城市轨道板钢弹簧预制技术分析

李小浩

摘要：城市轨道交通钢弹簧浮置板现浇施工存在施工流程复杂、现场施工质量控制难度大以及后期维护保养困难等弊端。采用轨道板钢弹簧预制技术可以有效提高城市轨道交通施工质量与施工可操作性，还可以进行局部的维修，因而在现代轨道交通施工中具有广阔的应用前景。为了提高城市轨道板钢弹簧预制质量，本文分析了钢弹簧浮置板主要设计参数与结构设计要点，介绍了钢弹簧浮置板预制注意事项以及检验方法与标准，总结得到钢弹簧浮置板预制应用于城市轨道交通施工，可以有效提高施工效率与施工质量，还便于后期的维护、管养，可以进行大范围推广使用。

关键词：预制钢弹簧浮置板;结构设计;试制试验;施工效率

引言

随着经济的发展与城市的扩张，城市交通运输需求量不断上升，地铁作为城市轨道交通的重要组成部分在解决居民出行问题方面发挥了重要的作用。但是由于地铁轨道多位于地下环境中，对现场施工限制较大，施工周期长且会对附近路段造成振动与噪声等环境问题，对附近居民的生活造成不利影响。近年来我国许多城市都已经开通地铁或正在修建，在轨道施工方面已经积累了一定的经验，以深圳地铁四期14号线工程为例，该线用钢弹簧浮置板道床约21km，轨道板全部采用工厂化预制。通过钢弹簧浮置板预制技术可以显著的改善轨道交通现场施工中存在的施工流程复杂、施工管理困难以及施工效率不高等问题，还可以降低城市轨道交通施工造成的振动，提高轨道施工的精度。因此，加强钢弹簧浮置板预制技术的工艺分析与质量管理，对于进一步提高城市轨道交通施工质量具有重要意义。

1钢弹簧浮置板结构设计分析

1.1主要设计参数标准

为了提高钢弹簧浮置板预制技术在城市轨道交通施工中的适用性，针对钢轨、扣件及与之相关参数制定如下表1所示标准。

1.2 预制钢弹簧浮置板设计分析

1.2.1型式尺寸设计

采用钢弹簧浮置板预制技术时应在型式设计中遵循以下原则：

型式尺寸需要在符合限界要求的条件下预留一定大小的余量;

为了减少浮置板之间连接件的数量，提高整体性同时优化减振效果，应注意改善参振质量并适当加长单个浮置板的长度;

为了避免铺设钢弹簧浮置板时出现轨道线路中心线与钢弹簧浮置板中心线出现过大偏差，曲线路段条件下浮置板长度不宜过长;

为了提高预制钢弹簧浮置板施工的可操作性，应控制其自身重量不宜过大。

为了方便施工，避免施工资源浪费，考虑统一外形尺寸。

直线及曲线半径≥400m曲线地段，浮置板尺寸采用P4765型轨道板（结构尺寸：4765*2600*340mm）;曲线半径<400m地段采用P3550型轨道板（结构尺寸：3550*2600*340mm）。刚度过渡地段、人防门、废水泵房等位置设备相应特殊板型。

1.2.2板体结构设计

城市轨道投入使用后会承受较大的振动载荷，横向将Φ16钢筋与Φ12钢筋搭配使用，纵向使用Φ20钢筋，浮置板使用C50型混凝土浇筑，同时在隔振器、预埋套管以及预制板端部分别设置抗裂钢筋、螺旋筋以及加强筋，可以有效保证高振动载荷环境下钢弹簧预制板的强度。

1.2.3杂散电流收集

钢弹簧浮置板杂散电流处理主要依靠由道床钢筋构成的手机网来实现，为了实现较好的排流效果应控制钢筋截面积并在设计杂散电流收集网时预留排流接口。需要注意的是，用于处理杂散电流的钢筋均需要使用焊接的方式连接在一起，钢弹簧浮置板四角需要分别布设1个连接端子。

2 钢弹簧浮置板预制与质量检验分析

2.1钢弹簧浮置板预制生产要点

（1）原材料控制：混凝土强度等级不低于C50，选用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;最大直径不大于20mm的二级或多级单粒级碎石;细度模数2.3-3.0的天然河砂;原材满足设计与相应规范要求。

（2）工装设备：模具应具有足够强度、刚度和稳定性，生产使用过程实行日常和定期检查包括密封性能、外观和外形尺寸等;钢筋骨架在专用胎具上制作，并进行定期检验;设备应满足轨道板浇筑振捣、养护、脱模、运输等功能。

（3）生产工艺控制：模具清理干净并均匀喷涂脱模剂后，安装预埋套管、剪力铰套管、隔振器外套筒等预埋件，保证数量、位置、牢固度等满足设计要求;钢筋定尺加工绑扎，保证钢筋骨架在轨道板内位置，保护成厚度控制在35-40mm，排流条钢筋焊接到位;轨道板根据工艺试验确定浇筑振捣参数，养护过程通过采集的环境、板面、板芯温度进行实时调控;根据同条件试件抗压强度判断是否可以脱模，脱模后进行至少10天保温保湿养护。

2.2预制钢弹簧浮置板质量检验

预制钢弹簧浮置板生产完成后应进行全面的性能与外观检查，以确保预制出来的钢弹簧浮置板质量符合设计要求。

2.2.1外观与外形尺寸检验

外观方面，应检查预制出来的钢弹簧浮置板成品是否存在露筋、蜂窝、麻面、裂缝、棱角损伤或孔洞问题，以钢弹簧浮置板表现光洁、密实且颜色均匀为宜;外形尺寸方面，应针对长度、宽度、厚度以及预埋套管位置与平整度等参数进行测量，以保证各尺寸参数符合设计要求。

2.2.2 静载抗裂性能检验

进行静载抗裂性能检验时需要遵照设计要求对在钢弹簧浮置板表面横向截面、纵向截面分别进行试验，如果钢弹簧浮置板横向与纵向均未出现开裂，则判定静载抗裂性能符合设计要求;若横向与纵向均发生开裂问题，则判定为不合格。值得说明的是，若施加外力后只有横向或纵向单个方向出现开裂，需要再次进行抽样检验，若仍出现开裂则认为静载抗裂性能不合格，若二次抽检后未出现开裂則认为静载抗裂性能满足设计要求。

2.2.3疲劳试验

进行疲劳试验是为了检验预制的钢弹簧浮置板在动载荷作用下的寿命与抗疲劳性能，试验时按实际道床结构组装钢轨、扣件、减振元件，在板中部的钢轨上加载设计轴重的2倍（P=2P0），加载速度应均匀，加载速率不大于0.5kN/s，并进行不低于200万次的动载试验，试验结束后若钢弹簧浮置板表面裂纹小于0.2mm则认为其抗疲劳性能良好。

2.2.4预埋套管抗拔力检验

检验预埋套管抗拔力时从一批预制的钢弹簧浮置板中随机抽取一件，检验任意3个预埋套管，试验时抗拔力不低于100KN后持荷3min，若3个预埋套管周围未出现裂纹则判定预埋套管抗拔力符合设计要求，否则判定不合格，进行逐个检查。

3 结语

总的来说，通过钢弹簧浮置板预制技术可以有效改善钢弹簧浮置板现场施工存在的施工流程复杂、施工质量难以控制以及后期可维护性差等问题。通过合理的板型尺寸设计、结构配筋以及隔振器布设控制可有效保证预制的钢弹簧浮置板性能，保障城市轨道交通运营的安全性与可靠性。

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