基于几种浮置板结构施工工法的对比研究

曲腾飞　王　媛

(1. 天津市地下铁道集团有限公司　天津　300051；2. 天津渤海职业技术学院　天津　300402)



基于几种浮置板结构施工工法的对比研究

曲腾飞1王媛2

(1. 天津市地下铁道集团有限公司天津300051；2. 天津渤海职业技术学院天津300402)

针对在浮置板轨道结构的施工过程中合理有效地选择施工工法这一难题，重点介绍并对比分析散铺法、预制钢筋笼法、全预制短板浮置板施工和半预制短板浮置板施工这4种浮置板轨道结构的施工工法，通过分析对比得出，半预制短板浮置板施工方法较其他施工工艺简单，适应能力强，施工周期短，施工成本低，特别适合浮置板轨道快速施工。

浮置板轨道；轨道结构；施工工法；对比分析

目前，浮置板轨道结构作为减振效果最好的轨道形式已被广泛应用于城市轨道交通。浮置板轨道结构的施工工法也随着城市轨道交通的建设发展起来，国内最常用的施工工法主要有4种，即散铺法、预制钢筋笼法、全预制短板浮置板施工和半预制短板浮置板施工。但是，这几种施工工法各有优点与不足，对施工工期、施工质量、后续工程、人员配备等方面的要求也不尽相同。为此，笔者重点介绍并对比分析这4种浮置板轨道的施工工法，旨在为日后城市轨道交通浮置板轨道的建设施工提供参考。

1　浮置板轨道结构概述

浮置板轨道结构的定义及基本原理是将轨道结构与隔振装置组成一个固有频率较低的质量-弹簧自由振动系统，其组成特征是将轨道的道床结构置于弹性支承(或称隔振装置)之上，通过质量-弹 簧 系 统的惯性运动，将列车运营产生的振动及能量进 行隔离衰减和耗散，以达到减振的目的。

浮置板轨道的结构复杂，施工工艺繁琐，对施工工法要求极高，合理有效地选择施工工法必然会对浮置板轨道的施工乃至整个工程的完成具有重要的意义和价值。

2　各种施工工法及对比分析

目前，国内浮置板轨道的施工工法有很多种，并且经常根据不同工况、结构形式对已形成的工法进行调整，从而形成更多种类的工法，大多难成系统。而笔者着重介绍并对比分析4种已经形成系统，并成功应用于各大工程实例的施工工法。

2.1散铺法施工

人工散铺法是目前较为传统和成熟的浮置板施工工法(见图1)。其主要施工流程为：施工准备→基底施工→铺设隔离层→铺设水沟盖板→钢筋笼现场绑扎→立模→剪力铰安装→浇筑混凝土→混凝土养护→隔振器安装、顶升→架设钢轨→最后检查工作。

图1　散铺法现场施工

散铺法施工的优点：对隧道以及基底施工误差的适应能力较强，浮置板道床的质量、隔振装置的支撑刚度可以根据现场情况进行调整、控制。

散铺法施工的不足：1)整个浮置板轨道的施工都是直接在轨道铺设现场进行的，所有的工作都集中在轨道铺设现场工作面，而盾构隧道的狭小空间使得工作面非常紧张；2)浮置板系统的多道工序需要一道接一道地进行，这样就进一步加剧了工作面的紧张状况；3)后期浇筑的道床以及二次浇筑的凸台很难保证质量；4)施工采用的扣件模板替代法，使得扣件需要二次换铺；5)采用隔离膜、横向限位装置、预埋隔振器套筒等措施，造成大量人力、材料的浪费，降低了施工效率，提高了工程造价；6)人工散铺法的施工进度较慢，一般指标为7～10m/d[1-3]。

2.2预制钢筋笼法施工

预制钢筋笼法的主要施工工法与散铺法大致相同，不同的是其前半段的施工可以在地面或者工厂完成，主要流程由2条线组成，具体流程如图2所示。

3.合理应用插图，提高质量。合理的插图不仅能增加学生的兴趣，还能帮助学生加深对课文内容的理解，而插图与课本内容契合度的高低又对这些作用有着至关的重要性。从质量上来看，习作板块插图大多版面占得少，部分插图与内容的联系不大紧密。所以，习作插图在数量上应有所增进，选图也应更符合习作内容和儿童身心，可采用“字融于图”的形式，增加版面的色彩。

图2　预制钢筋笼法施工流程

可以看出，预制钢筋笼法和散铺法施工不同点在于浮置板轨道结构的施工可与隧道或者铺轨的施工同时进行，突破了在隧道内现场绑扎钢筋受工作面狭小的限制，而且可以大大提高铺设进度，一般指标为40～50 m/d，最高可达75 m/d[4](见图3)。

但是，该工法也有很多不足：1)对隧道或基底施工误差的适应能力不强，钢筋笼往往在运送进隧道后，其隔振器等构件的位置会产生偏差，对顶升以及建成后的检查、维修工作带来不便；2)钢筋笼在运送过程中可能会由于碰撞和吊装产生变形，难以保证钢筋的绑扎间距与质量，对后期混凝土的浇筑产生影响；3)隔振装置的位置变化需要大量的人力进行调整，如若调整不当，将直接影响浮置板的顶升工作甚至是整个工程的完成情况[5]。

图3　预制钢筋笼地面绑扎及吊装

2.3全预制短板浮置板施工

全预制短板浮置板施工主要针对施工工期紧，现场机械化水平高及现场人员配备困难等情况使用，其施工流程为：施工准备→测设加密基标→隧道结构尺寸偏差限界检查及测量→基底杂物的清理→铺轨门吊及走行轨的安装→基底钢筋的绑扎与安装→基底伸缩缝的木板安装→中心水沟模板安装→基底混凝土浇筑→基底混凝土养护→基底高程及水平度检查→基标测量放线→轨道车运送至铺轨现场→铺轨龙门吊的吊装及初步定位→轨道板高程、位置精调→隔振器的安装→钢轨、扣件的组装→轨道几何尺寸精调及充填垫板→浮置板剪力铰安装→密封条、盖板、防迷流电缆等附属设施的安装→浮置板轨道质量检查。

该工法的优点是将轨道板、扣件位置、隔振装置预制，方便了预制短板在隧道中的施工，大大加快了施工进度，一般可达到60～80 m/d。

该工法的不足：1)工厂生产的全预制短板需要大面积的地面现场空间进行堆放，对地面上的施工操作带来一定影响；2)全预制短板吊装过程中缺乏保护措施，其边角可能会由于撞击导致部分破损，板面会因吊装位置不当而产生裂纹，对后期的定位铺设以及结构强度有一定影响；3)定位铺设过程对现场施工误差适应性不强，会由于隧道或基底误差导致安装不成功，对工期造成影响；4)全预制短板仍然使用钢弹簧支座系统，因此无法避免顶升过程中遇到的难题；5)全预制方法将扣件位置固连于预制短板之上，对钢轨几何形位的调整带来不便。

图4　全预制短板现场吊装、安装

2.4半预制短板浮置板施工

半预制短板施工技术是在解决浮置板轨道施工中出现的若干问题的基础上提出的。其工艺流程为:施工准备→基底施工→基底测量与标定→隔振器安装定位→预制板的运输与安装→铺设钢轨→预制板凹槽混凝土二次浇筑→横向弹性约束板的安装→横向弹性约束板侧浇筑→防迷流电缆等设施安装→预制板轨道全面检查[6-7]。

由图5可以看出，与现场浇筑法相比，预制短板具有明显的施工组织优势：1)实现了工厂预制、预制板运输、现场铺设安装的三阶段平行流水作业，提高了劳动生产率，加快了工程建设进度，实现了施工机械化和管理科学化；2)预制装配浮置板轨道大大减少了繁重、复杂的手工作业和现场混凝土的浇筑工作量，降低了现场作业强度，改善了作业环境，同时降低了现场施工中人为因素、技术因素、环境因素对工程质量的影响，有效地保证了施工质量；3)预制短板拼装施工，不需拆轨二次换铺，运用板式隔振装置，不需顶升施工，易于实现轨道形位的精确调整；4)半预制短板打破常规，摒弃了钢弹簧支座系统，去除了浮置板顶升过程中遇到的难题，并且避免了钢弹簧支座外套筒与钢轨之间杂散电流的影响；5)采用短枕二次浇筑方法便于钢轨几何形位的调整，对现场施工误差适应能力强；6)但是，半预制短板现场混凝土的二次浇筑，对后续施工进度会起到一定阻碍作用，外界因素可能会对轨道板自身设计强度有影响。

图5　半预制短板施工铺设

由于半预制短板浮置板的设计与施工目前同样处于试验和起步阶段，需多加注意的问题是：在设计过程中采用与全预制短板浮置板相同的超高、强度及稳定的解决方案；施工中各结构尺寸误差要求也同全预制短板浮置板采用同一标准；在隔振器的位置要摆放准确，并且保证板下的所有隔振器都在一个水平面上；曲线地段的混凝土进行二次浇筑时，宜分层、分段浇筑，超高侧混凝土应先浇筑至设计标高，以防止因混凝土流动造成超标超限；在预留的凹槽内进行二次浇筑时，应注意保证钢轨、轨枕及预埋件的位置固定，不要将扣件掩埋；二次浇筑的混凝土内应加入碳纤维，增加混凝土强度；待二次浇筑混凝土强度达到设计强度的70%且龄期不小于14 d后，方可进行下步施工。

2.54种施工工法的对比分析

通过以上对4种浮置板轨道结构施工工法的介绍及彼此之间的对比可以得到如表1所示的结果。

表1　4种浮置板轨道结构施工工法对比结果

通过分析对比得出，半预制短板浮置板施工方法较其他施工工艺简单，适应能力强，施工周期短，施工成本低，特别适合浮置板轨道快速施工。而且，对轨道几何形位调整较灵活，同时摒弃了钢弹簧支座系统，减少了因浮置板顶升带来的问题，避免了钢弹簧外套筒和钢轨的杂散电流等问题。

因此，在城市轨道交通建设过程中需要应用浮置板减振轨道结构的地段，运用半预制短板浮置板轨道施工工法会有较大的优势。

3　结论

目前，随着浮置板轨道结构在城市轨道交通建设中的广泛应用，浮置板轨道结构的施工工法也随之发展起来。本文通过介绍并对比国内最常用的4种施工工法，得出：在城市轨道交通建设过程中需要应用浮置板减振轨道结构的地段，运用半预制短板浮置板轨道结构施工工法会有较大的优势。此结论可为日后城市轨道交通中浮置板轨道结构的建设施工提供参考。

[1] TB 10413—2003铁路轨道工程施工质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2003.

[2] GB 50299—1999 地下铁道工程施工及验收规范：2003版[S].北京：中国计划出版社，2004.

[3] 朱炎新，李晓河.上海地铁M8线钢弹簧浮置板整体道床施工工艺[J].铁道标准设计.2007(12): 8-11.

[4] 刘锦辉, 钢弹簧隔振器浮置板道床“钢筋笼法”施工工艺应用[J].中国铁路，2011(12):67-70.

[5] 李大鹏, 杨加祯.钢弹簧浮置板道床“拼装一体化”施工工艺[J].铁道标准设计,2011(1):66-68.

[6] 孙鑫,王建立,张宝才,等.盾构隧道中钢弹簧浮置板道床的施工技术[J].铁道标准设计,2007 (10):47-50.

[7] 上海同研城铁减振技术有限公司.预制短板浮置板轨道结构施工手册[G].上海，2011.

(编辑：郝京红)

Comparison of Construction Methods with Several Kinds of Floating Slab Track Structure

Qu Tengfei1Wang Yuan2

(1. Tianjin Subway Group Limited, Tianjin 300051; 2. Tianjin Bohai Vocational Techology College,Tianjin 300402)

With floating slab track structures being widely used in urban rail transit, more and more construction methods appear. How to choose a reasonable and effective construction method in the construction process of floating slab track structure becomes a big problem to engineers. This paper introduces and analyzes the spread method, precast reinforced cage method, whole precast short floating slab construction method and the half floating slab precast short construction method. A contrastive analysis is made among these four floating slab track structures and it is found that floating slab precast short construction method is simpler and more adaptable and requires shorter construction period and lower construction cost. It is especially suitable for rapid construction of floating slab track (FST).

floating slab track; track structure; construction methods; comparison and analysis

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.01.025

2013-04-14

2013-05-20

曲腾飞，男，硕士，助理工程师，qutengfei123456@163.com

U213.2

A

1672-6073(2015)01-0110-04