城轨交通高架桥预制钢弹簧浮置板轨道施工技术探讨

甘 灿

（深圳地铁建设集团有限公司，广东深圳 518000）

1 高架桥预制钢弹簧浮置板轨道结构

高架桥预制钢弹簧浮置板轨道结构由钢轨、扣件系统、轨道板（C50）、钢弹簧隔振器、RPC80活性粉末混凝土基底等组成。轨道结构高度为650 mm，预制钢弹簧浮置板长度规格有3.55 m、4.55 m、4.75 m等3种，宽度2.7 m，厚度300 mm，设配重凸台。位于梁端的预制钢弹簧浮置板因挡水台需要特殊处理，处于信标安装范围的板块取消配重凸台，预制钢弹簧浮置板段前后与其他型式道床相接处的第1块隔振器加密布置，用于刚度顺接。

高架桥预制钢弹簧浮置板轨道结构如图1所示。

图1 高架桥预制钢弹簧浮置板轨道结构（单位：mm）

2 高架桥预制钢弹簧浮置板轨道施工

2.1 工艺流程

高架桥预制钢弹簧浮置板轨道施工主要分为现浇基底施工和预制钢弹簧浮置板铺设及调整2部分。预制钢弹簧浮置板采用工厂化预制生产，通过汽车运输至铺轨基地并存储，铺轨基地内轨道车将其运输至铺设段，采用轨道式铺轨门吊进行轨道板吊运、铺设作业，采用轨道基础控制网及配套测量系统及工装设备进行预制钢弹簧浮置板几何位置调整、线路钢轨扣件安装等作业。具体施工工艺流程如图2所示。

图2 高架桥预制钢弹簧浮置板施工工艺流程图

2.2 基底放样

测量技术人员根据线路资料计算出每块预制钢弹簧浮置板在高架桥面上的基底边线，利用高精度全站仪和CP3控制网，将每块预制钢弹簧浮置板基底边线放样在桥面上，放样点误差应控制在不大于5 mm，施工人员根据放样点位用墨线弹出每块预制钢弹簧浮置板的基底边线作为模具安装标准。

2.3 基底处理

（1）预制钢弹簧浮置板轨道施工前，应对预制钢弹簧浮置板轨道轨行区进行详细施工调查，调查内容主要包括桥面标高、桥面预埋筋（布置位置及标高）、泄水孔位置（纵向位置）及应急泄水孔等。若发现以上内容与设计不一致时，需提前联系设计，明确处理方案。

（2）检查无误后，对浇筑基底范围内的梁面进行凿毛处理，并将梁面浮浆一起凿除清理。检查合格后进方可进行下道工序。

2.4 基底混凝土浇筑

高架桥预制钢弹簧浮置板基底采用RPC80活性粉末混凝土，不设钢筋网片。基底表面斜度与轨面连线相一致（超高在基底设置），基底平整度（隔振器位置）应达到±2 mm/m。基底伸缩缝每隔3块板设置1处，由于预制钢弹簧浮置板长度不一，需根据平面布置图中里程设置，伸缩缝位置与凸台位置错开，伸缩缝采用沥青木板填充，表面采用20 mm厚沥青抹面进行密封。基底混凝土表面平整度允许偏差控制在2 mm/m范围内。

2.5 桥面排水

预制钢弹簧浮置板基底不设排水沟，桥面积水沿纵坡流至桥端泄水孔/管排出。高架桥预制钢弹簧浮置板两侧密封条采用玻璃纤维格栅网，不得阻碍排水通顺性。

2.6 预制钢弹簧浮置板粗铺点和隔振器中心点放样

测量技术人员根据线路资料，将每块预制钢弹簧浮置板轮廓（4条边线）及橡胶弹簧隔振器中心点位置放样在基础上，确保板侧边线、板端线、隔振器横向对称线、纵向垂直线及轨道中心线的位置，作为预制钢弹簧浮置板铺设的依据。

测量技术人员对钢簧中心处基底位置及高程进行测量，并做出标记，要求标记点平面精度为±2 mm/m。

2.7 预制钢弹簧浮置板铺设及调整

（1）预制钢弹簧浮置板通过轨道车运输至作业面或者采用汽车运输至作业面，再采用专用吊具，锁定在预制短板4个角的隔振器外套筒上，吊装至设计位置处。目前普通整体道床“轨排法”使用的吊装设备，加上专用吊具可基本满足预制钢弹簧浮置板短板的施工需要。运输过程中，预制钢弹簧浮置板短板应在平板车上居中放置，行进过程做到均速推进，避免急停和突然加速，同时还应采取一定的加固措施，避免运输过程中预制钢弹簧浮置板滑动或倾覆。

（2）预制钢弹簧浮置板铺设前，应在施工完毕且检查合格的基底上标注出预制钢弹簧浮置板的4个角点和中心线，用于指导预制钢弹簧浮置板的粗铺。铺设时，以控制线路中心线与预制钢弹簧浮置板中心线重合为主，4个角点控制为辅的方式进行定位控制。曲线地段预制钢弹簧浮置板中心线放样应考虑曲线外偏移量，按平分正矢法进行预制钢弹簧浮置板铺设。

（3）预制钢弹簧浮置板短板安装就位时注意保护其边角，防止就位时与相邻短板碰撞损坏边角。就位后在预制钢弹簧浮置板短板4个角下方加放2 cm厚度木板对其进行支撑，严禁预制钢弹簧浮置板短板与基底混凝土直接接触发生硬碰硬情况。

2.8 钢轨、扣件及剪力铰安装

预制钢弹簧浮置板短板中心线与线路中线重合后安装扣件及钢轨，安装钢轨后复核轨距。扣件及钢轨安装完毕后对轨道方向进行精调，精调时使用专用的30 t电动液压千斤顶配合或使用斜支撑进行。

2.9 预制钢弹簧浮置板顶升及精调

为便于施工组织，一般考虑在长轨焊接前进行预制钢弹簧浮置板顶升作业。

2.9.1 杂物清理

待基底混凝土强度到达设计强度的100%后方可进行预制钢弹簧浮置板顶升作业。为避免预制钢弹簧浮置板顶升后杂物进入顶升空间内，影响预制钢弹簧浮置板使用寿命和减振效果，顶升前应对预制钢弹簧浮置板顶升段及前后25 m范围的杂物、基底周边的混凝土浮浆块、扣件及钢轨上的固体垃圾进行清理；在预制钢弹簧浮置板间、预制钢弹簧浮置板与桥面间缝隙用密封条密封。

2.9.2 顶升及精调

预制钢弹簧浮置板顶升是以钢弹簧隔振器外套筒为支座，首先完成限位柱的安装，然后依次安装内套筒、预放调高垫板，通过专用顶升设备压紧内套筒，利用支座的反力向上顶升预制钢弹簧浮置板，如图3所示。顶升操作有隔振器内套筒安装、顶升和测量、锁定3个步骤。

图3 高架桥预制钢弹簧浮置板道床顶升作业

（1）隔振器内套筒安装。隔振器内套筒由弹簧套筒（内装阻尼剂、内外弹簧）、弹簧筒盖组成。经检查内套筒螺栓及密封圈完好后，将所有内套筒用特制手柄依次放入隔振器套筒内并旋转60°，使内套筒盖板的三角头卡入隔振器外套筒中部的固定挡板下；安放内套筒时要保证内套筒居中，安放平稳，对底部不平整处进行局部打磨整修，不允许出现内套筒摇摆现象，否则会影响减振弹簧受力，降低隔振器使用寿命；顶升预制钢弹簧浮置板前，须将钢轨移出承轨槽。

（2）顶升和测量。预制钢弹簧浮置板的顶升高度为30 mm，一般分3轮进行。通过观测预制钢弹簧浮置板上的控制点标高来控制顶升的高度。第1轮顶升前，须测量出顶升前的控制点标高，第1轮结束后，预制钢弹簧浮置板刚刚顶离基底，此时隔振器弹簧可能还未完全受力；第2轮顶升前无须进行测量，第2轮结束后，预制钢弹簧浮置板顶至20 mm左右，此时隔振器弹簧已确定完全受力，变形完全；第3轮顶升前，须再次测量出控制点标高，由于无论顶至20 mm或者30 mm，预制钢弹簧浮置板隔振器弹簧受力大小均相同，所以弹簧不会再变形，计算差值后直接加上相应厚度的垫片准确顶至30 mm即可。

（3）锁定。将锁紧板放在调高垫板上，卡在隔振器外套筒中部的固定挡板处，使锁紧板的螺栓孔对准内套筒盖板螺栓孔，最后上紧锁定螺栓，安装外套筒上部盖板。

2.10 限位凸台施工

（1）限位凸台钢筋绑扎。限位凸台钢筋采用φ12 mm的螺纹钢筋，L型钢筋必须与梁面预埋钢筋进行有效地绑扎。

（2）弹性缓冲垫层粘贴。紧贴预制浮置板限位凸台1周安装3 mm板厚PP材料模板，该模板下部紧贴RPC混凝土基底，与基底接触的四周用玻璃密封胶密封，防止在浇筑时混凝土进入浮置空间。弹性垫层与钢筋之间设置混凝土垫块。

（3）混凝土浇筑。限位凸台采用C40混凝土浇筑，限位凸台顶面应与道床面齐平，最后在限位凸台上安装压条防止模板及弹性垫层上浮。

3 基底 RPC80 混凝土现浇及养护试验

3.1 基底 RPC80 混凝土现浇

本项目预制钢弹簧浮置板基底极薄，直线段仅有74 mm，曲线地段内侧最薄处不到50 mm，所以基底内不能设钢筋网，加上RPC80混凝土的流动性，曲线地段基底RPC80混凝土现浇施工时混凝土很难成型。为此，研究采用了先沿纵向方向增设钢丝网，后浇注RPC80混凝土的施工方法，以减小RPC80混凝土的流动性，使得曲线地段基底RPC80混凝土现浇得以实现。

3.2 基底 RPC80 混凝土养护试验

RPC80混凝土基底上承预制钢弹簧浮置板，下连轻质U型梁，是将动车荷载力从预制板传递到轻质U型梁的关键部位，所以基底RPC80混凝土质量尤为关键。现浇RPC80活性粉末混凝土水化热大、黏稠度高，在混凝土浇筑完成后，极易产生裂纹导致基底质量缺陷。

试拌RPC80混凝土发现，RPC80混凝土的水化热极大，表面容易出现应力反射裂纹。本项目针对水化热大的特点，对RPC80混凝土的养护方法进行了反复试验，试验主要研究养护温度和养护时间对RPC80混凝土强度的影响。

3.2.1 养护温度对RPC80混凝土强度影响

养护温度对RPC80混凝土强度影响试验结果如图4所示，由图4可知，在其他条件相同的情况下，随着养护温度的升高，RPC80混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均得到了提高；当养护温度从70 ℃升高至80 ℃时强度变化较小，升至90 ℃时强度明显增大，且增速较快，因此90 ℃热水养护较为合适。

图4 养护温度对RPC80混凝土强度影响试验结果

3.2.2 养护时间对RPC80混凝土强度影响

养护时间对RPC80混凝土强度影响试验结果如图5所示，由图5可知，在其他条件相同的情况下，随着养护时间的延长，RPC80混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均得到了提高；当养护时长从48 h延长至72 h时强度变化非常明显，从72 h延长至96 h时强度虽然增大但变化较小；当养护一定时间使得RPC80混凝土强度增长完全后，再增加养护时间，强度的增加则很小，从缩短工期和节能降耗的角度考虑，热养护时间宜控制在72 h。

图5 养护时间对RPC80混凝土强度影响试验结果

3.2.3 养护效果对比

RPC80混凝土标准养护条件下7天的试件强度明显小于28天的试件强度，且标准养护条件下的试件强度一般（除标准养护28天的劈裂抗拉强度比70℃热水48 h养护的劈裂抗拉强度略高外）都低于热水养护条件下的强度，这说明热水养护有利于RPC80混凝土水化物的生成，提高了混凝土的强度。72 h热水养护完成后再标准养护28天的试件，其强度反而降低，这是由于混凝土早期水化速度过快，水化产物过多，影响了后期强度的发展。

综上试验对比得出，现浇RPC80混凝土的养护宜采用90℃热水养护72 h的方法。

4 结论及建议

深圳市轨道交通6号线一期高架桥预制钢弹簧浮置板轨道施工工艺、基底RPC80混凝土现浇养护技术研究及应用实践表明，高架桥预制钢弹簧浮置板道床基底施工平整度高、顶升效果好、轨道集合状态良好、减振效果满足设计标准及质量要求。通过本文研究，提出以下建议。

（1）轨道施工前，应加强对土建结构断面的数据复测，获取真实可靠的断面数据，确保梁面标高满足调线调坡后的轨道结构需求，避免造成基底厚度过薄（或过厚，超出桥梁荷载要求），影响整个轨道施工质量。

（2）加强预制浮置板生产质量控制及其成品养护，待预制浮置板养护并达到设计强度要求后方可吊装运输至施工现场，同时应避免在吊装、运输过程中对浮置板造成损伤。

（3）曲线地段预制板铺设，应在板缝处考虑曲线外偏对轨道板中心线位置的影响，内外侧板缝间距应结合曲线缩短量进行计算设置，确保铺设完成后轨道精调能顺利完成。

（4）高架线预制钢弹簧浮置板道床顶升工艺应在长轨焊接前完成，避免长轨对前后预制板连带作用影响浮置板的顶升精度。顶升过程中需要增加隔振器调高垫板厚度时，必须按照设计要求更换锁定螺栓，确保调整垫片锁定状态良好。