胡文斌
中铁五局集团有限公司 湖南省长沙市 410007
摘要：主要介绍了杭长铁路客运专线（75＋4×135＋75）ｍ连续梁GRTSⅡ板式无砟轨道施工技术，对确保大跨度连续梁GRTSⅡ板式无砟轨道质量要求所采取的施工技术措施进行了研究探讨，对成形后无砟轨道成果资料进行了总结，为类似工程提供参考。
关键词：铁路客专 大跨径桥梁 GRTSⅡ板式 无砟轨道施工
1 前言
在我国高速铁路客运专线建设中，CRTSⅡ型板式无碴轨道已被广泛应用，大跨度连续梁对于客运专线CRTSⅡ型板无碴轨道的实用性已经有成功的经验，但（75+4×135+75）m大跨度连续梁桥在时速350公里铁路客运专线上使用还是首次，与其他相类连续梁不同之处在于该桥大跨度多跨连续，连续梁上CRTSⅡ型板式无砟轨道温度跨长达到378.6m，是目前我国铁路客专CRTSⅡ型板式无砟轨道设计最大温度跨长之一，无砟轨道不设温度伸缩器，连续梁梁体和无砟轨道系统在温度变化时处于两个不同的体系，连续梁梁体随着温度变化可以自由伸缩，无砟轨道系统属于连续结构靠结构体系内力克服温度力，对CRTSⅡ型板式无碴轨道质量控制要求很高，施工控制和难度相对较大，通过对金华江（75+4×135+75）m大跨度连续梁桥CRTSⅡ型板式无碴轨道施工开展研究，为今后类似工程提供借鉴。
2 工程概况
杭长客专金华江特大桥主桥为75+4×135+75m预应力混凝土连续箱梁，连续梁全长691.5m，相邻配跨为32m简支箱梁。桥上轨道结构为CRTSII型板式无砟轨道，连续梁前后相邻各5跨简支箱梁一并纳入连续梁轨道设计，设计结构从下到上依次为两布一膜滑动层、连续底座板、水泥乳化沥青砂浆层、轨道板。
3 工程特点
CRTSII型板式无砟轨道结构采用纵向连续配筋的钢筋混凝土轨下基础，并采取“两布一膜”隔离层、“硬质泡沫塑料缓冲区”等多项措施，实现了桥上无砟轨道结构跨梁缝连续铺设，在台后锚固区设置摩擦板、端刺等锚固体系向地基传递桥梁范围内的水平纵向力。梁面设置2%坡度的双向排水，主桥梁温度跨长达为378.6m，为国内铺设同类型无砟轨道桥梁之最。
4、设计加强措施
4.1无砟轨道桥梁的结构原理
轨道结构沿桥梁全长纵向连结，为提供连续均匀的轨下支撑刚度和桥墩间纵向力传递，桥上轨道结构采用连续铺设的钢筋混凝土底座板，底座板与轨道板间通过砂浆填充层形成整体结构，底座板与梁体间设置隔离层以减弱梁体位移对轨道结构的影响。与传统的有砟轨道相比，无砟轨道底座板不但作为钢轨的支撑基础，同时参与线路结构的纵向受力，桥梁范围内底座板结构考虑为两端固定的轴向拉压自约束杆件，主要承受温度荷载、列车荷载、收缩徐变荷载。
轨道结构和桥梁间的纵向力传递方面，通过梁面和底座混凝土板间的构造措施设置（梁端锚固区和两布一膜滑动层），两者间纵向力的传递仅通过锚固区域传递，通过滑动层释放桥梁伸缩对轨道产生的纵向水平力，以避免桥梁伸缩对底座混凝土板受力的影响。
4.2 设计加强措施
由于75+4×135+75m连续梁梁温度跨长达为378.6m，梁体温度变化传递给底座板荷载较普通结构增大，需要对无砟轨道结构设计进行加强。
4.2.1底座板配筋加强
直线地段一般跨度连续梁一般地段为58根Φ16的HRB500钢筋，配筋率为2.02%、箍筋间距0.2m，金华江4*135m连续梁中间491.8m纵向钢筋为34根Φ20、24根Φ16的HRB500钢筋，配筋率为2.68%、箍筋间距0.15m；对连续梁两侧梁端及相邻各5孔简支梁(共231.2m*2)进行了加强，纵向钢筋为44根Φ20、14根Φ16的HRB500钢筋，配筋率为2.88%、箍筋间距0.1m；在第6孔简支梁设置了过度(第5孔与第7孔过度)，纵向钢筋为24根Φ20、36根Φ16的HRB500钢筋，配筋率为2.45%、箍筋间距0.15m。
4.2.2 剪力齿槽加强
与连续梁相邻梁端的第一孔和第三孔简支梁的剪力齿槽比原设计增加一排剪力齿槽，即分别为5排和3排剪力齿槽，相邻的第二孔简支梁剪力齿槽与原设计一样为4排剪力齿槽。
4.2.3 侧向挡块加强
一般设计侧向挡块间距为8m，加强设计后98号墩-105号墩及107-114号墩侧向挡块间距为4m，即比一般设计增加一倍侧向挡块，增加侧向挡块内的配筋同原设计。
4.2.4 道板与底座增加剪切连接钢筋
在98号墩-105号墩及107-114号墩范围内的轨道板与底座板间按下图增加设置剪切连接钢筋，每块板设置4根剪切连接钢筋，剪切连接的其他要求同原设计。
5. 无砟轨道施工
5.1 两布一膜滑动层施工
梁面与轨道之间通过铺设两布一膜滑动层，以克服梁体伸缩对轨道结构的影响，除了梁体线型和梁面平整度之外，土工布和滑动膜的摩擦性能是梁轨间纵向力传递效果的主要影响因素，施工质量控制非常关键，施工前检查梁面防水层，其表面光滑、平整、洁净，不得残留油污及石子或沙粒之类可能破坏滑动层的颗粒。其结构见图。
4 悬臂施工
在胶粘剂涂刷带上涂刷胶粘剂，胶粘剂的层厚必须合理选择，避免胶粘剂“浸泡”土工布的现象。
聚乙烯膜铺设完成，安装钢筋笼前，用自制的拉紧器，将其拉紧，固定在剪力齿槽锚固钢筋上，预防其上鼓褶皱。
5.1.2 滑动层质量控制
控制原材料进场质量，检测厚度及重量是否满足要求，不合格品严禁上桥，两布一膜铺设后的效果要平整密贴，特别是底层土工布与梁面和粘接要牢靠。严格按照胶粘剂使用说明规定的温湿度要求进行粘接，以保证粘接效果。
5.2 连续底座板施工
底座板可认为连端固结的自约束杆件、梁体为纵向自由伸缩的杆件；环境温差作用下，二者产生相对位移，通过滑动层传递摩擦力，使得底座板承受自身温差荷载和梁体伸缩引起的摩擦力。温度跨长度决定了底座板锚固位置承受梁轨滑移的摩擦力的大小，在底座板剪力齿槽锚固区的两端分别出现纵向内力最大、最小情况。同时，受剪力齿槽的约束，纵向力向下部结构传递；主桥相邻的简支梁上方的底座板产生纵向内力衰减的情况。
5.2.1 底座板施工线形标高控制
金华江特大桥75+4×135+75m连续梁在无砟轨道施工之前所上二期恒载为遮板、栏杆、防护墙、AB竖墙及电缆槽纤维混凝土、接触网基础等，接触网立柱已放置在桥上，因为连续梁跨度达到了135m，在后续底座板、轨道板的施工过程中会引起梁的挠度变化，在施工过程的标高控制需要考虑这些因素，同时还需要考虑梁体十年徐变以及运行过程中列车动载引起梁体挠度的影响。
根据设计计算提供的底座板、轨道板、梁体十年徐变以及列车动载引起的跨中挠度值确定各阶段的施工标高控制。
5.2.2 底座板混凝土施工
底座板是连续结构，但混凝土浇注需要分段进行，施工前先要做好混凝土浇注单元段的划分，金华江75+4×135+75m连续梁墩号为103#－109#墩，全长691.5m只在中部106号墩上设有剪力齿槽，与其相距最近的剪力齿槽分别在相临的简支梁上，根据设计要求连续梁及其前后各2孔简支梁齿槽处底座板应一次浇筑，并设立BL1后浇带，为保证连续梁及相邻两孔简支梁上BL1尽量关于先浇筑的BL2对称，可通过设置自由混凝土浇筑段来满足要求，自由混凝土浇筑段的长度一般不大于80m，在金华江75+4×135+75m连续梁上共设置8个自由混凝土浇筑段。
底座板混凝土浇筑前，在浇筑段的横断面的中间埋设温差电偶，用于测量混凝土的内部温度变化，测温电偶按每个浇筑段中部埋设一个，统一方向、位置埋设方便下一步测温工作，在临时端刺区，底座施工完后较长时间才张拉完，为确保温差电偶不被破坏需要进行保护，或者施工时多预埋一个。
混凝土灌注施工采用混凝土泵车泵送入模。混凝土入模后，采用插入式振捣器捣固，混凝土振动梁摊铺并整平混凝土面。混凝土浇筑后用塑料毛刷对混凝土表面进行人工拉毛，深度1.5～2mm，拉毛拉出来的碴要及时清扫掉。混凝土的养护紧跟底座板施工，整段混凝土完成后再正式进行覆盖土工布和塑料薄膜以实现保湿养护，养护时间不少于7天。
5.2.3 底座板张拉连接
底座板设计锁定板温为25℃，底座板连接施工是围绕并确保板内25℃时零应力状态而进行的连接筋张拉施工。连接方法是遵照一定程序将钢板连接器（BL1）螺母紧固，实现底座板张拉连接。按照环境温度和底座板的温度，可分为三种情况：当5℃≤T ＜25℃时，底座板应进行张拉连接；当25℃≤T≤30℃时，不张拉，直接用手拧紧螺母连接施工；当T＞30℃或T＜5℃时，禁止张拉连接施工。底座板连接时混凝土强度必须达到20MPa，所有类型单元段底座板的连接施工均须在温差较小的24h内完成且左右线同步。
张拉前先测量底座板温度，计算张拉长度，金华江75+4×135+75m连续梁底座板张拉连接时温度在20℃～25℃之间，张拉一次进行。
在金华江75+4×135+75m连续梁上有多个底座板自由浇筑段，张拉连接时要确保在两个一次浇注的BL2之间的多个BL1同步进行张拉连接。
5.2.4 后浇带混凝土浇注
（1）BL1后浇带混凝土施工。后浇带钢筋连接完成后应随即浇筑后浇带混凝土，浇注范围应包括常规区所有后浇带及两临时端刺中的K0、J1后浇带。此工序与后浇带连接应接续施工，不出现间隔施工。J2、J3、J4后浇带于相邻单元段底座连接后再施工。
（2）BL2后浇带混凝上施工。
临时端刺区BL2后浇带分为早期固定连接和后期固定连接，早期固定连接在单元段底座钢筋连接完成3～5天后（底座内的应力调整期）进行，位置在LP2范围内与J2相邻的两个固定连接后浇带（左右线要错开两个梁段位置），两临时端刺后浇带对称施工。后期BL2后浇带混凝土在相邻单元段底座连接后再施工。
底座板纵连后，常规区BL2后浇带通常也应该尽可能快的进行浇注。但是当纵连是在底座板温度小于锁定温度的情况下进行时，必须待混凝土浇注段内应力均衡后才能浇注。
5.3 轨道板铺设
轨道板铺设会对连续梁产生竖向绕度，底座板施工标高控制时已考虑该绕度值，轨道板铺设完成后，轨道板精调按照梁体十年徐变以及列车动载引起的跨中挠度值累加调整标高控制值，同时对观测点进行测量观测，验证轨道板铺设后的实际变形值与理论计算值是否吻合一致，轨道板精调施工过程中实际观测值与理论计算值见下表。
从表5－4可以看出，轨道板铺设完成后，实测挠度值与理论计算值基本吻合，从表5－5可以看出，轨道板精调时需要调整的标高值很小，在轨道板灌完水泥乳化沥青砂浆之后对轨道板平顺性进行测量，测量结果完全符合设计要求。
5.4 水泥乳化沥青灌注
轨道板精调完成后，对轨道板进行扣压固定，经试验膨胀量和测量数据表明，采用6个压紧装置能满足施工要求。
为了增加水泥乳化沥青砂浆与底座板的粘结力，减少水泥乳化沥青砂浆内部气泡。采用专用的高压水枪对轨道板板腔进行湿润，润湿可分为三次，都在封边前完成，第一次为预湿，当气温较高时隔半小时后再进行第二次润湿、第三次为封边前预湿。
在底座板润湿后进行轨道板的封边，轨道板的封边分为横向封边和纵向封边，封边采用 “封边带加角钢” 的封边工艺，封边角钢自带排气孔，排气孔间距约0.9m，保证砂浆灌注过程中空气可以及时排除板腔。应该保证每个排气孔都畅通。
水泥沥青砂浆灌注坚持“随调随灌”的原则，其施工紧随精调完成之后进行，砂浆灌注采用重力法，即砂浆在自重的作用下流满填充轨道板腔；灌注过程避免出现速度过快或者过慢，以免灌注过程中夹入空气中的大气泡。
5.5 轨道板纵向连接
水泥乳化沥青砂浆的强度达到9MPa，窄接缝混凝土的强度达到20MPa，方可对轨道板实施张拉连接
全部张拉锁件安装完成后，采用高阻测定仪或兆欧表测试绝缘电阻。测试电压直流500V，电阻量程1000MΩ。确保测出的电阻值≥2 MΩ为合格，否则返工。
纵向连接施工段中，先张拉中间的2个缝，当中间2个缝各张拉完成中间2个张拉锁时，向两端对称同步张拉2个板缝中间2个张拉锁。总体张拉呈2块板阶梯进行。
当施工段中完成6个缝中间的张拉锁时，第二组开始张拉中间的2个缝中的左右各1个张拉锁。依次类推，直到纵向连接施工段中的张拉连接完成。轨道板纵向连接张拉顺序见《轨道板纵向连接张拉顺序图》。
轨道板纵向连接张拉顺序图
连接完成后，安放钢筋骨架，及时接续浇注宽接缝混凝土。
5.6 轨道板剪切连接
轨道板的剪切连接,是指轨道板精调、灌浆后,在梁缝区用剪力销将轨道板和桥梁底座板锚固在一起，根据施工图纸要求，使用自制胎膜在轨道板上确定出剪力销的位置，并用记号笔在轨道板上现场标识。同时也可利用金属探测器探测底座板钢筋，若有钢筋标识点可以稍微移动，避免钻孔时钻断底座板钢筋。剪力钉不能直接植在梁缝之上，应距离梁缝至少10cm。
根据标识用钻机钻孔,钻孔直径为35mm,钻孔深度:在桥梁区为350mm,在路基常规端刺过度区为390mm。钻孔时必须严格控制钻孔位置和钻孔深度,严禁钻断底座板钢筋和钻破硬泡沫塑料板。
孔洞钻好后,用风枪将粉尘吹干净,向孔内注入喜利得HIT-RE500 粘接剂,然后在孔内插入剪力销，剪力销采用HRB500Ф28 螺纹钢筋,其长度分别为:在梁缝区L=300mm, 在常规端刺过渡区L=340mm。钢筋必须插到孔底,最后封孔。
6.0 结束语
杭长客运专线跨金华江特大桥75＋4×135＋75ｍ连续梁GRTSⅡ型板式无砟轨道工程从开始施工就严格严格按照确定的方案组织实施，严格控制各道工序施工质量，由于其温度跨长达到了378m，连续梁跨度大，施工过程线形也处于变化之中，无砟轨道施工通过科学的组织，采用有效的措施，无砟轨道成形后通过平顺性检测完全满足设计要求，取得了较好的经济和社会效益，对（75+4×135+75）m连续梁桥的GRTSⅡ型板式无砟轨道施工组织及方案形成标准化作业成果，为以后类似的工程施工提供借鉴。
论文作者:胡文斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/19
标签：轨道论文; 底座论文; 混凝土论文; 纵向论文; 剪力论文; 钢筋论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第7期论文;