CRTSII型板式无砟轨道病害处理及预防

1/18CRTSII型板式无砟轨道病害处理及预防进入8月份以来，南方地区持续40多度的高温给多条高速铁路线CRTSII型板式无砟轨道结构带来了严峻的考验，出现了不少质量问题，现以京沪高速铁路出现的问题给大家做一下简单的汇报。主要问题有宽接缝挤裂和轨道板离缝，放映到钢轨上就是轨面高程超限。一、宽接缝挤裂1、宽接缝挤裂现场照片2、处理方案宽接缝挤裂已导致轨道板上供，经建设、运营、设计等各方现场查勘和共同研究，形成以下处理思路：采用植筋锚固和宽窄接缝解锁放散解决上拱问题。处理步骤：锚固区轨道板植筋锚固→接缝凿除解锁→轨道板张拉、板间接缝浇筑→合拢口轨道板植筋→板底注胶→轨道精调。轨道板处理方案图2/18（1）、锚固区轨道板植筋①植筋锚固位置以伤损接缝为中心，对图中的R86499～R86500、R86503～R86504号轨道板对称钻孔植筋。第R86500、R86503号轨道板植16根筋，第R86499、R86504号轨道板植10根筋（注意：如果板上已有植筋，则既有植筋可利用，只需再植入缺少的钢筋根数即可，植筋时应尽量分布均匀。例如，假设R86499已植有4根钢筋，只需再植入6根钢筋即可）。轨道板16根植筋布置图轨道板10根植筋布置图3/18②轨道板植筋根据标识用钻机钻孔，钻孔直径为35mm，钻孔深度L=390mm，误差±20mm；植筋采用HRB500级Φ28钢筋，钢筋长L=350mm（底座内160mm，轨道板内160mm），误差为±5mm。钻孔应垂直于轨道板板面进行，允许偏差1°，植筋胶性能见附件1。轨道板植筋细部图钻孔放样尺寸：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。应采用无震动钻孔设备及专用钻头进行钻孔施工，钻孔前应在植筋设计位置使用雷达或其他设备探测轨道板及底座内的钢筋布置情况，严禁钻断轨道板和底座内钢筋。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。钻孔植筋现场照片如下：4/18钻孔5/18清孔6/18植筋（2）、轨道板解锁植筋完成并达到强度后，凿除已伤损的宽、窄接缝混凝土（注意板缝下砂浆不凿除），解开张拉锁件（如张拉锁件完好，只是螺栓松动，则可利用原张拉锁件）。接缝混凝土凿除过程中采用棉絮或胶带对板端及侧面进行封堵，注意混凝土杂物等不得进入轨道板下离缝中。7/18宽接缝凿除（3）、轨道板张拉、接缝浇筑准备长度180mm长特制张拉锁件，从中间至两边对称张拉轨道板（张拉力50kN/根，扭矩450N.m），采用聚合物混凝土浇筑轨道板窄接缝、宽接缝。聚合物混凝土技术指标见附件2。8/18张拉锁件安装轨道板张拉9/18混凝土浇筑10/18（4）、合拢口轨道板植筋对伤损接缝两侧的轨道板（R86501和R86502）进行植筋，每个轨道板8根。合拢口轨道板植筋（5）、板底离缝注胶轨道板植筋后，对轨道板与砂浆的离缝进行注胶，材料、工艺详见《高速铁路无砟轨道线路维修规则（试行）》（铁运（2012）83号）。注胶步骤：钻孔插注胶管→封边→注胶→注胶管切除①钻孔插注胶管在轨道板两侧各均匀布置6根注胶管，注胶管长约40cm，外径为φ10mm，内径为φ6.5mm，壁厚1.75mm。11/18②封边采用植筋胶将轨道板四周全部密封。③注胶待封边植筋胶凝固后进行注胶，注胶采用铁科院研制AB组分注胶材料。12/18④注胶管切除（6）、轨道精调通过扣件精调轨道，使其满足平顺度要求。二、轨道板离缝1、现场轨道板离缝照片2、处理方案接缝处轨道板离缝最大4.5mm，横向贯通，轨面高低最大1mm。经建设、运营、设计等各方现场查勘和共同研究，形成以下处理思路：采用“植筋锚固和板底注胶、不打开宽接缝放散”方案解决上拱问题。处理步骤：轨道板植筋锚固→板底注胶→轨道精调。编号12植筋10根植筋10根上拱接缝轨道板处理方案图L86533L8653413/18（1）、轨道板植筋锚固①植筋锚固位置以伤损接缝为中心，对图中的L86533~L86534轨道板钻孔植筋。L86533、L86534轨道板植10根筋。（注意：如果板上已有植筋，则既有植筋可利用，只需再植入缺少的钢筋根数即可，植筋时应尽量分布均匀。例如，假设L86533已植有4根钢筋，只需再植入6根钢筋即可。）轨道板10根植筋布置图②植筋要求根据标识用钻机钻孔，钻孔直径为35mm，钻孔深度L=390mm，误差±20mm；植筋采用HRB500级Φ28钢筋，钢筋长L=350mm（底座内160mm，轨道板内160mm），误差为±5mm。钻孔应垂直于轨道板板面进行，允许偏差1°，植筋胶性能见附件1。轨道板植筋细部图钻孔放样尺寸：中心距离轨道板横向中心线205mm，距离挡肩166.6mm（需14/18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。应采用无震动钻孔设备及专用钻头进行钻孔施工，钻孔前应在植筋设计位置使用雷达或其他设备探测轨道板及底座内的钢筋布置情况，严禁钻断轨道板和底座内钢筋。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。（2）、板底离缝注胶轨道板植筋后，对轨道板与砂浆的离缝进行注胶，材料、工艺详见《高速铁路无砟轨道线路维修规则（试行）》（铁运（2012）83号）。（3）、轨道精调通过扣件精调轨道，使其满足平顺度要求。三、原因分析1、宽接缝挤裂原因根据凿开的宽接缝情况，部分张拉锁件斜放在宽接缝里，部分张拉锁件螺母处于松弛状态，因此推测在施工时没有进行轨道板张拉，且宽接缝横向有1cm的裂缝采用修补砂浆修补过。除持续高温的客观原因外，根据现场实际情况有以下原因：①宽接缝过窄只有180mm，张拉锁件放不进去。②张拉锁件没有起到骨架支撑作用。③宽接缝在出现裂缝后，采用刚性材料修补，没有伸缩空间。④轨道板没有张拉，没有预应力来抵抗高温产生的温度应力。⑤施工时技术人员盯控不到位。2、轨道板离缝原因根据现场实际情况，接缝处轨道板离缝最大4.5mm，横向贯通，轨面高低最大1mm，位置处于咽喉区，对板的冲击力较大。原因分析如下：①轨道板张拉力不足，不能完全抵抗高温引起的温度应力，引起板端上翘。②轨道板和砂浆自身由于高温引起变形。③轨道板处于咽喉区，属于动车提速或减速区域，轨道板与砂浆间的磨损较大。④施工时技术人员盯控不到位。15/18四、预防措施1、轨道板粗铺时，必须保证板缝间距5cm，偏差±1cm。2、轨道板张拉前，认真检查每个轨道板宽接缝尺寸，并做好记录，设计间距为21cm，偏差±1cm，一般在19cm以上均能安装张拉锁件。3、轨道板张拉前按照现场记录，重点检查宽接缝小于19cm的接缝是否能够安装张拉锁件，如不能安装，提前采取措施，揭板或定制较短的张拉锁件。4、确保轨道板张拉扭矩达到450N.m。5、轨道板纵连后，宽接缝在低温时容易出现界面裂缝，要么不修补，如要修补一定要采用柔性材料。6、轨道板纵连施工，技术人员重点盯控。16/18附件1：植筋胶技术要求1、植筋胶主要性能指标及试验方法按表1执行。表1植筋胶主要性能指标及试验方法检验项目性能指标试验方法胶体性能劈裂抗拉强度(MPa)≥13.0GB50367-2006抗弯强度(MPa）≥85.0GB/T2570抗压强度(MPa)≥99.0GB/T2569粘结能力钢-钢拉伸抗剪强度标准值(MPa)≥18.0GB50367-2006约束拉拔条件下带肋钢筋与混凝土的粘结强度（MPa）C30Φ25L=150mm≥12.5GB50367-2006C60Φ25L=125mm≥19.0不挥发物含量（固体含量）（%）≥99.0GB/T2793耐湿热老化性能经50℃温度和98%相对湿度的环境条件下，恒定作用2160小时后，在常温条件下进行钢-钢（钢套筒法）拉伸抗剪强度试验，其强度降低的百分率（％）≤4.0GB50367-2006疲劳性能加载频率4Hz，荷载循环次数200万次无损耗和严重变形TB/T2491-1994耐冻融性能钢-钢（钢套筒法）拉伸抗剪强度强度降低百分率（%）≤4.0GB503672、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。3、植筋胶首先应符合A级胶的相关要求，并应具有符合GB50367的A级胶体认证报告及建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会或其他权威机构颁发的结构胶安全性能检测报告。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。胶体适用于开裂混凝土工况的测试及认证要求和方法应按ETAETAG001-5或ICC-ESAC308执行。5、植筋胶应具有国际或国内权威机构的安全无毒卫生检验认证，对环境和饮用水无害。6、植筋胶潮湿绝缘电阻按铁道部相关文件进行检验，潮湿绝缘电阻值应≥1.2x105Ω。17/187、为实现对植筋胶的快速复检，在进场前，建议做如下复检实验：（1）A级胶性能复检；（2）抗冲击剥离性能复检，满足A级胶要求；（3）7天水煮法快速老化复检，满足A级胶要求；（4）触变指数复检，满足A级胶要求；8、施工注意事项（1）植筋胶采用双组分固定配比包装，并匹配相应的胶体混合管，保证混合比例稳定，包装形式满足GB50550-2010要求。禁止现场配比施工。（2）应贮存于正常环境条件的室内；运输过程中应避免直接雨雪淋袭和接触腐蚀性物质。（3）钻孔应采用无震动钻孔设备及专用钻头。钻孔前应在植筋设计位置使用雷达或其他设备探测轨道板及底座内的钢筋布置情况，不得打断结构钢筋。（4）钻孔后立即将孔内杂物清除，确保孔内洁净、干燥、无杂物。如不能立即植筋施工，则应采用保护盖将孔密封。（5）植筋胶的施工应采用性能稳定的植筋设备，如胶枪等。（6）钻孔和植筋过程必须经由监理单位的监理确认。（7）销钉安装前，应在其表面均以、完整的涂抹一层植筋胶。在已钻好的孔内注入适量的植筋胶，将销钉轻轻放入，使钢筋位于孔的中部，与轨道板、底座结构钢筋无接触。（8）钢筋顶部的孔用植筋胶密封，植筋胶顶面不低于轨道板顶面，也不得溢出污染轨道板。（9）其他注意事项按植筋胶产品说明及相应的设计图纸执行。18/18附件2：聚合物混凝土技术指标表2聚合物混凝土技术指标编号项目单位指标试验方法1抗压强度2hMPa≥30.0GB/T50081-20021d≥40.028d≥55.02抗折强度2hMPa≥3.01d≥4.028d≥6.03劈拉粘结强度（28d）MPa≥1.5JTJ/T271-994干缩率（28d）%≤0.03GB/T50082-20095电通量（28d）C＜10006抗冻性\≥F300