要求:3mm/1m.由于梁面六面坡結(jié)構(gòu)與梁體混凝土一同澆筑成型,因此坡面成型及梁面加高平臺平整度控制成為

5、了梁面混凝土收面施工中的關(guān)鍵控制技術(shù).現(xiàn)場施工控制中存在問題見表1.表1梁面構(gòu)造施工難點2新型模具研發(fā)為了解決梁面施工控制的難題,提高施工工效,根據(jù)六面坡結(jié)構(gòu),剪力齒槽,側(cè)向擋塊齒槽尺寸及梁端預(yù)留槽口尺寸,制作,改進(jìn)了相應(yīng)的定型鋼模板,進(jìn)行混凝土灌注時的體型控制.同時針對梁面加高平臺施工的需要,自主研制了一套整平抹面設(shè)備.通過反復(fù)試驗和改進(jìn)的梁面構(gòu)造模板及抹面機具在施工中取得了滿意的效果.采用改進(jìn)的模板及研制的機具后與之前的情況進(jìn)行對比,見表2.表2箱梁梁面構(gòu)造一次成型新型模具與原模具對比表2.1排水六面坡模具原排水坡面模具主要采用厚度t=4mm厚鋼板人工焊接加工而成,加工時根據(jù)不同坡度的排水

6、坡與梁頂平面的折角將鋼板人工折曲而成.這樣模具就具備了兩個塑形面,一個平面,一個斜面.為增加坡面模具的整體性租穩(wěn)定性,在排水坡面模具的平面上加焊了一根16圓鋼作為加筋肋,同時在排水坡面模具的斜面上每隔50cm用14圓鋼截成短鋼筋頭,將通長加筋肋與斜面模板進(jìn)行聯(lián)系,從而增加模板的整體性和穩(wěn)定性.在坡面模具與側(cè)向擋塊沖突的位置按常規(guī)方式進(jìn)行模板組合,二者分開安裝與拆除.使用過程中存在的缺點是鋼板較軟易變形,模具下混凝土不能充分振搗,側(cè)向擋塊與坡面相交部位成型困難.針對原模具存在的問題,新型的排水坡面模具主要采用t=6mm厚鋼板利用機床機械沖軋而成,加工時根據(jù)不同坡度的排水坡與梁頂平面的折角將鋼板機

7、械沖軋而成.并在坡面模具的兩個平面之間沿箱梁長度方向每個50cm增設(shè)一道加筋肋板,在坡面模具與側(cè)向擋塊沖突位置,專門制作定型鋼模板,將坡面模具與側(cè)向擋塊齒槽模具有機的結(jié)合成一個整體,二者合并為一個模具進(jìn)行安裝和拆除.由于新型模具有厚度較大,加工尺寸規(guī)整,增加加筋肋板,兩種模具有機組合等特點,新型模具較原模具具有更好的強度,剛度和塑形效果.新舊模具對比如圖2.圖2六面坡坡面新1日模板對比2.2剪力齒槽模具剪力齒槽原模具采用厚度t=4mm散鋼板人工焊接制作而成,有些使用一次性木模.焊接前根據(jù)剪力齒槽的設(shè)計幾何尺寸,在加工場內(nèi)先把各鋼板點焊拼裝成整體,幾何尺寸復(fù)核無誤后,滿焊加工而成.為保證成型效果

8、,在三條齒槽間用厚度t=4mrfl的鋼板將各齒槽焊接成一整體,最后在其上用16圓鋼增設(shè)三道加強筋.預(yù)埋螺栓設(shè)置在聯(lián)系鋼板上.模具缺點是覆蓋面積較大不利于混凝土的流動,模具質(zhì)量較小,剛度較差.針對原模具存在的缺點,新型剪力齒槽模板采用厚度t=6mm鋼板利用機床機械沖軋而成,加工前根據(jù)剪力齒槽的幾何尺寸劃線精確定位后,利用機床沖2010年第8期CRTSII型板式軌道梁表面平整度及六面坡施工技術(shù)9軋而成.在三道齒槽間預(yù)埋螺栓的位置,用厚度t=6mm的鋼板進(jìn)行聯(lián)系和固定預(yù)埋螺栓,最后在模具的兩端用寬B=10cm,厚t=6mm的鋼板設(shè)置加筋板.新型模具覆蓋混凝土面積更小,無死角利于同振搗時排氣,質(zhì)量較大

9、利于穩(wěn)固,厚度較大模具整體性較好,強度和剛度能滿足要求.新舊模具比較見圖3.側(cè)向擋塊齒槽的新型模具原理與剪力齒槽相同.圖3新舊剪力齒槽定型鋼模板對比2.3梁端槽口模具改進(jìn)梁端槽口原模具采用5號角鋼與鋼板焊接而成,由于梁端預(yù)留槽口尺寸為:長x寬=12cmx5cm,加工時用7cm寬的鋼板與5號角鋼的翼板焊接而成,較寬部位安裝在下部.該模具未作特別的加筋措施,只在個別位置用短鋼筋將角鋼與箱梁端模點焊加固.缺點是材質(zhì)軟易變形,壽命短.針對原模具存在的問題,新型梁端槽口模具采用t=6mm鋼板利用機床機械沖軋而成,并在模具的兩個側(cè)面沿箱梁寬度方向,每隔50cm設(shè)置一道三角形加筋板.新型梁端槽口模具具有強度

10、,剛度較好,變形小,塑形效果好等優(yōu)點.新舊模具比較見圖4.圖4梁端預(yù)留槽口新舊模具對比2.4提漿整平機的改進(jìn)原來梁面混凝土收面時主要采用整平機整平一次后,人工二次抹面.由于模具變形,整平機未加調(diào)節(jié)刮板,人工二次抹面等問題直接影響了提漿整平機的整平效果,平整度很難達(dá)到設(shè)計要求;新研發(fā)的提漿整平機,增加了調(diào)節(jié)刮板,可實現(xiàn)不同高程的提漿整平作業(yè).由于梁面構(gòu)造其他模具的剛度較好,提漿整平時可實現(xiàn)一次連續(xù)整平,無需人工二次抹面,提漿整平機整平過程均勻,連續(xù),效果較好,平整度易于控制.新型整平機及提漿,整平過程見圖5.圖5新型提漿整平機及提漿整平過程3施工工藝3.1施工方法梁面一次成型施工工藝流程見圖6.

11、梁面灌注混凝土前應(yīng)根據(jù)六面坡,剪力齒槽及側(cè)向擋塊等結(jié)構(gòu)的設(shè)計尺寸,采用厚度為6mm的鋼板按照設(shè)計幾何尺寸用機床沖軋而成,在梁面防裂鋼筋網(wǎng)片安裝就位之后,利用掛線和尺量的方法對側(cè)面坡,剪力齒槽等模具進(jìn)行定位,位置確定好了以后,利用水準(zhǔn)儀對側(cè)面坡,剪力齒槽等模具頂面的高度進(jìn)行超平,使每個位置的上口高度均與設(shè)計高度一致,最后,利用短鋼筋頭將側(cè)面坡,剪力齒槽等模具固定在防撞墻鋼筋上或箱梁頂板鋼筋網(wǎng)上.施工準(zhǔn)備(模具制作等)箱粱頂板鋼筋完成二二二工二六面坡模具安裝二二二二二六面坡模具精調(diào)囂</-套S人工抹面I.二箱粱混凝土澆筑模具及整平機精調(diào)復(fù)核提漿機提漿,整平養(yǎng)護(hù),成型圖6梁面一次成型施工工藝流

12、程圖六面坡模具安裝時應(yīng)用精密水準(zhǔn)儀對其頂面高程進(jìn)行復(fù)核,確保其頂面高程與梁面設(shè)計頂面高程保持一致,待混凝土澆筑至梁面時應(yīng)再次復(fù)核頂面高程,確認(rèn)與梁面設(shè)計頂面高程一致的情況下方能開始提漿機10鐵道建筑提漿,整平作業(yè).要實現(xiàn)梁面連續(xù)高效的提漿,整平作業(yè),箱梁澆筑混凝土前,提前安裝好提漿整平機的運行軌道是必須的.提漿整平機軌道安裝在箱梁外側(cè)模板翼緣板上,提漿整平時主要通過調(diào)節(jié)安裝在下部的刮板實現(xiàn)不同高程的梁面整平作業(yè).針對提漿,一次整平,抹面機,用厚度為6mm的鋼板在機床上沖軋成型,然后利用可調(diào)節(jié)螺栓固定在提漿整平機后面,抹面機的底面與提漿整平機的刮板底面要保持一致水平,抹面機因提漿整平機的振動而連

13、帶振動,使得抹面效果光滑且平整.提漿整平機使用時,只需調(diào)整提漿整平機的刮板高度即可實現(xiàn)不同高程的提漿整平作業(yè),在這里值得注意的是,在使用機械抹面前要對提漿整平機行走軌道進(jìn)行精密超平,在使用時要對提漿整平機兩側(cè)的刮板底面高度進(jìn)行抄平,確保梁面的高度和加高平臺的平整度能滿足設(shè)計要求.對于防護(hù)墻與豎墻之間,豎墻與豎墻之間及加高平臺根部等死角部位,需進(jìn)行人工輔助抹面,人工抹面通過搭設(shè)抹面樣架實現(xiàn),抹面時需注意各種排水坡度的控制.3.2施工質(zhì)量控制要點箱梁梁面一次成型不僅僅是模具和設(shè)備就可解決的,這里重點強調(diào)幾個質(zhì)量控制要點:模具的材質(zhì)必須具有足夠的強度和剛度,在使用過程中無較大變形;模具的安裝必須牢固

14、可靠,不會因施工過程中人員走動和機械振動而發(fā)生位移;模具,提漿整平機的頂高程必須進(jìn)行精密抄平,確保設(shè)計體形;混凝土坍落度必須進(jìn)行良好的控制,避免過大或過小,進(jìn)而影響坡面及齒槽成型;梁面加高平臺防裂鋼筋網(wǎng)必須嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度,避免梁面露筋等質(zhì)量缺陷;梁面混凝土灌注完成,提漿整平作業(yè)結(jié)束后,應(yīng)注意保養(yǎng),必須待梁面六面坡等結(jié)構(gòu)具備足夠強度后,再拆除模具.4效果比較側(cè)面坡原模具由于采用薄鋼板人工焊接,材質(zhì)較軟,剛度不能完全滿足要求,在梁面混凝土提漿整平過程中容易發(fā)生變形,不能充分振搗,容易產(chǎn)生氣泡,且模板周轉(zhuǎn)次數(shù)少,壽命短;新型側(cè)面坡模具采用厚鋼板沖軋成型,材質(zhì)較好,剛度能滿足要求,在使用過程中變形

15、較少,模具下混凝土等充分振搗,氣泡較少,且周轉(zhuǎn)次數(shù)多,壽命長,塑形效果好,轉(zhuǎn)角面光滑易脫模.剪力齒槽原模具由于其與混凝土接觸面不光滑,有死角,再加上齒槽中間的混凝土振搗不充分,不密實,導(dǎo)致強度低而容易破碎,成型效果較差;新型模具采用6mm厚鋼板用機床沖軋成型,且模板面積小并避免了死角現(xiàn)象,模具涂刷脫模劑后,利于混凝土振搗時的排氣和流動,轉(zhuǎn)角部位混凝土不易缺棱掉角,從而保證了混凝土的良好成型和強度.梁端槽口原模具由于采用普通角鋼,使用過程角鋼翼板容易發(fā)生彎曲變形,拆模后混凝土美觀效果差;新型梁端槽口模板采用6mm厚鋼板用機床沖軋成型并增焊了加勁肋板,昆凝土振搗及模板周轉(zhuǎn)使用過程中變形問題能較好地得到控制.新的提漿整平機通過設(shè)置在外側(cè)模板上的運行軌道實現(xiàn)連續(xù)提漿,整平抹面作業(yè),梁面加高平臺平整度易于控制,效果較好.模具,提漿機改進(jìn)前,后,梁面加高平臺平整度效果檢測對比見表3.表3采用改進(jìn)模具和機械抹面組合前,組合后的梁面平整度檢測數(shù)值注:括號內(nèi)數(shù)值為改進(jìn)前梁面平整度.采用4m靠尺+塞尺.從表3中可以看出,通過新型模具研發(fā)與提漿整平機設(shè)備的組合,梁面結(jié)構(gòu)成型良好,梁面平整度能滿足3ram/4m和2mm/1m的設(shè)計要求.因此在梁面構(gòu)造一次成型技術(shù)中應(yīng)采用新型模具,以及梁面構(gòu)造模具與抹面機械設(shè)備的優(yōu)化組合.