桥上CRTSⅡ型无砟轨道底座板连接技术

桥上CRTSⅡ型无砟轨道底座板连接技术合福铁路项目桥上CRTSⅡ型无砟轨道底座板连接技术一、桥上CRTSⅡ无砟轨道组成由钢轨、弹性扣件、CRTS—II轨道板、水泥乳化沥青砂浆充填层、底座板、滑动层、高强度挤塑板、侧向挡块等部分组成，台后设置摩擦板、端刺及过渡板。其结构如图所示：底座板侧向挡块钢轨“两布一膜”滑动层CA砂浆底座板总体概况二、桥上CRTS—II型无砟轨道结构特点通过在底座板两侧设计侧向挡块进行横向、竖向限位。特点2.62.12.22.32.42.5通过梁缝处前后3.0m范围的梁面上铺设5cm厚高强度挤塑板，以减小梁端转角对无砟轨道结构受力的影响；桥梁范围内底座板与桥梁设置滑动层，以减弱桥梁伸缩引起的钢轨和板内纵向附加力连续底座板端部设置摩擦板和端刺，以平衡底座板温度力和冗余制动力，并使桥梁纵向力不影响路基段轨道结构；在固定支座附近底座板和桥梁间设置剪力齿槽、锚固螺栓固结机构，将纵向力及时向墩台上传递；预制轨道板和混凝土底座板在长桥上是跨过梁缝的连续结构，轨道板结构及外形尺寸不受桥跨的限制，可采用与路基、隧道内一致的轨道板，轨道板本身的制造和安装铺设简便；二、桥上CRTS—II型无砟轨道结构特点三、无砟轨道设计思路CRTSⅡ型板式无砟轨道区别于其他无砟轨道的明显特点是轨道板及桥上混凝土底座板为纵向连续结构。设计时，以混凝土底座板为主要受力构件，将其视为轴向拉压杆件，建立桥梁轨道相互作用模型进行力学计算，按照极限状态法的设计理论，应用开裂后钢筋混凝土构件刚度折减的理念进行结构设计。(1)轨道系统与桥梁结构相互作用的设计理念通过桥梁固定支座处的剪力齿槽固结机构使混凝土底座板中的纵向力得以传递到桥梁墩台上，保证轨道系统的结构安全。同时在梁面和底座板间设置两布一膜滑动层，将梁体伸缩对底座板产的影响降低到最低。(2)开裂后钢筋混凝土构件刚度折减的理念通长的普通钢筋混凝土构件，在运营过程中必然出现开裂。开裂后的混凝土底座板不提供抗弯刚度，因此将其视为拉压杆件，并按照正常使用极限状态和承载能力极限状态进行设计。(3)桥梁地段底座板位于“固定区”的设计理念通过台后设置的摩擦板和端刺结构的锚固作用，使桥梁地段的底座板不因温度升降产生较大位移，从而优化桥梁轨道相互作用。同时摩擦板和端刺还可使底座板冗余纵向力在该区域全部传递至路基，不致影响端刺以外路基上的轨道结构。(4)根据温度、收缩工况分析结果，收缩引起变形量与降温工况基本相同，故采用了温度荷载来计算混凝土收缩的影响。高强挤塑板减弱了梁端转角对轨道结构的影响，滑动层和剪力钉的设置解决了纵向力传递的问题，优化了梁体的收缩对底座板的受力影响。侧向挡块限制了轨道结构的横向位移。台后摩擦板和端刺的设置解决了桥上底座板和路基的过渡问题使得纵向力不影响路基上的轨道板结构。从而形成了无砟轨道结构。四、桥上无砟轨道底座板的张拉结构组成底座板是端刺到端刺间每个混凝土浇筑段通过后浇带连接起来的，在后浇带连接之前每个混凝土浇筑段都是独立的。考虑到混凝土温度应力等因素的影响，端刺之间的后浇带连接浇筑是有时间限制的无砟轨道施工中，将底座板分成若干区段，这些区段我们称之为常规区，在每个常规区之间设置一个临时端刺，其长度≥800m，用来暂时代替桥两端路基上常规端刺，我们称此端刺为临时端刺。这样特大桥上的底座板就由“临时端刺-常规区-临时端刺”组成。其具体结构如图：“临时端刺-常规区-临时端刺”其具体结构如图：临时端刺起到永久端刺的作用，其结构组成如图：(1)临时端刺的设置减少了后浇带张拉的工作。(2)通过设置临时端刺底座板可以进行阶段性施工，对后续工序(轨道板的粗铺、精调)提前施工创。(3)临时端刺的设置将底座板划分成若干个施工段落，开展工作面节约工期。4.2常规区的定义常规区位于每个施工段落扣除两端临时端刺（或永久端刺）的中间区域。为一与桥面有剪切连接的底座板结构，常规区长度不限，但至少10孔梁。一般以3～5孔梁为一混凝土浇筑段，相邻两个混凝土浇筑段之间设置一个钢板连接器后浇带（BL1），后浇带宽50cm，BL1宜设置于跨中，距离梁缝不得小于5m；每个混凝土浇筑段内桥梁固定支座处设置剪力齿槽后浇带（BL2）。五、桥上无砟轨道底座板的张拉施工工艺及方法5.1施工准备（1）后浇带凿毛及清理提前对后浇带边缘混凝土进行凿毛，要求清理表面浮浆露出新鲜的小石子面，特别注意凿毛是不得破坏滑动层，凿毛的同时，将精轧螺纹钢表面的水泥砂浆清理干净，同时将钢板连接器的螺母涂抹黄油，并及时将后浇带内的混凝土残渣等杂物清理干净。细小的残渣及积水采用高压风吹除。由专人检查，并填写检查记录，在纵连前复核无误方可进入下道工序。（2）混凝土强度及温度测量设计纵连时浇注段内混凝土最小抗压强度不低于20Mpa，对混凝土浇筑段同条件养护试块进行检测，当混凝土最下抗压强度大于20Mpa后进行纵连。临时端刺区与常规区的底座板温度测量同时进行、分别记录，测量时间尽可能与底座板连接时间靠近，以确保底座板连接温度尽可能与测量时的温度接近。侧向挡块如图所示：（2）临时侧向挡块设置临时支撑新设临时端刺位于超高曲线上，纵连前应采取设置临时侧向挡块的措施以防止底座板产生横向位移，临时侧向挡块采取角钢制作，采用Ф20mm螺栓与桥梁侧向挡块预埋套筒连接。角钢与底座板间空隙采用木楔限位，防止底座板纵林时位移。如图所示：连接前，测定LP1~LP5长度，进行记录。以便与下个常规区连接时使用。一般的长桥底座板分为两种情况的连接，分别为：临时端刺+常规区+临时端刺为第一个施工纵连段落，既有临时端刺+常规区+永久端刺为第二施工纵连段落。根据温度的不同将张拉分为以下情况：第一：当板温为T＜20℃时，通过计算确定连接钢筋的张拉距离（实际现场操作是采用扭力扳手，在计算的张拉力矩下进行），J3范围内钢筋张拉距离按J2的1/3计，其余直接按计算结果采用。此时的拧紧操作应是先用手拧紧，在此基础上，钢筋连接器中的非拧紧端螺母（锚固螺母）松开最少至张拉距离(按计算结果)，再用扳手拧紧(张拉)。张拉时要求采用扭力扳手，扭力扳手分组进行张拉，15℃≤T＜20℃时分一组进行张拉，每次张拉距离为计算值1/2；10℃≤T＜15℃时分二组进行张拉，张拉距离为计算值1/4；5℃≤T＜10℃时分三组进行张拉，张拉距离为计算值1/6。当每个钢板连接器的连接螺母张拉完成后，再用卡口式扭力扳手将锚固螺母张拉至450N．m的状态，以确保锚固螺母的应力要求，且减少后浇带钢板位置的开裂。（5.2纵连施工（1）张拉量的计算ΔL=(T0-T测)LwirkΔL——张拉量α——线胀系数，取1*10-5/K；T0——设计锁定温度，取20℃；T实测——张拉时底座板的实际温度；Lwirk——影响长度；（2）既有临时端刺荷载引起的长度变化量对于J2至J2～J1范围内的第一个剪力齿之间的浇筑段其中：L2,2——第二次测量的实测长度；L1,2——第一次测量的实测长度；T2,2——第二次测量的底座板温度；T1,2——第一次测量的底座板温度；同理，对于J2～J3（LP3）、J3～J4（LP4）、J4～K1（LP5）对于钢板连接器后浇带的变形值Un，取相邻两个浇筑段变形值总和的一半，如⑶既有临时端刺张拉量的计算如图所示各钢板连接器影响长度：（其中LP2的影响长度为：LP2内已浇筑混凝土的第1个BL2（由J2向J1方向数）至J2的距离）。张拉量常规区张拉的影响长度为相邻两个已浇筑的剪力齿槽之间的距离。当两个相邻混凝土浇筑段的温度不一致时，其实际温度应取其加权平均值。第二，当板温为20℃≤T≤30℃时，钢筋连接器螺母用手拧紧螺母即可，即张拉距离为0mm。用手拧紧螺母的顺序不变，当每个钢板连接器的连接螺母用手拧紧完成后，再用卡口式扭力扳手将锚固螺母张拉至450N．m的状态，以确保锚固螺母的应力要求。第三，当板温为T＞30℃时，不允许拧紧螺母，且底座板应采取降温措施。待板温30℃以下时再连接。以20℃≤T≤30℃为例简述张拉连接顺序：（1）确认全部钢板连接器的张拉、锁紧螺母均处于松开状态；（2）按J4→J3→J2→J1的顺序用手拧紧临时端刺内上述钢板连接器的张拉、锁紧螺母；（3）用手拧紧常规区内与临时端刺接壤处（K0）的前2个钢板连接器的张拉、锁紧螺母，然后用卡口式扭力扳手将锁紧螺母拧至450N.m；（4）用手拧紧K0处钢板连接器的张拉、锁紧螺母，然后用卡口式扭力扳手依次将K0、J1、J2、J3锁紧螺母拧至450N.m；（5）用手拧紧常规区内剩余钢板连接器的张拉、锁紧螺母，然后用卡口式扭力扳手将锁紧螺母拧至450N.m。（6）后浇带混凝土浇筑①底座板连接完成后立即进行本道工序施工，浇注范围为K0、J1和常规区内所有BL1后浇带，施工时底座板板温应控制在20℃-30℃之间（在当前温度条件下，一定要在底座板温度超过30℃之前施工完毕），施工时应由两端向中间对称进行混凝土的浇注，但如果时间来不及，也可多分几组同时进行。②浇注BL2后浇带混凝土在完成K0、J1和常规区内所有BL1后浇带混凝土的浇注后，底座板的板内温度在20℃-30℃之间时，在24小时内完成常规区内所有BL2后浇带混凝土的浇注。施工时应由两端向中间对称进行混凝土的浇注，但如果时间来不及，也可多分几组同时进行。③在底座板连接完成3～5天后，底座板的板内温度在20℃-30℃之间时，在24小时内完成临时端刺LP2范围内与J2相邻的的2个BL2（共计8个）后浇带混凝土的浇注。浇注混凝土时要注意两端对称施工J4J3J2J1K0BL1BL1BL1BL1K0J1J2J3J4①拧紧J4、J3、J2、J1①拧紧J4、J3、J2、J1②拧紧并锁紧与K0相邻的两个BL1③拧紧并锁紧K0、J1、J2、J3③拧紧并锁紧K0、J1、J2、J3④其他BL1由两侧向中心方向进行本工况的施工方法与“新设临时端刺+常规区+新设临时端刺”中单侧的施工方法基本一致，区别是：两端刺及其间常规区不用对称施工，可从临时端刺向固定端刺施工。在（第二常规区）底座板连接完成10天后，在24小时内完成临时端刺中剩余的BL2后浇带混凝土的浇注。5.3“固定端刺+常规区+临时端刺”间底座板的连接及后浇带混凝土浇注结束语浅析了桥上无砟轨道施工单元中的常规区，临时端刺各部分组成及张拉连接的施工方法。