文档介绍：高速铁路CRTSII板式无砟轨道道岔区填充层自密实混凝土浇筑施工工艺技术研究
杨远明
(中铁五局二公司)
【摘要】高速铁路CRTSII型板式无砟轨道道岔区填充层自密实混凝土浇筑现有工艺采用无压力浇筑的工艺方法。浇筑过程中混凝土坍落扩展度很大,混凝土处于浆骨料即将分离的边沿。浇筑完成后需要舀浆,去掉溢出的浮浆,浇筑施工质量较难控制。本文针对现行道岔板自密实混凝土配制及浇筑工艺中存在的问题展开研究,从沪昆高铁江西段的工程实际出发,提出了侧面半封闭加压法浇筑道岔板自密实混凝土的施工工艺方法以及配套的自密实混凝土性能要求和配制方法。通过使用新材料配制的自密实混凝土在道岔板填充层施工中实现了全断面流动,有效防止了在老的工艺中经常出现的浮浆、松软层以及工艺性气泡的问题。文章通过现场揭板试验研究了道岔区自密实混凝土填充层施工的最佳工艺条件和对自密实混凝土的性能要求;研究了自密实混凝土的工作性能和浇筑工艺与工艺性气泡的关系;为CRTS II型板式无砟轨道道岔区自密实混凝土浇筑施工提出了一种新的工艺方法,提高了道岔区自密实混凝土施工效率和工程质量。
【关键词】高铁无砟轨道;自密实混凝土;全断面流动;浮浆;松软层
高速铁路CRTS II型板式无砟轨道道岔是高速铁路不可缺少的线路设备,是高速铁路轨道的一个重要组成部分,也是高速铁路核心建造技术之一。工程质量直接决定高速铁路的安全性、舒适性和耐久性。
高速铁路各型板式无砟轨道有一个共同的施工工艺特点,就是首先对位于下部的底座混凝土进行浇筑,再安装事先预制的钢筋混凝土轨道板并对其进行精调,使轨道板方向及水平尺寸符合铺轨时的精度要求。之后需要用合适的材料将精调以后在上部的轨道板与下部的底座之间所形成的空间进行填充,将轨道板进行固定。这个填充层将要起到支撑上部结构重量,保持结构安装的几何尺寸稳定,传
递列车运行的冲击力的作用。CRTS I型和CRTS II型板式无砟轨道的线路区域使用均改性沥青砂浆进行填充,区别在于两者所使用的改性沥青砂浆的弹性模量不同。而CRTS III型板式无砟轨道的填充层和使用高弹性模量的CRTS II型板式无砟轨道道岔区的填充层均使用自密实混凝土进行填充。
沪昆高速铁路所采用的CRTS II型板式无砟轨道是引进德国的高铁技术,该型无砟轨道在一般地段上使用高弹性模量的改性沥青砂浆作为填充层,而在道岔区使用自密实混凝土作为填充层。
自密实混凝土是具有高流动性、高的间隙通过性和抗离析性,浇筑时依靠其自重作用而无需振捣便能均匀密实成型的高性能混凝土。沪昆高铁CRTS II型无砟轨道道岔岔区底座设计为 C40 混凝土浇筑而成,位于中间的填充层,按照设计也使用C40的自密实混凝土,在对轨道板精调以后进行填充浇筑。
CRTS II型无砟轨道道岔结构从下至上分为:道岔板路基垫层、道岔底座自密实混凝土填充层、道岔板等三层混凝土结构;其道岔填充层为钢筋混凝土结构,采用流动性能良好的自密实混凝土灌注施工。、。
CRTS II型板式无砟轨道道岔底座填充层自密实混凝土灌注施工工艺为从宽度方向(结构设计限制)一端通过集料斗/罐车+溜槽的方式一次灌注完成,因而底座具有板腔小、钢筋密集、浇筑时自密实混凝土流动距离长等施工难点和特点。如何配制出性能良好的自密实混凝土,以及现场合理的控制自密实混凝土坍落扩展度是本道岔系统填充层自密实混凝土施工的关键。
一、高铁无砟轨道自密实混凝土性能特点
高速铁路CRTS II型无砟轨道道岔区自密实混凝土使用场合为封闭式体系中,气泡无法排出; 多余浆体也无法排出。位于填充层底部的柔性土工布,增加了自密实混凝土的流动摩擦力,要求配置的自密实混凝土要具有极好的流动性。
道岔区自密实混凝土浇筑中受到多重阻碍( 门型钢筋、限位凹槽、钢筋网片等
),这些阻碍增加了自密实混凝土的流动阻力; 也增加了自密实混凝土离析的可能; 也增加了骨料堵塞的可能。
原材料控制难度大; 运输距离长,要求混凝土具有足够的坍落扩展度保持能力; 受气候、环境温度影响大。
自密实混凝土灌注方式为自由流动,单点浇筑。而且自密实混凝土必须一次灌注到位,出现问题无补救措施。在性能上自密实混凝土必须具备足够的自充填、自密实功能。
铁路线状结构分布与自密实混凝土原材料敏感性之间存在明显矛盾。不同地域原材料性能差异很大。铁路混凝土用原材料必须就地取材是制约铁路混凝土配制最为关键的因素。另外,与常规振捣混凝土相比,自密实混凝土具有显著的原材料敏感性,这就要求高速铁路自密实混凝土原材料必须相对稳定和固定。搅拌站分布分散与自密实混凝土工作性能经时损失大之间存在大的矛盾。高速铁路混凝土搅拌站多是沿铁路线分布,主要配制 C30 - C50