无砟轨道工程应用技术试验研究实施细则

高速铁路无砟轨道工程应用技术试验研究实施细则主持单位：京沪高速铁路股份有限公司参加单位：东南大学西南交通大学铁四院铁科院铁三院冶建院铁五院江苏建科院中铁二、三、十四局中水、中交集团京沪高速铁路土建工程六标段高速铁路无砟轨道工程应用技术试验实施细则第页共16页211编制依据1、京沪高速铁路招标文件、补遗说明书及招标文件答疑书。2、京沪高速铁路招标文件及设计图纸（含电子光盘）、工程量清单。3、国家有关方针政策和国家、铁道部有关标准规范、规程和验标等。4、本单位执行的GB/T—19001质量标准体系、GB/T—24001环境管理体系和GB/T—28001职业健康安全体系。5、中华人民共和国标准、中华人民共和国铁道部颁发的现行《验收标准》、《施工规范》、《试验规程》。6、京沪高铁土建六标段实施性施工组织设计。2项目概况京沪高速铁路地处我国经济最为发达、综合经济实力最强、最具发展活力的东部地区，纵贯北京、天津、上海三大直辖市和河北、山东、安徽、江苏四省，直接联结16个超过100万人的大城市，是坚持以我为主，自主创新，立足高起点、高标准，瞄准世界先进水平来建设，对形成具有中国自主知识产权的高速铁路技术体系，促进我国铁路装备工业的振兴，优化调整产业结构将起到龙头作用。本试验项目为铁道部“高速铁路重大科技项目”之一，主要工作如下：2.1Ⅱ型板式轨道规模化应用关键技术研究(1)研究Ⅱ型板生产效率与质量控制技术，包括轨道板原材料、配合比、工装及生产工艺等方面的试验与研究。(2)研究Ⅱ型板铺设成套设备，包括吊装、运输、粗精调和砂浆灌注等设备，以满足高精度和效率最大化的需要。(3)研究Ⅱ型板式轨道铺设与质量控制技术，包括：①研究装备施工效率及现场施工工作面与装备配置，实现施工效率最大化。②研究临时端刺合理设置及对施工效率与质量的影响。③研究后浇带与底座板质量控制的关系。④研究底座、支承层、滑动层、摩擦板、端刺、挡块、齿槽施工质量控制技术，轨道板铺设粗调、精调及砂浆灌注质量控制技术。京沪高速铁路土建工程六标段高速铁路无砟轨道工程应用技术试验实施细则第页共16页222.2水泥沥青砂浆形成与伤损劣化机理及施工质量控制技术研究(1)试验验证水泥沥青砂浆（包括区间轨道用砂浆和道岔用砂浆）制备技术，提出砂浆大规模应用的技术措施。包括采用现代测试技术，探明乳化沥青—水泥的交互作用机制，分析乳化沥青破乳过程、水泥水化的过程和机理，揭示砂浆的微结构和强度形成机理。(2)研究砂浆伤损劣化机理。包括建立砂浆质量控制指标和试验方法，其中，质量控制指标包括强度指标、变形指标、界面参数和耐久性指标，分析单一与多因素耦合作用下砂浆的损伤劣化规律，建立力学与环境耦合作用下砂浆服役寿命预测模型和方法，阐明砂浆的微结构演变过程和损伤劣化机理。(3)研究砂浆施工质量控制技术。包括研究在不同环境下砂浆灌注工艺参数，分析环境（温度、湿度等）和运输及施工工艺等对砂浆质量的影响，研究砂浆充填质量检测方法，提出砂浆施工质量控制措施。3试验范围本试验项目板场试验段选择在苏州板场，其中在苏州板场设5~6块板长试验段开展实尺试验。现场试验地点选择在阳澄湖桥段，里程为DK1243+100～DK1253+847。4试验内容和进度4.1试验内容4.1.1.Ⅱ型板式轨道规模化应用技术京沪高速铁路Ⅱ型板式轨道应用关键技术包括轨道板生产、成套设备和铺设技术，其中，轨道板生产的关键技术包括原材料质量控制、养生及打磨质量控制，成套设备的关键技术在于吊装、运输、调整和砂浆灌注等设备的配合效率和精度，Ⅱ型板式轨道铺设的关键技术包括物流组织、后浇带规划、支承层质量控制、滑动层质量控制及砂浆质量控制等。4.1.2.水泥沥青砂浆制备、伤损劣化机理与施工质量控制技术砂浆施工质量控制关键技术包括砂浆搅拌、运输、灌注设备及其过程对其性能的影响、乳化沥青破乳的监测及砂浆充填效果的检测技术等。4.2研究方法京沪高速铁路土建工程六标段高速铁路无砟轨道工程应用技术试验实施细则第页共16页234.2.1.板场设试验段开展实尺试验在我标段选一个板场，在其内设5～6块板长的试验段，按正常工序进行施工，检查各种设备施工效率和施工质量，检验各种检测设备使用效果和检测设备精度，完善各工序质量控制技术和检测手段。同时，开展砂浆放大试验，揭板检查砂浆充填效果；开展砂浆荷载—环境耦合作用试验，揭示砂浆伤损劣化机理。4.2.2.试验室试验开展砂浆材料在荷载—环境（温度、湿度等）耦合作用下的相关试验，研究伤损劣化机理、微观形态和服役寿命预测方法与模型。4.2.3.数值计算分析建立有限元模型，研究轨道板离层或粘结及温度力作用下轨道结构力学与变形情况；研究特殊工点板式轨道力学特性。4.3进度安排本试验项目进度安排如下：4.3.1.Ⅱ型板式轨道规模化应用技术1、2008.11～2008.12月，完成调研，提出轨道板场标准设计方案、铺设成套设备设计方案，完成板场试验段建设；对铺设成套设备方案进行审查。2、2009.7～9月，在苏州板场试验段开展夏季施工试验，研究施工效率、检测技术，提出夏季施工质量控制技术。3、2009.10～12月，开始在DK1243+100~DK1253+847段现场实际铺设轨道板，追踪施工效率、质量控制水平和检测技术应用情况。4、2010.1～12月，完成现场铺设观测与试验，形成研究报告，申请子课题结题审查。4.3.2.水泥沥青砂浆制备、伤损劣化机理与施工质量控制技术1、2009.7～12月，开展板场试验段试验，获得大量砂浆层推板和冲击试验数据，结合试验室试验，提出砂浆层伤损破坏机理及服役寿命预测模型。结合现场试验，提出砂浆质量控制措施。2、2010.1～12月，完成现场铺设与试验，形成研究报告，申请子课题结题审查。京沪高速铁路土建工程六标段高速铁路无砟轨道工程应用技术试验实施细则第页共16页245试验组织机构和主要人员5.1试验组织机构本试验项目承担单位为京沪高速铁路股份有限公司，试验单位为东南大学、江苏建科院，咨询单位为铁四院，详见组织机构图7.1-1。承担单位中交股份施工单位西南交大中南大学京沪高铁六标五工区中建院铁四院试验单位咨询单位
图5.1-1试验组织机构5.2主要参加人员本项目主要参加人员见表5.2-1。表5.2-1主要参加人员表课题负责人性别职务职称分工所在单位王建男高工承担单位负责人中交股份安爱军男高工项目负责人中交股份张羽男高工技术咨询中交股份刘博峰男高工现场协调中交股份张兵男工程师现场协调中交股份京沪高速铁路土建工程六标段高速铁路无砟轨道工程应用技术试验实施细则第页共16页256试验实施方案6.1Ⅱ型板式轨道规模化应用技术6.1.1Ⅱ型轨道板生产工艺：6.1.1.1Ⅱ型轨道板混凝土配合比试验轨道板混凝土配合比试验，采用硅酸盐水泥、河沙、石料，加入优质高效的聚羧酸系减水剂和适当比例的复合掺合料进行混凝土配合比试验。根据轨道板混凝土需要满足早期脱模条件，轨道板混凝土在16小时蒸汽养护后强度不低于48Mpa要求，试验出经济技术比最优的混凝土配合比。6.1.1.2轨道板板场布置轨道板场总体设计按生产工艺原理，结合工程工期及预制厂场地情况，总体布置尽量做到工序衔接顺畅，物流合理，生产规模满足工程工期，从长远考虑，适度预留余量。根据施工工艺流程和施工工艺特点，将预制厂分为既互相独立又沿道路互相联系的8个区域，分别为：⑴轨道板预制区；⑵钢筋加工区；⑶混凝土搅拌区；⑷轨道板打磨装配区；⑸轨道板存放区；（6）砂石料存放区；⑺辅助生产区；⑻办公生活区。6.1.1.3轨道板生产关键工序控制6.1.1.3.1原材料组成轨道板的原材料主要为：水泥、砂、碎石、减水剂、水、钢筋、预应力钢丝、绝缘卡和其它预埋件，水泥采用强度等级为52.5RP·Ⅱ硅酸盐水泥，由**水泥厂生产；粗骨料采用5-10mm、10-20mm两种粒径参合的连续级配；细骨料采用细度模数为2.3-3.0的中砂；减水剂采用**公司生产的**高效减水剂；混凝土用水采用饮用水。钢筋分*种直径*种级别，包括***纵向连接螺纹钢筋，***上下层网片钢筋，***下层钢筋网片接地钢筋。预应力丝采用***预应力钢丝。用于绝缘要求的绝缘卡，要求绝缘阻值不小于**GΩ。6.1.1.3.2配合比为了实现混凝土轨道板60年使用寿命，在施工过程中必须把满足混凝土结构的耐久性指标要求及工艺要求作为混凝土轨道板施工控制的重点。为满足铁路工程结构耐久性要求，结构混凝土采用高性能混凝土。高性能混凝土具有高耐久性、高工作性及高尺寸稳定性，其关键的技术和施工措施为：①采用低水化热和低碱含量的水泥，避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥。②采用球形粒形、吸水率低、空隙率小的洁净骨料，严格控制骨料的针片状颗粒含京沪高速铁路土建工程六标段高速铁路无砟轨道工程应用技术试验实施细则第页共16页26量和空隙率，采用二级配碎石。③掺用优质的粉煤灰、磨细矿碴粉等矿物掺和料。④采用具有高效减水、适量引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的专用复合外加剂，尽量降低拌合水用量。⑤严格控制混凝土的最大水胶比、最小水泥用量和最大胶凝材料用量，尽可能减少混凝土胶凝材料中的水泥用量。⑥严格控制混凝土拌合物的入模温度、入模含气量和泌水率。⑦严格控制混凝土的搅拌、运输、浇筑和振捣作业程序，强化混凝土的保湿保温养护过程，混凝土养护期间实行温度监控。⑧通过施工前对原材料品质和配合比混凝土耐久性进行检验，施工过程对原材料品质和混凝土耐久性进行批量抽检，施工后对实体混凝土的表观质量进行检查，实现对混凝土施工全过程的质量监控，从而确保混凝土的长期耐久性能。6.1.1.3.3钢筋加工及组装轨道板配筋按截面中心对称布置。因轨道板为倒置浇筑，轨道板需进行翻转，同时防止板体翘曲，轨道板配筋按截面中心对称布置。轨道板中用钢筋分为普通钢筋和绝缘钢筋。钢筋进场后应设置专用的架子存放，若要放在地上，则需加铺垫木，保证钢筋的质量。钢筋加工用专用的模具，是根据轨道板尺寸及配筋图，自行设计加工制造。钢筋必须采用合格供应商提供的优质产品。进场时，必须附有质量保证书或材质试验报告单，并按照相应规范或技术标准的有关规定进行检验，检验合格后方准使用。经检验合格的钢筋在安装过程中如出现异常现象（脆断、焊接性能不良或机械性能显著不正常等），应由法定鉴定部门作化学成分分析，如不合格，应立即停止使用。钢筋应按厂名、规格、型号分批存储在仓库内，立标牌识别。为防止钢筋锈蚀污染，应将钢筋架离地面。具体要求如下：（1）钢筋品种、规格必须符合设计要求，加工前钢筋必须处于检验合格状态。（2）钢筋加工制作前，根据各编号钢筋的尺寸和数量，编制适当的组合下料表，以节约钢材。（3）钢筋采用常温加工，对已弯曲过的钢筋严禁再度复原使用。（4）钢筋必须平直，无局部弯曲。表面的油渍、漆污、水泥浆、铁锈等必须清理干净。钢筋矫直时伸长率应符合要求。（5）加工制作完毕的钢筋尺寸允许偏差见下表，任一偏差超限，都不得在轨道板京沪高速铁路土建工程六标段高速铁路无砟轨道工程应用技术试验实施细则第页共16页27中使用。钢筋尺寸允许偏差序号项目允许偏差（mm）1受力钢筋顺长度方向全长±52箍筋内边距离±33钢筋弯钩长度＋10，－04其它钢筋尺寸偏差±5（6）轨道板两端的弧型钢筋采用放大样的方法制作。（7）预应力钢筋采用热轧带肋螺纹钢筋(φ12mm），操作过程中严禁损坏其表面环氧涂层。（8）根据固定端锚具挤压套长度和端部预留张拉长度计算预应力钢筋下料长度。（9）将预应力筋一端涂层剥离60mm，油脂清除干净后，将挤压套紧靠未剥离的涂层，利用专用挤压器具将挤压套与钢绞线挤压在一起。以预应力筋锚具固定端内侧（即锚具固定端与锚垫板接触处）作为起算点，沿钢绞线量取锚垫板之间的设计长度（含固定端锚垫板厚度及张拉端锚垫板厚度的1/2），定出预应力筋张拉端涂层剥离点和剥离长度。涂层剥离后，将油脂清除干净。（10）制作好的钢筋应分类存放，并设置标识牌。存放过程中应防止锈蚀、污染，严禁车辆机具碾压。普通钢筋应进行整体绑扎。绑扎工作应在钢筋定位组