客运专线CRTSⅢ型无砟轨道板预制技术研究
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摘要：本文主要通过盘营客专工程施工，开展了寒冷地区350km/h的CRTS Ⅲ型无砟轨道板的预制施工技术研究，形成了成熟预制施工工艺系统，为我国具有完全自主知识产权的CRTS Ⅲ无砟轨道的推广、应用起到有力的推动作用并积累了丰富的施工经验。
关键词：CRTS；Ⅲ型无砟轨道板；预制；工艺技术
Abstract: this paper mainly through the dish guest designed the construction camp, in the cold area of 350 km/h CRTS Ⅲ type without a frantic jumble track slab precast construction technology research, has formed mature precast construction technology system, for our country with full independent intellectual property rights of CRTS Ⅲ frantic jumble track promotion, application, play a significant role and has accumulated rich experience in construction.
Key words: CRTS; Ⅲ type without a frantic jumble orbital plate; Prefabricated; Process technology.
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1 前言
随着我国高铁技术的快速发展，无砟轨道施工技术日益成熟，其结构表现出的高平顺、高可靠和高稳定性受到广泛青睐。但这些轨道形式由于存在维修困难、易出现裂纹等弊病，仍不能完全满足我国高速铁路不同运营条件的需要。因此，随着国内对无砟轨道结构认识和研究的深化，为完善适应不同运营条件下的无砟轨道结构型式，同时为我国高速铁路的“走出去”战略提供强有力的技术支持，亟需研制出适应我国运营条件及具有我国完全自主知识产权的无砟轨道结构。由此，在总结我国既有无砟轨道研究与应用经验的基础上，对无砟轨道理论研究、结构设计、建造技术、维修技术等开展了系统性研究，取得了丰硕的成果，并研制出一种全新的、具有完全自主知识产权的无砟轨道结构体系——CRTSⅢ型轨道，如下图1-1所示。
图1-1CRTSⅢ板式无砟轨道形式
2CRTSⅢ型无砟轨道板技术优点
盘营客运专线正线全长90 km，列车设计时速350km/h，它是我国国内第一条全线采用我国自主知识产权的crtsⅢ型板式无砟轨道系统。
CRTS Ⅲ型无砟轨道板与CRTSⅠ型无砟轨道板及CRTSⅡ型无砟轨道板相比具有显著的优越性。主要表现在能够实现轨道板在圆曲线段及缓和曲线段的一次成型，即轨道板预制出来后，不再需要通过扣件系统调整或场内轨道板精确打磨来实现，而是通过独特设计的钢模系统实现，从而减少了设备投入、降低了环境污染，提高了工效。
我国已经开通运营的成灌线采用了CRTS Ⅲ型无砟轨道，但其是以“路基纵连、桥上单元”的基本原则为总体设计思路的，这与目前盘营客运专线全部采用单元板的设计有所不同。由于设计方面的不同，导致了在轨道板预制施工方面的差异。因此，在充分分析已有板式无砟轨道，如CRTS I型、Ⅱ型，以及成灌线CRTS Ⅲ型板式无砟轨道等基础上，结合盘营客运专线建设的背景进行CRTS Ⅲ型轨道板预制施工工艺研究，具有重要的实践意义。
3CRTSⅢ型无砟轨道板预制施工技术
3.1 预制施工工艺
根据《盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道混凝土轨道板暂行技术》要求，以及综合参考已有无砟轨道板预制的施工工艺及施工经验，进行了CRTS Ⅲ型板式无砟轨道预制施工工艺的研究，具体施工工艺详见下图3-1所示。
图3-1 CRTS Ⅲ型板式无砟轨道预制施工工艺
3.2 关键工序及施工要点
1、钢筋骨架制作、吊装
钢筋加工均采用机械进行，操作平台上设有挡板，保证加工的钢筋尺寸一致。涂层钢筋存放、加工、弯制过程中，与钢筋接触部位均用橡胶或塑料铺垫或包裹，避免加工时损伤涂层。涂层钢筋加工后及时修补。接地筋、接地端子焊接在角钢焊接的胎具内进行，钢筋绑扎在高精度、结实、耐用的木质胎具内整体绑扎、逐点绑扎、绑扎牢固。架立筋位置用橡胶垫片对涂层钢筋加垫加以保护。垫块应呈梅花形交错布置。骨架吊装采用专用吊具，并用尼龙绳等柔性介质吊装，并注意吊运时吊点的位置，避免骨架变形。预应力钢棒预穿时注意横向丝扣长短交错布置。
2、模具安装
模具使用前应进行检测，合格后方可使用。清除模具内灰渣和污物，并均匀涂刷脱模剂，牢固安装预埋套管和螺旋筋，骨架放入模具时，应注意避开预埋套管位置。安装锚垫板，安装锚穴成孔器并安装免凿毛胶套，将模具四周固定螺栓拧紧，并预紧预应力钢棒，保持钢棒平直为准。
3、骨架绝缘检测
模具组装完毕，调整门形筋，使门形筋位置满足设计要求。混凝土浇筑前，应进行钢筋骨架绝缘性测试，用500V兆欧表对骨架进行检测，调整后上层钢筋中任意两根间、上下两层钢筋中任意两根间电阻值均大于2MΩ时，绝缘测试合格。
4、混凝土施工准备
搅拌混凝土前，应严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化，以便及时调整施工配合比。一般情况下，含水量每班抽测2次，雨天应随时抽测，并按测定结果及时调整混凝土施工配合比。
搅拌时，宜先向搅拌机投入骨料、水泥和掺合料，搅拌均匀后，再加入减水剂和所需用水量，并继续搅拌至均匀为止。自所有材料投入搅拌机算起，搅拌时间不宜少于2min。搅拌后采用轨道平车和下料斗进行运输至车间。
5、混凝土灌注和振捣
灌注采取先灌注两边，再灌注中间呈“e”字形布料方式。混凝土浇筑分两层连续进行，第一层混凝土覆盖承轨台和横向钢棒，大约厚100mm，第二层同模具边缘平齐。严禁浇筑间隔超过初凝时间的混凝土。第一层混凝土布料完成，开动底模侧边振捣器，约2分钟，以混凝土表面不再有明显气泡、表面泛浆且无显著下沉为准。布料过程中应注意填边填角，尤其是纵向锚穴位置，不应有厚的灰浆。最后用抹子将混凝土表面赶压密实和整平，至表面泛浆和无石子为准。将混凝土表面找平，以模具侧边高度为准。
6、混凝土蒸汽养护
混凝土浇注完成后用篷布覆盖，采用自动温控设备对混凝土进行蒸汽养护，分静停、升温、恒温、降温四个阶段，自动温控系统自动记录蒸汽养护全过程温度情况，并形成曲线直观显示。混凝土浇筑后应在5℃～30℃的环境中静置3h以上。升温速度不应大于15℃/h。恒温时蒸汽温度不宜超过45℃，板内芯部混凝土温度不应超过55℃，其持续时间不超过6小时。当恒温温度超过警戒线时，温控系统自动报警提示，负责蒸汽养护人员立即采取措施降温。降温速度不应大于15℃/h。
7、轨道板混凝土脱模
在混凝土初凝时，将纵、横向钢棒预紧螺栓松开，用专用工具将锚穴成孔器拆卸。并将胶套摘下，注意不能扰动混凝土薄弱处。强度达到40MPa时，拆除螺栓后，将端模和侧模拉开，拧紧吊环，吊环与轨道板之间应用橡胶垫加垫，防止损伤混凝土。用千斤顶顶起轨道板时，四处千斤顶应同步顶升。
拆除灌注孔定位栓后，用轨道板专用的吊具进行吊装作业。轨道板起吊时应保持水平。
8、翻板
将轨道板吊运至张拉封锚区，平放在两根100×100的木方上，位置为起吊位置。卸掉一侧吊环后，行吊吊起轨道板另一侧吊环缓慢上升，同时吊位应往翻的方向缓慢移动，直至轨道板垂直，然后向另一侧缓慢放下，注意此时轨道板两端应有人扶持轨道板，防止其打转，并注意不要碰撞损坏轨道板。轨道板下垫木方以保证不损伤轨道板表面。
9、预加应力与封锚
轨道板张拉应采用自动张拉设备。整套设备标定每三个月进行一次。进行张拉力控制的测力传感器自校有效期不超过1个月，相应的位移传感器自校有效期不超过一周。当压力达到张拉设计应力值的20%时，自动持荷。继续增加压力，至达到设计压力值，自动持荷1min，并在持荷时自动保压，是压力值始终保持在±1kN范围内。锁紧钢棒螺母，在板边盖章“已张拉”标识，完成整个张拉过程。对预应力钢棒张拉时应先横向后纵向，横向横向逐根张拉，纵向先下后上、先内后外交叉张拉。填料封锚前，应向锚穴内均匀喷涂可提高砂浆粘结强度的界面剂，封锚砂浆应分层填压。采用空气锤对砂浆进行振捣，频率不小于1000Hz，振捣力不小于3kg，振捣次数不得少于3次，每次不少于20s。
10、轨道板水养
轨道板水养在车间水养池内进行，水养时应注意养护水温应不低于10℃，并完全浸没轨道板。水养3天以上后进行湿养至7天。
11、轨道板的储存
轨道板采用立放（长度方向着地）或平放（不大于7天）方式进行存放，平放最多可存放4层，层间净空不小于20mm。轨道板垫木设置在起吊螺栓孔之间，且上下处于同一位置。存放轨道板的基础要求坚固、平整，无沉陷，严禁出现三点支撑现象。长期储存时不得平放。
12、成品检验
轨道板每生产500块板为一个批次，不足500块，也按一个批次计。外形外观逐块检验。轨道板预埋套管抗拔检验，抽取一块轨道板，检查3个套管，不小于60kN的拉力，套管周围无裂纹产生。轨道板绝缘检测，成品轨道板绝缘性能应符合轨道电路技术要求，单块轨道板钢轨阻抗的电感偏差不得大于±3%，交流有效电阻偏差不得大于+15%。
4 结束语
盘营客专工程是我国首次在设计时速为350km/h的高速铁路上采用CRTSⅢ型板式无砟轨道的建设项目，是CRTSⅢ型轨道板在设计使用上的一次重大突破，也是解决时速350km/h高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道预制施工和应用的重大技术创新。本课题是国内首次系统的提出了针对寒冷地区350km/h的CRTS Ⅲ型无砟轨道板的预制施工工艺，包括施工流程、关键工序等。通过对无砟轨道板各项性能检验检测，CRTS Ⅲ型轨道板预制施工工艺技术成功实现了轨道板绝缘及静载抗裂等功能设计指标。CRTS Ⅲ型轨道板预制施工工艺系统的形成，将为我国用于350km/h高速铁路具有完全自主知识产权的CRTS Ⅲ无砟轨道的推广、应用起到有力的推动作用，潜在的经济效益巨大。