CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板施工关键技术控制

李 冰

(宁杭铁路有限责任公司，浙江 杭州 310007)

CRTSⅡ型板式无砟轨道具有高平顺性、少维护性、耐久性、美观性等特点，已广泛应用于我国高速铁路，随着铁路建设科学有序推进，其施工控制技术正在逐步完善。

CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的主承重构件是底座混凝土板(以下简称底座板)，其各项设计均围绕底座板展开，底座板的施工质量直接关系到整个轨道结构的优劣，而且关系到运营的平顺性和稳定性，底座板施工是CRTSⅡ型板式无砟轨道的核心施工技术之一，本文重点针对CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板施工关键技术控制进行探讨。

1 CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板施工

底座板是CRTSⅡ型无砟轨道板的支撑基础和结构元件，通过底座板可以作出轨道超高设置。底座板由土工布和薄膜构成的滑动层铺设在桥梁上，底座板宽2.95 m，直线段平均厚度为200 mm，曲线地段根据超高设计情况计算确定，长尾通桥连续，是一块配置非预应力钢筋的钢筋混凝土板带。底座板通过梁上剪力齿槽内的剪力构件与梁体剪切连接。

1.1 施工区段划分原则

桥梁CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板混凝土施工首先须进行施工区段的划分，桥梁底座板可以划分为三种情况:①临时端刺+常规区+永久端刺;②永久端刺+常规区+永久端刺;③临时端刺+常规区+临时端刺，每个施工段分为若干个施工单元。以临时端刺+常规区+临时端刺为例，一个施工单元长度一般为4～5 km，相应底座板分别设置钢筋连接器后浇带和剪力齿槽后浇带。

常规区为一与桥面有剪切连接的底座板结构，常规区长度不限，但至少10跨梁，简支梁区每100～150 m布置一处钢板连接器后浇带(BL1)，浇筑时预留50 cm宽后浇带。同时每孔简支梁上方的剪力齿槽区混凝土暂不浇筑，设置齿槽后浇带(BL2)，宽66 cm。连续梁上底座板两固定连接之间设置1个后浇带，且后浇带与任一固定连接处的距离不大于75 m。连续梁相邻各两孔简支梁跨中设置钢筋连接器后浇带，剪力齿槽区域混凝土与底座板一起浇筑。

临时端刺约800 m，为一与桥面临时连接的底座板结构，对称分布于常规区前后两侧，临时端刺分五段，从靠近常规区一侧起依次间隔为220 m，220 m，100 m，130 m，130 m，各段之间跨中采用钢板连接器连接，在临时端刺中依次命名为 K0，J1，J2，J3，J4，K1。临时端刺与梁端齿槽部分只进行钢筋连接，浇筑时预留66 cm宽剪力齿槽后浇带(见图1)。

按照上述定义要求，每个施工单元至少1 920 m(800 m+320 m+800 m)，一般4～5 km为宜，同时划分时要遵守以下条件和原则:①施工单元要根据作业面布置情况事先统一规划，确定相邻作业面张拉顺序和分工责任;②常规区两个相邻后浇带之间距离不大于150 m;③临时端刺不能设置在连续梁上，且距连续梁至少两孔简支梁;④左右线临时端刺布置要错开两孔梁;⑤钢板连接器与剪力齿槽间距≤75 m;⑥未与梁剪切连接的长度≤150 m;⑦钢板连接器距硬泡沫板间距≥5 m。

1.2 混凝土浇筑原则

根据钢板连接器的设置，简支梁上常规区底座板每次浇筑段长度最少为1孔，一般为5孔，即两个钢板连接器间的所有底座板混凝土作为一个浇筑段一次浇筑。临时端刺区底座板混凝土浇筑应分段完成。分段时，按LP1～LP5规定长度分段(LP1，LP2为220 m，LP3为100 m，LP4，LP5为130 m)。连续梁范围底座板的最小浇筑长度=连续梁前的两个浇筑段+连续梁长度+连续梁后两个浇筑段(整个浇筑段混凝土施工应在24 h内完成)。

1.2.1 常规区混凝土浇筑

1)位于混凝土浇筑段中心的一个剪力齿槽后浇带(BL2)与底座混凝土同时浇筑，其余简支梁的剪力齿槽后浇带纵连前需要预留不浇筑。此外，与底座混凝土一起浇筑的BL2后浇带尽量处于本浇筑段的中心位置，且该后浇带左右浇筑段长度差不大于15 m。

2)剪力齿槽超过两排时(如连续梁及其两侧各两孔简支梁上为四排，连续梁上有四排的、六排的、八排的)，BL2后浇带应与底座混凝土一次浇筑。为保证连续梁及相邻两孔简支梁上BL1后浇带尽量位于先浇筑的BL2后浇带中间，可通过设置自由混凝土浇筑段来实现。

3)对于大跨度系杆拱而言，其处理方式同连续梁。即系杆拱及相邻的两孔简支梁上，剪力齿槽要与底座混凝土一起浇筑，并设立BL1后浇带。通过在系杆拱上设置一定数量的自由混凝土浇筑段以满足BL1后浇带关于先浇筑的BL2后浇带的对称要求。

1.2.2 临时端刺混凝土浇筑

临时端刺分 LP1～LP5段5个混凝土浇筑段，浇筑段长度与常规区不同，在临时端刺底座板混凝土浇筑时，所有的齿槽后浇带全部留空，不浇筑。

底座板浇筑混凝土前，BL1后浇带内侧锁紧螺母松开距钢板≥30 mm，外侧锁紧螺母拆除。如果不注意这一点，在温度作用下，将导致由于螺母固定而使得精轧螺纹钢受到破坏。

2 CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板质量控制

2.1 质量控制要点

CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板施工工序主要包括底座板钢筋安装、立模、混凝土浇筑、拉毛及两侧横坡收光、底座板张拉和后浇带浇筑。影响底座板施工质量主要因素有:测量控制、模板及施工机具加工精度、模板支撑体系牢固性、混凝土浇筑等。为了无砟轨道底座板质量控制，应通过线外试验段及先导段底座板施工，重点针对钢筋、模板安装，混凝土各项性能指标，混凝土表面拉毛、养护、缺陷修补，施工人员的配备及协作，机械设备的配置等施工环节，总结成型施工工艺和各项检验指标的控制方法，确定测量控制、模板体系等关键技术要点。施工中要特别注意以下几个环节的控制:①原材料质量控制重点应控制混凝土配合比、坍落度等指标，特别是曲线超高地段。②施工过程的测量控制应从模板平面位置放样、立模高度测量、模板高程复测到底座板混凝土顶高程复测，及时发现施工误差，及时调整处理。③关键工序的质量控制为钢筋绑扎、混凝土浇筑、顶面拉毛、混凝土养生、后浇带质量控制，尤其是剪力齿槽位置的质量控制。

2.2 主要技术标准

2.2.1 底座板模板安装

底座板模板安装允许偏差和检验数量，应执行《高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量验收标准》的规定，具体见表1，并从严控制。

2.2.2 钢筋的绑扎安装

钢筋的绑扎安装允许偏差应执行《高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量验收标准》的规定，具体见表2。

表1 模板安装允许偏差和检验数量

表2 钢筋的绑扎安装允许偏差

2.2.3 底座板验收测量允许偏差

支承层及底座板验收测量内容及允许偏差，建议由《高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量验收暂行标准》中的每20 m验收一处从严要求为每6.5 m验收一处。顶面高程验收测量断面宽度统一定为2.45 m，外业观测底座板中心左右两侧各1.225 m处(沿断面方向定义，轨道板粗铺后，验收点距板外侧边缘为5 cm);断面里程间距6.5 m，采用统一板号通过布板软件计算，尤其注意右线采用板号计算，不允许采用左线里程间隔6.5 m推算。底座板验收测量允许偏差具体见表3。

表3 底座板验收测量允许偏差

3 CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板施工关键技术控制

3.1 底座板几何尺寸控制

无砟轨道最重要的质量特性就是要控制好平顺性和稳定性。如果施工精度不高，各结构层的厚度不符合设计要求，就难以实现其设计功能，也难以保证线路的水平和高程。无砟轨道底座板几何尺寸施工的精确性是轨道工程施工精度控制的基础，具有消除梁面高程误差，保证填充层厚度、质量的重要作用，最终确保线路的平顺性和稳定性。

3.1.1 底座板混凝土高程控制

底座板混凝土高程是底座板几何尺寸的主控项目，必须严控。施工中一般在直线段以模板顶面高程即为底座板顶面高程，曲线段曲线内侧高度以模板外口控制，曲线外侧高程以模板内口控制(如图1)。混凝土浇筑完成后的提浆、收面、抹光、拉毛，必须安排测量人员跟班进行监控，收面前和拉毛前进行测量检查，在混凝土初凝前控制好底座板高程，对于高程不合格处及时打磨处理。

1)现场施工应根据设计单位提供的线路数据计算底座板中线、边线坐标及顶面高程理论值，理论成果必须经过复核确认无误后开始施工放样;计算模板顶面高程时要充分考虑到对验收测量点位置高程的控制，考虑排水坡的影响，曲线超高段还要考虑混凝土塌落的影响。

2)放样时首先放样出线路中线及底座板的边线，以此来指导模板安装;然后采用水准测量方法测定模板顶面高程，并在模板上每隔5 m标出底座板顶面高程控制点，并将其调整到正确的高度。

3)浇筑混凝土前，必须对安装的模板进行一次复核，满足模板安装要求限差后进行浇筑，提浆完成后指定专人检查混凝土顶面与模板顶面切合情况，在最后一次收面前做好施工处理。

4)对模板高度无法下调的情况，测量人员应做好标记并由专人看护浇筑过程，防止混凝土浇筑超过设计高程。

3.1.2 线性控制

无砟轨道底座板混凝土线性控制很大程度上取决于模板的选用和安装，应采用可调高底座板模板，它可以有效地解决底座板直线段、曲线段、缓坡段施工和平滑过渡的难题，保证底座板的线性要求。

1)底座板模板刚性满足要求。为适应曲线超高段底座板超高需要，底座板模板采用高度可调式钢模。模板上部采用4 mm厚钢板作为面板，背肋为上下两道［10槽钢，下道槽钢大面可紧贴面板背面上下滑动，兼做可调部分的面板，与梁面间的缝隙采用L形薄铁皮封堵，防止出现混凝土烂根;同时，模板可调处应采取倒角或磨圆处理，做好竖向顺接，避免脱模后在侧面形成明显的错台，以保证底座板侧面线性平滑。

2)底座板挂线立模，调整模板线形。桥上底座板施工放样，直线段按10 m一点、曲线段按5 m一点放出底座板中线及两侧边线，精度要求在0.5 mm内，做好标记，并用墨线弹出底座板中线、边线及所设后浇带位置，并沿边线每4 m(每两块模板一处)一点做好标记作为线性控制点，确定模板安装几何位置，用靠尺检查，模板平整度误差控制在3 mm以内。

3)模板加固体系牢固稳定(见图2)。外侧模板支撑在防撞墙上，内侧采用足够数量的撑杆对撑，确保安设平顺，接缝应严密，必要时外侧模板采用防护墙加固，以保证体系稳固。模板安装时注意侧向挡块范围(80 cm)内表面光滑，不能有错台、拼缝等情况出现，使模板顶面与底座板顶面边缘的变坡点平齐，并用φ48 mm钢管支撑。

图2 桥上底座板模板加固体系示意

3.2 底座板混凝土外观质量控制

无砟轨道底座板混凝土由搅拌站供应，质量能够得到保证，但易出现外观质量问题，《高速铁路 CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量验收暂行标准》要求拆模后混凝土结构表面应密实、平整、颜色均匀，不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷，拉毛深度、排水坡符合要求 。

3.2.1 底座板混凝土外观质量问题的预防与处理

底座板混凝土外观质量与混凝土施工工艺有较大关系，底座板常见质量问题诸如烂根、露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷，都可以通过加强技术交底和工艺培训，严格过程控制以及工序管理来避免。

底座板混凝土施工控制实例:底座板混凝土在搅拌站集中拌制，由混凝土罐车运到工地，再由泵车泵送入模，插入式振捣器振捣，混凝土振动梁摊铺并整平混凝土面。混凝土的坍落度控制在160～180 mm之间，自由落差不能大于1 m。混凝土浇筑由一道后浇带(钢板连接器后浇带或剪力齿槽后浇带)向另一相邻后浇带(钢板连接器后浇带或剪力齿槽后浇带)推进，从一端往另一端一次浇筑成型，中间不得预留施工缝。混凝土浇筑时，先用人工大致摊平，再用φ50 mm插入式振捣棒振捣，振捣时要快插慢拔。

3.2.2 混凝土表面拉毛技术控制

混凝土表面拉毛是底座板施工重要的施工工序之一，拉毛质量对后续工程质量有着重要影响。一方面，拉毛深度若＞2 mm，拉毛纹路过密，则不利于水泥乳化沥青砂浆填入，影响到填充层的质量;另一方面，拉毛深度过浅若＜1 mm，则不能给底座板和填充层之间提供足够的黏结力，影响轨道工程的受力情况。

1)拉毛器应经过专门设计，统一制作，进行工艺性试验施工后，方可正式使用。

①先在厚1 cm，宽5 cm，长50 cm刨平的木板上用黏合剂黏结一排直径为1 mm的硬尼龙丝(两根一束)成毛刷状(尼龙丝束间距1.5 cm)，尼龙丝露出板外长度为7 cm。②用同样尺寸的木板涂上黏合剂，与原先木板粘住夹紧尼龙丝束，并两端用φ6 mm螺栓将其固定牢固。③用∠20×20角钢、φ48 mm钢管等制作轻型连接架，并用φ6 mm螺栓安装在板刷上(固定在拉毛器中间)。再安装木棍柄，并与钢管钉牢。木柄与拉毛器之间的夹角在拉毛操作过程中可适当调整。

2)拉毛作业人员应通过模拟施工培训后，熟练掌握施工工艺、工法，方可上道操作，确保拉毛深度和均匀性。

①按施工规范要求进行无砟轨道底座板混凝土浇筑，将混凝土振实、初整平，清除多余混凝土，用提浆滚快速往返滚平并将混凝土表面刮平收面。②拉毛时间选择。待混凝土表面收浆后，约经过2 h左右(与气温、水泥品牌等有关)待混凝土初凝，即可采用拉毛器进行拉毛。施工前要试验最佳拉毛时间，施工中根据气温等因素变化，不断修正;一般在混凝土浇筑整平经过2～3 h后，就应及时进行拉毛处理。③拉毛时，要用铁制横梁作为依靠，使拉槽垂直于混凝土板块边缘，并控制槽深(1～2 mm内)，同时在拉毛操作过程中，速度均匀，中间不宜停顿。支承层拉毛方向为顺线路中线，底座板拉毛方向为横线路方向。④拉毛过程中，对拉毛器施加压力要均匀，同时混凝土表面厚度必须较均匀，确保拉毛器在拉动过程中，槽深、槽宽均匀一致。⑤拉毛后如槽型不理想可抹平稍后再拉，拉完后个别槽有局部翻砂、露石现象的，可用同样直径的铁丝和毛刷进行修整。

3.2.3 底座板两侧收光面宽度、坡度的控制

桥面底座板防水性是保证轨道工程寿命的重要因素，桥面底座板两边设置宽25 cm、坡率为2%的排水坡有效地防止了积水对乳化沥青填充层的侵蚀，现场施工过程中常常发现排水坡表面不平整，特别是一些由于底座板打磨过度，在排水坡变坡点处，造成反坡的现象，此类问题给无砟轨道结构耐久性带来了质量隐患，应加强对排水坡工序质量的控制，同时还应注意底座板边缘横坡宽度的控制，见图3。

图3 底座板边缘横坡收光示意(单位:mm)

1)用木抹子压抹时，底座板边缘(贴侧模处)比底座板中间面高程低5 mm，抹压范围为底座板顶面两侧边缘各25 cm宽(即2%排水坡面)。用木抹子抹压时，以压为主，以抹收面，并将多余的混凝土及时清除。

2)底座板两侧边缘25 cm范围内用木抹子抹压出基本排水坡后，先用木抹子收光，并检查横坡率符合设计要求后;再用铁抹子对靠模板的两侧20 cm的范围进行收光不少于两遍。

3)加强桥面底座板高程控制，减少打磨量，打磨过程中要确保底座板表面的平整度，保护原有排水坡。

3.3 混凝土养护及检查

1)混凝土的养护须紧跟底座板施工，养护时间一般不少于7 d。环境温度高于5℃时应洒水养护，以底座混凝土面保持湿润为宜。为保持水分，也可覆盖土工布后再洒水，再在上面覆盖一层塑料薄膜防止水分散失。浇筑完的混凝土连续3 d不低于+10℃，或抗压强度已经达到5 MPa时方可受冻。

2)底座板施工完成后应进行混凝土施工质量检查及中线、宽度和高程测量检查，其中中线位置允许偏差10 mm，宽度0～+15 mm，顶面高程-5～+5 mm，厚度偏差为±10%设计厚度，平整度7 mm/4 m。对超限底座板区域表面要进行削切处理(宜使用混凝土削切机。如使用打磨机，则须进行表面再刷毛操作)，确保水泥乳化沥青砂浆厚度至少满足2～4 cm厚的要求。

3)混凝土拆模后，在曲线地段的底座板，必须加设临时侧挡，防止底座板在张拉时横向位移。

3.4 剪力钉的安装问题及解决办法

1)剪力钉安装后锚固板顶面高度参差不齐，出现过高或过低。解决办法为:剪力钉在安装前应先对预埋套筒高度进行抄平，根据底座板超高设置情况经计算后得出应安装剪力钉的长度，然后“量身定做”剪力钉，使剪力钉的锚固板顶面在直线段保持平齐，且伸入底座板大于1/2底座板厚度，在超高段高差应均匀变化，从而避免安装后过高或过低的情况出现。

2)剪力钉与预埋套筒拧紧后未与桥面垂直。解决办法为:剪力钉在拧紧时，作业人员应使扭矩扳手与桥面平齐，从而使剪力钉能垂直桥面。严禁剪力钉倾斜，否则与钢筋连接后将影响剪力钉受力。

3)剪力钉锚固板在拧紧后未与线路纵向保持垂直。解决办法为:由于预埋套筒高度可能不一致，底座板存在超高设置，因此在保证剪力钉拧紧力矩不小于300 N·m、且锚固筋拧入套筒内的长度大于1.5倍的锚固筋直径即42 mm的情况下，锚固钢板在拧紧后可能会与线路纵向不垂直，呈一定的夹角。针对这种情况，在安装前应对锚固筋底部进行轻度打磨，重新安装，使锚固钢板或与线路纵向垂直，或与线路横向垂直，从而避免锚固钢板与线路纵向或横向出现夹角。

3.5 钢板连接器挠度问题的预防处理

钢板连接器焊接时容易产生较大挠度，造成精轧螺纹钢筋螺母安装后与钢板不密贴，满足不了准确控制张拉力的要求。为保证焊接质量，钢板连接器需在钢筋加工场加工成型后，分两部分吊装上桥，安放到位，整体拼装，连接器钢板挠度不得大于10 mm，主要用控制焊接顺序、焊接间隔时间和预留反向挠度的方法消除温度变形。

1)焊接顺序控制。自中间向两侧对称进行，采用梅花形跳槽法焊接，保证温度应力均匀，减少焊接热量聚集。单块连接器钢板焊接顺序如图4。由于焊缝高度为15 mm，为防止温度聚集，禁止一次焊接至设计高度，需要按照此顺序反复进行几遍。

图4 单块连接器钢板焊接顺序

2)焊接间隔时间控制。一般在5～6块连接器钢板之间进行流水焊接作业，且必须连续进行。在常温15℃情况下，同一焊点两次间隔焊接时间一般控制在15 min，且不超过30 min。环境温度较高时可以适当延长10～20 min，环境温度较低时则相反。

3)预留反向挠度消除温度变形。采用上述两种方法不能完全消除焊接温度变形，必须采用固定支架和夹具，在外力作用下形成60 mm反向挠度，以抵消残余的温度变形(如图5)。

图5 预留反向挠度示意(单位:mm)

4 结束语

底座板是CRTSⅡ型板式无砟轨道结构整体稳定性和应力传递的关键部件，在工程实践中应不断细化工序控制，才能真正确保底座板的施工质量。

［1］赵国堂，李化建.高速铁路高性能混凝土应用管理技术［M］.北京:中国铁道出版社，2009.

［2］马春生，谷永磊.CRTSⅡ型轨道板混凝土技术与养护制度［J］.铁道建筑，2011(4):107-109.

［3］付雷锋，马春生，张玉军，等.CRTSⅡ型轨道板2×42预制生产线关键技术［J］.铁道建筑，2010(10):109-113.

［4］中华人民共和国铁道部.铁建设［2009］218号 高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量验收标准［S］.北京:中国铁道出版社，2009.