6.1.1 桥上无砟轨道施工技术
6.1.1.1 桥面验收
为了保证无砟轨道各部结构的技术条件,施工前应对桥面施工质量进行桥面验收和技术评估。验收内容主要包括桥梁平面位置、桥面高程、桥面平整度、相邻梁端高差及梁端平整度、防水层质量、桥面预埋件(包括梁端剪力筋、侧向挡块预埋筋)、剪力齿槽几何尺寸的规范性、桥面清洁度、桥面排水坡等。
1.桥面高程
梁端1.5m以外部分的桥面高程允许误差±7mm,梁端1.5m范围内不允许出现正误差。
使用精测网进行复核。对不能满足要求的应进行打磨和采用聚合物砂浆填充处理。
2.桥面平整度
桥面平整度要求3mm/4m。使用4m靠尺测量(每次重叠1m),每桥面分四条线(每底座板中心左右各0.5m处)测量检查。对不能满足3mm/4m要求,但在8mm/4m范围内的,可用1m尺复测检查,应满足2mm/1m要求。对仍不能满足要求的,对桥面进行整修处理。
3.相邻梁端高差
相邻梁端高差不大于10mm。采用0.5m水平尺进行检查(在底座板范围内对观感较差处进行量测)。对大于10mm处应进行专门处理,或一侧梁端采取落梁措施或较低一端用特殊砂浆修补。
4.梁端平整度
梁端1.5m范围的平整度要求为2mm/1m。不能满足要求时,应进行打磨处理,直至符合要求。
5.防水层
防水层不允许出现破损及空鼓现象。防水层空鼓检查可采用拖曳铁链的方法进行。检查时沿桥面纵、横向拖曳铁链,以拖曳时桥面发出的空鼓声音初步确定空鼓范围,用记号笔画出范围。破损及空鼓的防水层部位必须整修。整修工艺按交通运输部相关规定执行。
6.桥面预埋件
要求预埋件平面、高程位置要准确。对不能满足无砟轨道施工要求的,视情况按技术转让方提出的“桥面缺陷补救措施方案”进行处理。
7.剪力齿槽几何尺寸
根据实际情况,按设计尺寸修凿并清理干净,齿槽内应修理方正并凿毛出新面,确保底座板混凝土与其结合良好。
8.桥面清洁度、桥面排水坡
桥面不能有油渍污染,否则应在底座板施工前清洗干净。桥面排水坡构造应符合设计要求。对排水坡存在误差的桥面,应保证设计的汇水、排水能力,不允许反向排水坡的存在,特别是两线中间部位。对可能造成排水系统紊乱的桥面应进行打磨整修处理。
9.伸缩缝状态
主要检查伸缩缝安装是否到位且牢靠,并对缝内积存物进行彻底清理。
6.1.1.2 施工平面设计布置
无砟轨道施工前应根据施工管段的具体情况进行施工平面设计。平面设计方案依据总工期计划、桥面验收移交进展情况、施工管段划分及资源配置等因素确定。
1.底座板施工单元段划分
底座板施工单元段划分应统一筹划,认真设计,每个施工单元段(可以独立开展精调施工的段落)长度以4~5km为宜。
2.临时端刺布设
左右线临时端刺起点位置应相应错开两孔梁以上,避免桥墩承受由于底座板温差引起的较大水平力,临时端刺区的选择尽量避开连续梁,以免进行特殊设计。
3.后浇带(BL1)布设
简支梁上的后浇带(BL1)一般设在梁跨中间,后浇带缝与轨道板缝不能重合,连续梁上的底座板两固定连接区间必须设置1个后浇带,后浇带与任一固定连接处的距离不大于75m。
4.混凝土底座板灌注段的划分
简支梁上常规区底座板每次灌注长度最少为1孔,一般以3~4孔较为适宜。临时端刺区底座板混凝土浇筑应分段完成。分段时,按LP1~LP5规定长度分段(LP1、LP2为220m,LP3为100m,LP4、LP5为130m)。连续梁范围底座板的最小浇筑长度=连续梁前两个浇筑段长度+连续梁长度+连续梁后两个浇筑段长度(整个浇筑段混凝土施工应在24h内完成)
5.底座板施工
(1)测量复核。
无砟轨道底座板施工前必须对所有设标网进行复测,对梁面高程、梁面平整度、中线线位、相邻梁端高差等几何要素进行测量复核,对不能满足无砟轨道施工要求的,应及时进行整修、处理。
(2)滑动层施工。
滑动层自下而上由土工布+塑料薄膜+土工布组成,简称为“两布一膜”。每孔箱梁上滑动层的铺设范围为桥梁固定端的剪力齿槽边缘至桥梁活动端,在梁缝处配合硬泡沫塑料板的安装局部调整滑动层的铺设。
(3)铺设硬泡沫塑料板。
硬泡沫塑料板(弹簧板)设于桥梁接缝处,硬泡沫塑料板规格尺寸按桥面拼接需要确定,硬泡沫塑料板的拼接应满足相关要求。
(4)钢筋工程施工。
①钢筋笼的加工、运输与吊装。
根据工期要求和现场实际情况,钢筋笼可在钢筋加工厂预制或在桥上绑扎施工。由于高速铁路工程施工工期短,为了缩短工期,加快进度,钢筋笼采取在钢筋加工厂预制、拖车运输至桥下、吊装至桥面组装连接的方案施工。
②剪力筋的安装。
桥梁固定齿槽内剪力筋因架梁运梁的需要,分为梁内和底座板内两部分。桥内部分(含套筒)在梁场制作时预埋在箱梁顶板的齿槽内;底座板内部分在底座板施工时用套筒连接,伸入底座板钢筋内。剪力筋制作长度应根据底座板超高设置及现场预埋套筒高低情况“量身定做”,以避免安装后过高或过低,影响“两布一膜”和硬泡沫塑料板的结构筋受力。安装时应将剪力筋护紧到位,确保安装质量。
③钢筋笼的安装。
根据钢筋笼方向和位置安放钢筋笼并进行连接。检查钢筋绝缘情况,清理底座板范围内杂物,准备浇筑混凝土。
④测温电偶的安装。
在每个底座板浇筑段安装温差电偶(镍-铬-镍)(距梁缝10m处,为避免安装后过高或过低问题,安装时应确保剪力筋护紧到位),用于结构的温度测量。
⑤装钢筋连接器。
钢筋连接器在桥下预制,安装时整体吊装上桥,在钢筋笼安装初期安放到位。
⑥钢筋及模板检查验收。
主要检查项目包括钢筋保护层厚度、模板水平位置和高程,检查模板安装的稳固性,应满足摊铺整平振捣机操作需要。检查后浇带预留缺口宽度与是否符合设计要求。检查钢筋连接器是否与主筋连接牢固,各接触点绝缘隔离是否符合要求。综合检查验收后,应对底座板施工范围进行清理,同时采用强力吹风机吹除模板范围内的灰土或其他轻质污染物。
⑦支立底座板模板。
混凝土底座板模板采用型钢加工专用钢模,并满足普通地段和曲线超高地段的模板拼装需要,模板组合高度宜略低于底座板设计厚度(一般为20mm左右),以适应线路曲线超高变坡和梁面平整度情况。
(5)底座板混凝土施工。
①混凝土浇筑。
底座板混凝土灌注施工采用混凝土泵车泵送入模。混凝土入模后,前面混凝土振捣采用人工插入式振捣器捣固,后面采用混凝土摊铺整平机摊铺并整平混凝土面。超高地段底座板施工,混凝土摊铺整平过程中须用人工不断补充超高范围混凝土,最后用摊铺机来回两遍整平压实。混凝土的养护须紧跟底座板施工,整段混凝土完成后再正式覆盖土工布和塑料薄膜以实现保湿养护。
②底座板混凝土的检查验收。
底座板施工完成后应进行混凝土施工质量检查、中线和高程测量检查,根据检查验收结果进行相应处理。处理方法如下:对高程误差大于8mm的底座板区域表面要进行削切处理(宜使用混凝土削切机,如使用打磨机,则须进行表面再刷毛操作),确保CA砂浆厚度至少为20mm的要求。
(6)临时端刺的施工。
临时端刺区长度约为800m,其施工工艺与常规区底座板的施工工艺要求基本相同,主要区别在于平面及结构布置上。
①BL1后浇带设置位置及形式与常规区相同,BL2后浇带只有临时端刺区才有,设置于梁上固定连接处。
②连接方式的区别:常规区底座板1次性连接;临时端刺区底座板分4次连接,且各次连接时间间隔较长。
③临时端刺区底座板连接有严格的顺序要求。
④底座板施工基本段长度有所区别,常规区底座板以1孔梁为1个基本段,设1个BL1后浇带;临时端刺区分5段,包括2个220m段(LP1及LP2)、2个130m段(LP4及LP5)及1个100m段(LP3),共设4个BL1后浇带。
(7)底座板连接施工。
板连接时混凝土强度必须达到20 MPa,连接操作是围绕并确保板内20℃时零应力状态而进行的连接筋张拉施工。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。
6.1.1.3 轨道板粗铺
底座板及后浇带混凝土强度大于15MPa,且混凝土浇筑时间大于2d,可粗铺轨道板。
粗铺顺序为先临时端刺,后常规区。其工艺流程为:复测设标网→轨道板运输→安装定位锥和测设GRP点→测量标注轨道板板号→轨道板吊装→轨道板粗铺定位→放置支点木条。
1.轨道板的运输
轨道板采用专用拖车运输。粗铺板前铺板施工单位根据轨道板的使用范围及运输距离(板厂至工地)以及临时存放地点制订计划,提前提交给轨道板生产厂,以便及时安排轨道板的生产及运输。
2.轨道板粗铺前准备
(1)测设GRP点前,应对设标网进行联测检查,防止误用被破坏或触动变位(防撞墙、遮板等施工造成的)的设标网点支架而形成错误的测量数据。
(2)安装定位锥和测设GRP点(在超高地带,应设于轨道板较低一侧)。定位锥安装时采用手持电钻钻孔,用鼓风器将孔内粉尘吹干净,利用树脂胶固定精轧螺纹钢,以此固定定位锥。定位锥锚杆为直径15 mm的螺纹钢筋,螺距10mm,长550mm。
(3)轨道板粗铺前,测量确定各编号轨道板的位置,并在底座板上用墨线标示,同时标注轨道板编号(也可不使用定位锥,直接在底座板用墨线标出轨道板四边轮廓,以确保粗放精度,提高后续精调速度)。
3.轨道板吊装
吊装方案依据现场具体情况确定。便道不能靠近桥梁时,可将轨道板运至桥下相对固定位置,用塔吊或汽车吊吊至桥面运板车上,桥上运板车再纵向运输至安装位置并吊装到位;沿桥有纵向贯通便道时,可将轨道板直接运至桥下沿线存放,在铺板时用桥上悬臂龙门吊吊装上桥,个别地点运输便道不能靠近桥梁时,桥下吊车提升轨道板上桥后纵向移动到位。
4.轨道板粗铺定位
轨道板落放前,应有专人核对轨道板编号与底座板标示号是否一致,确保轨道板“对号入座”。然后根据定位锥确定轨道板平面粗放位置并完成粗放。其中各类(BL1及BL2)后浇带处轨道板,可先铺在设计位置上,待测量完成且有关施工机械通过后于底座板连接前再用吊架吊出,置于前(后)方轨道板上(叠放)并在精调前回铺。
5.粗铺板的支点设置
每块板粗放板支点应为6个,支点材料为2.8cm厚的松木条,板块两侧前、中、后各1根,木条应紧靠精调千斤顶铺放。轨道板粗放时,板前、后端支点(4个)先设置到位,轨道板中间部位支点木条在粗放板后楔入,且支点应设于预裂缝下,以免造成轨道板不规则开裂。轨道板在粗铺前应将每个精调爪位置处预先粘贴弹性密封止浆垫(泡沫塑料),止浆垫为U形结构,其厚度为板缝厚度的1.5~2.0倍,确保铺板后压实密封不漏浆。
6.1.1.4 轨道板压紧
为防止灌注水泥沥青砂浆时轨道板上浮,精调完成后设置轨道板压紧装置。一般情况下,固定装置安装于轨道板的两端中间,当曲线位置超高达到45 mm及以上时,轨道板两侧中间部位增加设置固定装置。压紧装置由锚杆、L形钢架及翼形螺母组成,锚杆锚固深度应为100~150mm,采用植筋胶锚固,锚固完成的锚杆应确保处于垂直状态。压紧装置施工前,应进行锚杆抗拔试验。水泥沥青砂浆灌注并硬化后将压紧装置拆除。
6.1.1.5 轨道板封边
轨道板精调完成并压紧固定后进行轨道板封边施工。封边前应将板下灰尘吹除干净,同时对板封边范围进行预湿(以保证封得牢固)处理。封边施工沿轨道板四周的40mm进行。
1.轨道板纵向两侧边缝封闭
采用水泥砂浆,封边砂浆须满足稳定性及密封性要求,同时应保证拆封后外观整洁要求。封边前首先要将底座板清扫干净,用水湿润,然后采用一块薄铁皮沿轨道板侧面将空隙封堵,然后将拌好的砂浆呈三角状将底座板及轨道板侧面封堵,采用铁皮封堵是为了避免砂浆侵入轨道板。轨道板封边时应在两侧面预留6个(每侧3个)排气孔,孔径为25~30mm,孔位要避开精调千斤顶周围的止浆垫位置。封孔时待水泥沥青砂浆从孔内流出,判定灌浆饱满后采用专用孔塞或泡沫材料填充塞紧,防止漏浆。
2.轨道板端部(板间)封边
端部封边材料的性能应具有结构作用,采用横向封边,采用迈克斯特砂浆将两轨道板的接缝进行填塞,垫层砂浆的注入量应超出轨道板底边至少2cm。
6.1.1.6 轨道板垫层砂浆灌注
轨道板下水泥沥青砂浆灌注应坚持“随调随灌”的原则,其施工应紧随精调完成之后进行。
1.垫层砂浆灌注前施工准备
(1)轨道板几何位置的确认。
垫层砂浆灌注施工前,应对精调完成的轨道板进行空间位置检查确认。对精调完成的轨道板段进行平顺性检查。检查通过的方可进行砂浆灌注施工。
(2)底座板表面预湿。
用带有旋转平面喷头的喷枪进行雾状施作,分别从三个灌浆孔伸入轨道板将其下浇湿。
需根据培训操作中的经验掌握各种温度环境下的喷浇时间,保证底座板湿润。
2.砂浆材料的运输及拌和
移动砂浆搅拌车均由仓储地点加料(一般一次加料可灌注8~10块板),运输至工地拌和。每个灌浆作业面一般配置2台移动砂浆搅拌车,搅拌灌浆与加料(运输)交替进行。为了减少搅拌车回站加料耽误时间,也可采用专用车辆运输、现场直接加料的方式。但要求运输车辆设有相应的降温(如空调)及保温措施。
(1)砂浆拌和。
每次灌注施工前均应进行砂浆试拌和,测量其扩展度、流动度、含气量、砂浆温度等指标,以微调并确定砂浆配合比。各项指标合格后即可进行轨道板垫层灌注施工。
(2)砂浆的垂直运输。
砂浆拌和完成后,将砂浆倒装于砂浆中转罐中,吊车(或桅杆吊)吊运上桥直接灌注。
不具备使用吊车灌注的,可采用悬臂龙门吊直接从桥下固定点提升上桥,移动至灌注地点进行灌浆作业。
3.轨道板砂浆垫层灌注作业
(1)灌注砂浆。
在砂浆灌注地点,先将土工布铺在轨道板上,同时插好灌浆漏斗,防止砂浆从灌浆孔溢出,污染轨道板。将灌注软管出口对准轨道板中间灌浆孔,开启出料调节阀,进行灌浆施工。灌浆过程中,应对侧面封边砂浆的排气孔进行观测,排气孔冒出砂浆后,用泡沫材料或腈纶面塞住排气孔,同时观察灌浆孔内砂浆表面高度的变化情况,应确保砂浆面至少达到轨道板的底边且不能回落时,灌浆过程才可告结束。在曲线超高地段灌浆时,应加高灌浆护筒,使砂浆液面略高出底边,以保证砂浆饱满。砂浆中转仓运回地面经清洗后方可再次使用。
(2)封闭灌浆孔。
封闭灌浆孔时,将灌浆孔中多余的砂浆凿除掏出,使砂浆表面距轨道板顶面保持在约15cm位置,为保证封孔混凝土与垫层砂浆的良好连接,在垫层砂浆轻度凝固时将一根S形钢筋从灌浆孔插入至垫层砂浆中。灌浆孔用轨道板同级别混凝土封闭,抹实压光,并用专用工具压出与预裂缝顺接的凹槽,及时洒水覆盖养护。养护完成后用砂轮机磨光,确保外观质量的美观。
4.砂浆车搅拌机的清洗
砂浆车搅拌机由于加料等原因不能连续拌和施工时,应及时对搅拌仓进行清洗。清洗可利用加料等待时间进行。清洗时应注意清洗污水的处理排放。
6.1.1.7 轨道板缝连接
轨道板纵向连接至少应以单元施工段为基本段落,精调单元段内轨道板的连接分批进行。
靠近临时端刺区240m的常规区为过渡段,此段在临时端刺后浇带尚未完成全部连接前(即临时端刺未与下一段底座板连接前)只可进行窄接缝灌注施工,不进行张拉锁拧紧及宽接缝灌注(砂浆)施工。其余单元段内完成精调的轨道板可进行规定内容的纵向连接施工。过渡段内轨道板的纵向连接待临时端刺后浇带全部连接完成后施工。轨道板纵向连接的程序为:拧紧张拉锁→安装接缝钢筋→浇筑接缝混凝土→接缝混凝土养护。
1.轨道板窄接缝
水泥沥青砂浆灌注完成并达到7MPa(约7d)后,即可进行窄接缝施工。施工前,应将连接缝区表面清除污垢,其后,在轨道板窄接缝处侧面安装模板(用螺杆拉紧),向窄接缝灌注砂浆(可使用垫层砂浆,需调整改变稠度),灌注高度控制于轨道板上缘以下约6cm处。灌注完成后应及时养护。
2.轨道板纵向连接
垫层砂浆的强度达到9MPa和灌注窄接缝砂浆强度达到20MPa时可对轨道板实施张拉连接。张拉锁拧紧施工通过扭矩扳手操作,拧紧标准为450N·m。张拉施工从拟连接段落中间开始,从中部向两端对称同步进行。轨道板中共设有6根张拉筋,先张拉轨道板中间2根至完成,其后由内向外对称张拉左右筋各1根至完成,最后张拉剩余2根。
3.轨道板宽接缝施工
(1)配置钢筋。
每个宽接缝安放两个钢筋骨架,附加一根直钢筋定位,定位钢筋装在横向接缝的上方,定位筋与配筋间用绝缘丝绑扎防止移位。
(2)宽接缝的混凝土灌注。
使用C55混凝土灌注(可视需要添加抑制剂和蓬松剂)。混凝土集料粒径为0~10mm,混凝土要具有较小的坍落度,以避免超高区域内“自动找平流坠”现象。宽接缝混凝土灌注施工时,应在宽接缝上方设置灌注斗槽以保证混凝土灌注口附近范围外观整洁,混凝土采用插入式振动器捣实,混凝土表面抹至与轨道板表面齐平。
(3)灌浆孔的填充封闭。
使用与宽接缝灌注材料相同的混凝土填充,与宽接缝施工一同完成。施工时应特别注意外观质量并顺接压出预裂缝,保持轨道板外观整洁。
(4)混凝土的养护。
新填充的混凝土应及时养护。用薄膜覆盖并要防止滑脱。养护期一般为3d左右。