CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板病害分析与整治论文_张晓涵

CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板病害分析与整治论文_张晓涵

中国铁路上海局集团有限公司上海高铁维修段 上海 200000

摘要:CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板病害是由结构设计、结构施工、环境因素、原材料及其他相关产品质量可靠性等几个方面造成的。本文依托某高速铁路:CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道整治工程实践,通过对施工作业技术和流程的提炼和总结,形成了整治工艺流程,可为高速铁路同类工程养护维修提供参考和指导。

关键词:CRTSⅡ型板;无砟轨道;病害

1 引言

CRTSⅡ型板式轨道其原型为德国博格板式轨道,其结构拥有预制式、纵向连续、先张拉、高弹模砂浆调整高低水平、依靠整体性限位等特点。根据下部基础不同CRTSⅡ型板式无砟轨道系统分为路基、隧道段CRTS Ⅱ型板式无砟轨道系统和桥梁上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道系统。路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道系统结构由预制轨道板、水泥乳化沥青砂浆充填层及混凝土支承层等部分组成.

2 CRTS Ⅱ型板式无砟轨道质量影响因素

2.1结构设计方面

设计人员素质、无砟轨道计算分析模型准确性、设计安全富裕量、设计标准、指标及相关运营实践经验。

2.2结构施工方面

施工人员素质、施工装备、线下工程沉降控制、细部与关键部位质量控制(伸缩缝处易被混凝土填充;线下基础标高控制不到位,导致底座板太薄或太厚;支承层表面拉毛质量不到位,特别是连续道床板端部等)

2.3环境因素方面

如大跨度、特殊结构桥梁多,不良地质条件如膨胀土、软土多;同时自然环境差异大,如地区夏季昼夜气温差异大,高温持续期长等。

3CRTS Ⅱ型板式无砟轨道主要病害类型

3.1CRTSⅡ型板式轨道夏季上拱

局部地段在高温季节出现上拱现象,影响轨道平顺性,上拱位置大多出现在轨道板间接缝区域。CRTSⅡ型轨道板胀板原因比较复杂。外因是持续高温,内因是无砟轨道在温度效应下CA砂浆逐渐失去与轨道板的粘接力,导致在轨道板失去纵横、垂向约束,在最薄弱的宽接缝处出现纵向和横向变形,形成轨道板上拱和CA砂浆离缝,并引起轨面高低和方向的变化。以及未能严格按轨道板设计合拢温度进行纵连轨道板间宽、窄接缝施工质量不良或在低温季节对轨道板间离缝采用非弹性材料进行充填修补,间接形成了轨道板纵连温度降低在升温荷载下,板端轨道板与砂浆层拉应力超过粘结力等。

3.2CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层离缝

初步原因一是施工质量不高,水泥乳化沥青砂浆充填层骨料配比、砂浆充填层厚度不达标,砂浆充填层振捣不充分砂浆层与轨道板间,砂浆层与底座板或支撑层间厚度不均,局部中空导致下雨进水,列车驶过反复拍打,形成离缝。二是夏季午后高温持续,轨道板因高温导致内部温度力分布不均发生翘曲造成离缝。

3.3CRTSⅡ型板式无砟轨道板裂缝

可能原因是预制不合格,扣件阻力过大,纵连跨度大,温度高低不一,局部温度荷载过大等。

4整治技术研究

4.1轨道板伤损维修

轨道板伤损维修采用表面封闭、无压注浆或低压注浆的办法。混凝土缺损处,可直接修补。

4.2轨道板间连接部伤损维修

较小的离缝采用无压注浆法等。缺损处采用直接修补。较大的离缝,宜采用柔性填充法处理。有机硅树脂,按清洁-压入修补-表面整修步骤进行。

4.3水泥乳化沥青砂浆层伤损维修

较小裂缝参照混凝土裂缝表面封闭法。离缝修补材料:低黏度树脂,封边材料或封边带。按清洁-封边-注浆-拆封-修正步骤进行。砂浆层缺损剥落,采用树脂砂浆按修凿-清理-干燥-涂底漆-立模-修补-修正步骤进行。

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4.4轨道板预裂缝处、支承层、底座板、轨道板间连接部位离缝维修

严禁在冬季进行注浆修补作业,如夏季裂缝或离缝值仍达Ⅲ级,可在底座板或轨道板设计锁定温度范围内,采用弹性聚氨酯材料进行修补

4.5由温度力引起的水泥乳化沥青砂浆充填层与轨道板或底座板间的离缝

应在轨道板设计锁定温度范围内对轨道板进行应力放散、重新锁定,并用低黏度树脂进行注浆修补。

4.6CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板伤损达Ⅲ级及以上或宽窄接缝破损达到轨道结构失效的修复作业

4.6.1修复作业技术标准

(一)锚固植筋技术标准及效果

植筋锚固是使轨道板与底座板(支承层)形成竖向约束力,起到原来砂浆层的粘结作用。

1. 路基地段轨道板植筋,根据标识用钻机钻孔,钻孔直径为32mm,钻孔深度L=400mm,误差±10mm。植筋采用Φ27销钉,销钉长L=350mm(轨道板内150mm,砂浆层内30mm,支承层内170mm),误差为±5mm。钻孔应垂直于轨道板板面进行,允许偏差1°。植筋胶性能指标需满足设计要求。

钻孔放样尺寸:中心距离轨道板横向中心线205mm,距离挡肩166.6mm(需现场再次测量确定)。对于砂浆厚度大于30mm的地段,钻孔及锚固钢筋的长度应+增加实际砂浆层厚度-30mm。钻孔时必须严格控制钻孔位置和钻孔深度,钻孔后立即将孔内杂物清除,确保孔内洁净和干燥。植筋完成并植筋胶完全固化后才能进行后续工程施工。轨道板既有植筋完好的可利用原植筋;轨道板既有植筋失效,进行轨道板植筋修复。

注:②植筋锚固胶应采用改性环氧类胶粘剂,需满足GB50728-2011《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》所要求Ⅰ类A级胶标准,并提供全国建筑物鉴定与加固标准技术委员会颁发的材料安全性鉴定报告。针对此项,“仅对来样负责”的委托送样检测报告不可作为安全性鉴定报告使用。

③植筋胶成份采用改性环氧树脂胶,应具有无毒无污染、良好的抗腐蚀和耐老化性能,严禁使用乙二胺作改性环氧树脂固化剂,严禁掺用挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂。

④植筋胶应适用于开裂混凝土工况,并提供权威机构认证报告:国际ETA裂缝混凝土适用性、国际ⅠCC抗F级地震认证(相当于国内8级以上抗震)。

(二)聚合物混凝土技术标准

1. 骨料:5-20mm粒径连续级配碎石。必须洁净,用水冲洗干净并晾干,密封保存。提前冲洗晾晒干净(温度不能过高),尽量光滑、少棱角,满足连续级配要求,增大流动性,满足流动性前提下尽量减少用水量(严禁有泌水、离析现象)。

2. 钢筋笼:提前预制好,上道前经监控人员验收合格。严格按图纸预制(考虑现场锁件歪斜,锁件间箍筋可适当增大),纵向钢筋竖直无弯曲,并做好节点绝缘。

3. 拌合:提前进行配合比设计,严格按比例拌合。每个宽接缝材料用量为:干料125kg,石子114 kg,水18kg。先将干料和石子拌合均匀,再加水快速拌合均匀。严格控制用水量,坍落度适宜控制在150mm以内,最大不大于180mm。保证和易性(流动、粘聚、保水)良好。

4. 养护:为保证混凝土耐久性和整体性,防止产生脱水现象(防止表面脱落,干缩裂纹等),在混凝土浇筑振捣并抹面完成后,立即进行薄膜养护,防止水分蒸发。

4.6.2修复作业主要步骤

道板植筋锚固→轨道板解锁→轨道板张拉、板间接缝浇筑→板底注胶→宽接缝相邻轨道板植筋→钢轨精调。

5结束语

无砟轨道维修应强调检重于修,对检查发现的质量问题反复校核、找准位置、查明原因、定好方案并按规定进行整修,严谨盲目维修。对病害较轻的轨道板进行表面封闭、无压注浆或低压注浆、利用弹性材料在适宜温度进行修补等办法处理。阻断了伤损表面与空气、水在车辆荷载的作用下加快氧化的进程,极大的延缓了病害的发展速度;而对于离缝、裂缝加大接缝处挤碎或掉块较大无法修补的轨道板进行轨道板锚固、宽窄接缝凿除重筑、板底注胶,对轨道板进行应力放散、重新锁定,并用低黏度树脂进行注浆修补的办法彻底消除安全隐患。

参考文献:

[1]CRTSⅡ型板式无砟轨道相关设计规范及技术文件。

[2]《高速铁路无砟轨道线路维修规则(试行)》(铁运〔2012〕83号)。

[3]《上海铁路局高速铁路无砟轨道线路维修实施细则》(上铁工发〔2013〕446号)。

论文作者:张晓涵

论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期

论文发表时间:2019/9/11

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