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摘要:随着高速铁路的快速发展,传统的高聚物改性沥青卷材铺装防水层逐步被薄涂型聚氨酯防水涂料所代替。本文以连徐铁路邳州特大桥变更前后箱梁结构及钢筋变化为例,从设计及施工角度来阐述变更前后箱梁施工工艺的变化与调整,为以后类似箱梁施工提供了参考依据。
Abstract: With the rapid development of high-speed railways, the traditional polymer-modified bitumen membrane paving waterproof layer has been gradually replaced by thin-coated polyurethane waterproof coatings. This paper takes the box girder structure and steel bar changes before and after the change of the Lianyungang-Xuzhou High-speed Railway Pizhou Bridge as an example, explains the changes and adjustments of the box girder construction process before and after the change from the perspective of design and construction,which provides a reference for similar box girder construction in the future.
關键词:高铁箱梁;提浆收面整平机;薄涂型聚氨酯防水层;钢筋
Key words: high-speed railway box girder;mud extracting and mining face finishing leveling machine;thin-coated polyurethane waterproof layer;steel bar
中图分类号:U213.244 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2020)27-0129-02
0 引言
铁路客运专线要求设计使用年限在100年以上,桥梁的安全性和耐久性尤其重要。无砟轨道混凝土桥面防水层是提高桥梁耐久性的一个主要环节。过去桥面防水主要为卷材类或喷涂橡胶沥青防水层+C40细石纤维混凝土的防水体系,混凝土施工质量的缺陷及防水卷材与桥面之间粘结力的不足或耐老化性能不良导致防水卷材的失效,严重影响桥梁使用寿命。基于以上原因连徐铁路建指研发推广一种薄涂型聚氨酯防水材料,有效防止混凝土病害。薄涂型聚氨酯防水层通过对混凝土表面涂刷封闭漆,提高渗透性能和粘接性能,同时在外力的作用下渗透到混凝土细微的空洞中,有效提高混凝土自身的防水性能,具有较高的剥离强度和粘结强度,耐低温性、耐冲击性以及耐磨性较好使用寿命长。
1 设计概括与对比
1.1 原施工图设计情况
邳州特大桥采用CRTSⅢ型板式无砟轨道,桥面采用三列排水方式。桥面防水层施工图设计采用《通桥(2016)8388A》防水体系,防护墙内侧采用喷涂橡胶沥青防水层+保护层,防护墙外侧电缆槽内采用聚氨酯防水涂料+保护层,保护层采用 C40纤维混凝土。
1.2 变更后设计情况
薄涂型聚氨酯防水层在防护墙内侧施工,防水层由封闭漆、底漆和面漆组成。封闭漆属于环氧类材料,底漆为薄涂型聚氨酯防水漆(PPU-M1),具有良好的拉伸性能;面漆为薄涂型聚氨酯防水漆(PPU-M2)。涂层厚度600~800μm。其中,底面漆的干膜厚度≥400μm,表面漆的干膜厚度≥200μm。(图1)
1.3 变更前后对比
1.3.1 桥面横坡变化 在原设计通桥(2016)2322A图中,梁面中线两侧各3800mm范围内横向坡度为0%,通过桥面保护层纤维混凝土形成2%横向排水坡度;变更后薄涂型箱梁顶板混凝土在两侧轨道板区域高度增加16mm,在梁面中线两侧各1050mm范围内设计1.5%的往中线泄水孔汇水的横向排水坡,轨道板外侧350mm范围内设计8.9%往翼板泄水孔汇水的横向排水坡。
1.3.2 桥面纵坡及泄水管位置变化 ①梁体位于线路纵坡小于3‰的桥面排水采用原梁图排水方案,施工时,除设置不小于1.5%的横向排水坡外,还应根据泄水管位置设置不小于3‰的纵向汇水坡;②梁体位于线路纵坡不小于3‰的桥面排水梁体施工时,梁面不再设置纵向排水坡,应利用线路纵坡设置不小于3‰的纵向汇水坡。考虑避免梁体下坡端积水,需调整桥面泄水孔位置(同时相应调整防护墙、电缆槽竖墙过水孔的位置等),并顺梁体泄水管路排至桥下。
1.3.3 箱梁钢筋设计的变化 考虑到变更后梁面平台宽度及坡度的变化及两侧轨道板区域高度增加16mm,将梁面混凝土保护层厚度调整为35mm。为保证顶板钢筋净保护层不小于35mm,混凝土梁面横向主筋N1、N5钢筋需在中间截断设置成两根,N7、N8钢筋局部有所调整,详见图2。
2 变更后梁面排水施做
2.1 变更前原收面设备
桥面坡度变更前,邳州梁场采用GTZP系列混凝土铁路(公路)悬挂式桥面提浆摊铺整面机,采用轨模铺筑作业方式,具有高频振动提浆、滚动碾压、复合密实等功能。GTHTZ系列混凝土铁路(公路)悬挂式桥面提浆摊铺整面机由横梁、运行小车系统、标高调节系统、振动提浆系统、轨道调节系统、纵坡调节系统、电器控制系统等组成,具有构造简单、机动性强、可靠性高、操作方便实用等特点,是各类铁路箱梁、公路桥梁面层混凝土铺筑工程的理想施工设备。
2.2 变更后收面设备的改进
由于轨道板区域不设置纵向排水坡,仅设置在上述叙述的1050mm与350mm范围内,对于现场施工来说,桥面采用原悬挂式提浆整平机无法实现横纵坡收面。
经与指挥部领导、施工单位、整平机厂家协商沟通后,对原悬挂式提浆整平机进行如下调整:
将中间横坡段单独设置为两段1000mm电动型滚筒,滚筒靠近轨道板区域端固定但在箱梁中心线端可设定程序按3‰坡度上下活动。(①考虑后期轨道板施工模板安装,将1050mm调整为1000mm;②桥面中间泄水孔间距为7800mm,在泄水孔断面上,整平机滚筒底标高为中间泄水孔标高,在整平机滚筒运行至两泄水孔中线断面过程中,整平机滚筒活动端按3‰坡度匀速提升到纵向坡顶;整平机滚筒继续运行至下一个泄水孔断面时,活动端按3‰坡度匀速下降至泄水孔顶面。这样滚筒活动端匀速上升、下降过程为一个循环,如此4个循环便完成整个梁面收坡过程,活动端滚筒提升及下降的速度可通过程序进行调节。)
2.3 改进后设备的主要参数
①作业宽度:横向跨度根据用户要求设计;②作业型式:轨模、可调式自动往复推进;③纵向移动速度:2~3m/分钟(用户有要求可以定制);④纵坡升降3‰,配有调速控制;⑤振动频率: 50Hz;⑥驱动控制方式:电力驱动;⑦总装机容量:高铁箱梁滚筒式为10.2~18.6kW。
2.4 设备的操作说明
2.4.1 使用前的检查和调整 ①检查所有联接部位的联接情况;②检查传动机构的结合情况;③检查各润滑部位的润滑情况,调整传动链、套筒滚子链的张紧量。
2.4.2 使用前的试运转 运用水准仪测定滚筒底边运动轨迹是否与设计标高一致,同时测定滚筒底边运动轨迹是否与设计坡度一致,利用标高调节系统和轨道调节系统进行调节。接通电源进行以下项目检查:①检查碾压整平系统的运转情况;②检查启动、停车情况;③检查两运行小车的同步转动情况;④检查滚筒及螺旋转向情况。
2.4.3 施工作业 在面层上的混凝土采用布料机或人工按需铺厚度进行布料,利用配套设备进行施工;启动振动系统,横向往复运动,振实面层混凝土;关闭振动系统,启动提浆滚筒,横向往复运动完成面层提浆。
3 结束语
无砟轨道混凝土桥面防水层作为提高桥梁耐久性的一个主要环节,近几年发生了巨大的变迁,从武广、京沪高铁无砟轨道时期的卷材类、防水涂料类、喷涂橡胶沥青防水层+C40细石纤维混凝土或C40钢筋混凝土保护层构件的防水体系,发展到了当前石济、沪昆、济青、连徐高速铁路的桥面薄涂型聚氨酯防水层防护层系统,该防水防护层体系的应用和推广大大减少了桥体的重量的同时,简便了施工,降低了施工难度,提高了混凝土桥面的耐久性和美观感受,推进了新材料、新工艺的应用。
通过对薄涂型防水层箱梁结构尺寸、钢筋变化及现场施工工艺进行研究比较,箱梁可有效、便捷进行施工,进一步推广了薄涂型防水层在高速铁路桥梁段的推广应用。
参考文献:
[1]中国铁路总公司.Q/CR568-2017,高速铁路混凝土桥面薄涂型聚氨防水层技术条件[S].北京:中国铁道出版社,2017:2-7.
[2]徐州樞纽铁路建设指挥部.新建连徐铁路无砟轨道混凝土桥面薄涂型聚氨酯防水工程施工质量验收标准[S].2018.
[3]倪冰.高速铁路桥梁防水材料性能对比分析[J].建筑技术,2015(07).