新型装配式CRTSⅢ型板式无砟轨道“直铺法”施工技术_刘洋.pdf

20231Building Construction116新型装配式CRTS型板式无砟轨道“直铺法”施工技术刘洋 李国炜 卢加新 王闵闵 王亚坤 李烨中建八局第一建设有限公司 山东 济南 250100摘要：以货运重载铁路新建铁路临沂临港铁路工程为实例，设计研发了一种新型的装配式CRTS型板式无砟轨道结构，采用预制装配式底座板，通过集中化、工厂化、机械化的生产方式，极大减少了支撑、模板等周转料具的投入，同时提高了混凝土施工质量。创新提出并应用了路基表层、底座板、轨道板间设置锚固体系限位，底座板与路基表层间设置快凝微表处混合料找平层结构，轨道板与底座板间设置橡胶与聚氨酯组合的减振垫结构等技术，可充分地利用路基沉降评估期的技术间歇时间，开展线上工程与线下工程平行施工，解决传统工艺无法连续作业和高效转序的技术难题，实现了无砟轨道快速化、经济化、优质化的建造目标。关键词：货运重载铁路；装配式无砟轨道；预制装配式底座板；快凝微表处；锚固桩中图分类号：TU99 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2023)01-0116-05 DOI：10.14144/ki.jzsg.2023.01.031Construction Technology of Direct Paving Method for New Fabricated CRTS Slab Ballastless TrackLIU Yang LI Guowei LU Jiaxin WANG Minmin WANG Yakun LI YeThe First Company of China Eighth Engineering Bureau Ltd.,Jinan 250100,Shandong,ChinaAbstract:Taking the newly built freight heavy haul railway Linyi Port Railway Project as an example,a new type of fabricated CRTS slab ballastless track structure is designed and developed.Prefabricated base plates are used.Through centralized,industrialized and mechanized production methods,the input of support,formwork and other turnover materials is greatly reduced,and the quality of concrete construction is improved.Innovative technologies such as setting anchorage system limit between the subgrade surface layer,base plate and track plate,setting rapid solidification micro surfacing mixture leveling layer structure between the base plate and the subgrade surface layer,and setting rubber and polyurethane combined damping pad structure between the track plate and the base plate have been put forward and applied,which can fully utilize the technical interval during the subgrade settlement assessment period to carry out parallel construction of online and offline projects,to solve the technical problems of continuous operation and efficient sequence transfer caused by traditional technology,the construction goal of fast,economical and high-quality ballastless track has been achieved.Keywords:freight heavy haul railway;fabricated ballastless track;prefabricated base plate;rapid solidification micro surfacing;anchor pile工质量和结构尺寸校正较难控制，外部模板支立、预埋件、预留孔的设置以及在振捣过程中的固定，也因工艺的操作复杂造成施工降效5；底座板混凝土完成现浇后，养护期较长，也无法开展快速转序和连续施工。针对现有技术的缺陷与不足6，依托新建临沂临港疏港铁路工程，在1 km的货运铁路无砟轨道科研试验段中，设计研发了一种新型的装配式CRTS型板式无砟轨道结构，并在施工中总结形成了货运铁路装配式无砟轨道“直铺法”施工技术，成功解决了施工难题。1 项目工程概况新建临沂临港疏港铁路工程位于山东省临沂市临港经济开发区和日照市岚山区交界处，设计技术标准为级单线当前货运铁路工程中应用无砟轨道的施工方案极少，主要原因是施工技术尚不成熟，有待改进。纵观CRTS型板式无砟轨道结构，底座板施工技术占据重要地位，如何提高底座板的建造质量、提升底座板的施工工效、降低施工过程的成本投入，是改进和提升施工技术的核心所在1-3。传统的CRTS型板式无砟轨道结构只能在路基沉降变形稳定后，才能进行无砟轨道结构施工，沉降评估期无法得到有效利用4；钢筋混凝土底座采用现场浇筑法施工，混凝土的施作者简介：刘 洋（1987），男，本科，工程师。通信地址：山东省济南市历下区工业南路89号（250199）。电子邮箱：收稿日期：2022-06-27市政工程MUNICIPAL ENGINEERING建筑施工第45卷第1期117货运铁路，区间无缝线路设计速度60 km/h，内燃机牵引预留电气化条件，机车类型DF8B，牵引质量5 000 t。全线共设4个车站、1个线路所，正线全长25.63 km，桥梁9座，无隧道，为涉及路基、桥涵、站场、轨道、三电（信号、通信、电力）、房屋、给排水等专业的综合货运铁路工程。其中，主线段DK0700DK1700段1.0 km范围为无砟轨道科研试验段，新建临港主线与既有坪岚铁路并行，线间距10 m，线路平均高差为0.5 m。试验段范围主要为5 m高左右的填方路基结构，并设有2座简支箱梁中桥和3座接长涵洞。2 新型无砟轨道结构组成2.1 整体结构设计货运重载铁路新型装配式CRTS型板式无砟轨道由钢轨、弹性扣件、轨道板、减振垫、底座板、锚固体系装置、微表处找平调整层、沥青混凝土防水层封闭层组成（图1），轨道结构高度为768 mm，桥梁段为无底座板设计，曲线段无砟轨道超高利用路基基床表层、桥梁梁面找平层进行调整，并形成了实用新型专利“一种新型货运铁路无砟轨道结构”。预制装配式CRTS型轨道板预制装配式底座板快凝微表处找平层AC沥青封闭层橡胶骨架减振垫轨道板锚固桩底座板锚固桩底座板锚固桩基础图1 新型CRTS型板式无砟轨道示意2.2 钢轨、扣件钢轨采用60 kg/m、100 m定尺长新钢轨，材质为U75V，其尺寸允许偏差及平直度和扭曲允许值应符合相关技术条件。扣件采用WJ-8型有挡肩扣件，适用于最大轴重230 kN的货运铁路，轨垫板下弹性垫板为WJ-8A型，组装扣压力18 kN，每组扣件钢轨纵向阻力9 kN。2.3 轨道板采用P5600型CRTS板式先张预应力混凝土轨道板，混凝土强度等级为C60。特殊结构设计创新点为轨道板板底不设置门形筋，且板底平整度偏差1 mm。2.4 减振垫减振垫由橡胶隔振体保持架和聚氨酯弹性柱两部分组合而成，聚氨酯弹力柱的静态弹性模量控制在2.35 2.55 MPa，动静态模量比值1.3。2.5 底座板底座板为装配式钢筋混凝土预制构件，混凝土强度等级为C40，结构尺寸为3 100 mm（长）2 800 mm（宽）300 mm（厚），底座板纵轴向预留锚固套筒，横轴方向设置锚固桩预留孔。2.6 轨道板锚固钢棒钢棒采用45号钢材，上部光面，下部牙形螺纹，顶端留设一字贯通凹槽，便于现场施拧，如图2所示。锚固装置与板体预留的间隙采用聚氨酯树脂填充，树脂混合液的黏度、可使用时间和浇筑体的外观质量、硬度、弹性系数、剪切强度、黏结强度、耐热老化性应符合设计要求及高速铁路CRTS板无砟轨道凸形挡台填充聚氨酯树脂的规定。轨道板垫层、沥青混凝土层桥体光面套筒上方及四周填充树脂防水密封上部钢棒周围光面套筒下部钢棒周围预埋螺纹套筒（内外皆螺纹）活动空隙树脂保护材料光面钢棒上铜圆环上光面下螺纹限位钢棒螺纹套简外直径160螺纹钢棒公称直径100图2 底座板与轨道板锚固体系细部2.7 微表处找平调整层在底座板与路基防水封闭层间，设置快凝微表处混合料找平调整层，厚度控制在10 mm左右，主要性能指标要求如下：拌和时间120 s，30 min黏聚力1.2 Nm，60 min黏聚力2.0 Nm，1h湿轮磨耗540 g/m2，6 d湿轮磨耗800 g/m2，黏砂量450 g/m2，轮辙变形率5%。2.8 沥青混凝土防水封闭层在路基表层上面铺1层厚20 mm沥青混凝土，以实现刚度过渡与初步找平。沥青面层采用AC-10沥青混凝土，纵向不设置沉降缝连续摊铺，横向不设置横坡全幅摊铺。2.9 底座板锚固桩底座板锚固桩为C40钢筋混凝土结构，分为下部条形基础和上部圆体锚固柱两部分，如图3、图4所示。下部条形基础结构尺寸为2 300 m（长）1 000 m（宽）300 mm（厚），长边方向垂直线路布置，并全部嵌入至路基表层；条形基础上部设置2个圆体锚固桩，圆体直径为190 mm、中心间距为1 350 mm，平衡对称布置，用于嵌入底座板。通过锚固桩使底座板、路基结构层形成锚固体系，使无砟轨道线上结构受到的行车荷载有效传递至路基、桥梁等线下结构层。限位桩树脂材料填充底座板圆台基座沥青混凝土微表处调整层路基 图3 底座板锚固桩结构示意 图4 底座板锚固桩剖面刘洋、李国炜、卢加新、王闵闵、王亚坤、李烨:新型装配式CRTS型板式无砟轨道“直铺法”施工技术20231Building Construction1183 施工关键技术3.1 施工工艺流程新型装配式CRTS型板式无砟轨道以路基区段为例，工艺流程为：底座板、轨道板、减振垫厂内预制底座板、轨道板推板试验现场施工准备路基表层沥青混凝土封闭防水层路基表层挖槽、模筑法底座板锚固桩起重龙门安装、调试、验收和试吊微表处混合料现场冷拌、摊铺底座板吊装、精调、固定底座板与钢筋混凝土锚固桩间树脂填充安装轨道板锚固钢棒、铺装减振垫CRTS轨道板吊装、精调轨道板与底座板锚固钢棒间树脂填充钢轨及连接扣件安装。3.2 底座板、轨道板、减振垫厂内预制装配式底座板采用专用固定台座模具生产，结合自动化养护设备及检测技术，提高底座板的混凝土质量、定位孔精度、建造速度。轨道板生产采用多套固定台座模具联合整体张拉、养护、放张的施工工艺，使用自动张拉控制设备实施自动化管控，如图5所示。轨道板蒸汽养护后进行整体放张，利用模具的柔性支座缓解放张后模具因产生位移对混凝土的影响。采用数控车床将橡胶垫按等距布设贯通钻孔，然后将等直径的聚氨酯弹力柱嵌入至骨架内，形成组合结构的减振垫，如图6所示。聚氨酯弹力柱略厚于橡胶垫3 mm，确保起到承受主要荷载及弹性变形减振 作用。图5 轨道板智能化生产线 图6 减振垫聚氨酯弹力柱填充3