严寒地区钢桁梁桥无砟轨道板垫层聚 合物自密实混凝土施工技术

王建奎

摘要：同江中俄铁路特大桥是中俄两国第一座铁路界河桥，位于黑龙江省严寒地区，主桥钢桁梁上采用四线套轨板式无砟轨道结构，此结构在国内外首次采用，轨道板与钢桁梁之间通过新型聚合物自密实混凝土垫层进行调整，垫层施工的质量好坏直接影响到整个套轨无砟轨道结构的使用寿命。本文以四线套轨板式无砟轨道板垫层聚合物自密实混凝土施工进行技术研究。

关键词：四线套轨；板式无砟轨道板；聚合物自密实混凝土；施工技术

1.工程概况

同江黑龙江中俄铁路大桥为中俄两国第一座铁路界河桥，地处严寒地区。整个主桥钢桁梁（DK80+351.39～DK82+568.01）为下承式钢桁梁，设四根纵梁，梁宽度均为550mm，梁高1600mm，线路全长2.217km（中国境内段长1.886km，俄方境内段长0.331km）。中国境内孔跨布置为16-108m简支钢桁梁+1-144m简支钢桁梁，中间的两根主纵梁上铺设四线套轨板式无砟轨道964块，钢桁梁和四线套轨板式无砟轨道之间设有550mm宽的聚合物自密实混凝土调整垫层。

2.四线套轨板式垫层特点

无砟轨道板为四线套轨板式结构，该板型为国内外首次采用，套轨轨道板安放在下承式钢桁梁两侧的纵梁上，通过中间120mm厚的聚合物自密性混凝土做为调整层，用高强度的螺栓与钢桁梁纵梁连接。

3.垫层混凝土搅拌和灌注设备

由于每块轨道板下垫层混凝土用量较小（每块板0.25m3），现场用自主研发的移动式0.3m3强制双轴搅拌机3台（施工用2台，备用1台），12KW的发电机1台，0.05m3皮桶20个，1m3水箱4个（用于清洗残余混凝土）；0.05m3的漏斗50个，套管200个，C60砼垫块（长10cm×宽10cm×高10cm）4000个，1～20mm厚的钢垫片若干。

4.套轨无砟轨道板垫层聚合物自密实混凝土施工

每精调完50m轨道板后再进行一次复测，确保轨道板的位置及标高准确无误后方可进行板下垫层混凝土灌注，由于板下垫层与轨道板接触面积小，每块轨道板重6.5t，在进行板下垫层灌注时通过现场观测轨道板无上浮，不需要对轨道板再施加扣压等外力。

4.1模板加工

由于轨道板底垫层厚度只有120mm，考虑钢桁梁纵梁拼接处有螺栓，采用钢模板不好安装，经对比采用12mm的竹木胶合板模板，模板分3种类型（P1960型中间模板、P1960型横梁上模板、P1570型模板）。中间用2根φ8的钢筋做对拉拉杆。垫层模板按4孔加工，循环倒用。

4.2模板安装

10人组成1个模板安装小组，模板安装前先用抹布把模板表面清洁干净后贴模板透水布，在侧模和端模的顶面和侧面贴一层泡沫胶以防漏浆。并用模板对拉杆拉紧，四角用螺栓连接，使模板顶面与轨道板底面密贴，横板底面与纵梁密贴。

搭设施工平台：在每孔轨道板精调完成后模板支立前，在钢梁4根纵梁下翼缘之间横桥向铺10cm×10cm的方木，间距30cm，上面再铺设一层2cm的竹胶板做为施工平台。施工人员在这施工平台上进行轨道板下垫层模板的安装和拆除、连接螺栓的拧紧等工作。

4.3连接轨道板与钢纵梁连接螺栓

垫层模板安装完成后连接轨道板与钢纵梁间M24高强连接螺栓。

用内径30mm的PVC塑料管做为连接螺栓套管，套管壁厚1～2mm，长度425mm，垫层混凝土灌注时起到与螺栓隔离作用。轨道板每个孔都用该种方法把连接螺栓固定好，固定时必须螺栓保证垂直。

4.4灌注漏斗和套管的安放

漏斗和套管用3mm钢板的钢板加工，漏斗高600mm，上口为500mm×500mm，下口为150mm×250mm，漏斗加角钢做三个支腿。套管高460mm，上口为160mm×260mm的方形，下口为52mm×160mm的长椭圆形并且中间开个U型槽口利于临时螺栓垫片的安放。在锚栓孔上放套管和漏斗。

4.5垫层聚合物自密实混凝土灌注

4.5.1垫层聚合物自密性混凝土

垫层采用C40聚合物自密性混凝土，聚合物自密实混凝土分干料、液料和石子三部分，配合比适用于环境温度为5～30℃施工，消泡剂根据混凝土含气量进行适当调整。石子为5-10mm连续级配颗粒，针片状颗粒含量不大于5%，含泥量不大于0.5%，混凝土坍落扩展度为690～710mm之间，要有良好的和易性和流动性，自密性混凝土拌和物除满足凝结时间、泌水、粘

4.5.2聚合物自密性混凝土的搅拌

2台双卧轮强制搅拌机放在轨道平板车上，碎石及干料按每台搅拌量0.2m3装袋分组存放在人行道板两侧，液料桶装按每块板的需求量也放在人行道板两侧，搅拌时平板车离要灌注的轨道板最少保证10m的距离，搅拌时用常电，不得使用发电机以免产生振动对刚灌完的板下垫层产生影响。

搅拌时间应以自全部材料装入搅拌机开始搅拌至搅拌结束开始卸料所用时间计，混凝土连续搅拌时间应根据配合比和搅拌设备情况通过试验确定，应确保拌合物均匀，不宜少于3min。

4.5.3聚合物自密实混凝土的灌注

混凝土灌注时由23人组成一个混凝土灌注小组，每组成员分工如下：混凝土传送工8人，上料工3人，板下灌注混凝土及模板检查2人，灌注孔周围混凝土顶面压光抹平2人，混凝土试验人员搅拌1人，灌注情况记录1人，现场试块制做1人，拆模3人，混凝土养生2人。每组准备10个0.05m3皮桶用于装混凝土，混凝土传送工8人在人行道板上一字排开，开头第一人负责用皮桶接料，末尾的人负责把传来的料倒入料斗内，中间6人负责传料，灌注小组内上料、转送、灌注、压光人员分工明确，成员固定，各尽其职，不得窜动，若人员因固离开立即补上。

自密实混凝土灌注前应查看混凝土的状态，若有离析现象弃掉不得使用，灌注时宜连续进行，混凝土靠自重流入模板腔内，从两侧的螺栓孔溢出，溢出的混凝土为本体骨料均匀的混凝土。由于自密实混凝土凝结时间快，从搅拌到灌注完不宜超过60min。灌注时随时观察模板腔内混凝土的上升情况，若有停止上升或灌注漏斗内的混凝土不下降，立即停止灌注，查明原因后再继续灌注，当每侧2个套管内的混凝土溢出上升至轨道板面以上400mm时停止灌注，每侧3个套管内的混凝土始终保持高出轨道面400mm做为压力，并持续保压时间不少于45min，待混凝土初凝前约灌注完2h后取下套管，人工清理螺栓孔表面多余的混凝土并用抹子压光抹平，顶面与轨道板顶面相平。

在垫层混凝土初凝后终凝前松动连接螺栓，使其能自由活动，同时拆掉锚栓孔处的临时铁垫片。

4.5.4拆模养生

带模养护时间不得少于3d。当混凝土强度达到10.0MPa以上，且表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆除轨道板四周模板。拆模宜按照立模顺序逆向进行，拆模时要轻，先把模板对拉杆及四角松开，严禁用力敲打，防止缺棱掉角。垫层拆模后

4.5.5墊层防水处理

板下垫层达到设计强度并且混凝土龄期大于28天后，在其两侧面喷涂渗透性防水涂料进行防水及防冻融破坏处理。

5四线套轨板下垫层施工注意事项

⑴模板立完混凝土灌注前模板空腔内用喷雾器通过长锚栓孔喷雾水稍微湿润模板腔，不得过量。模板立完混凝土灌注前长锚栓孔用胶带封死，防止杂物掉入孔内。

⑵环境温度低于5℃不应进行施工，环境温度高于30℃不得进行施工。

6结束语

通过本次研究，解决了在钢桁梁桥上施工四线套轨板式无砟轨道板聚合物自密实混凝土垫层的技术难题。为同类项目工程施工提供了好的施工方法和宝贵经验。