先张法轨道板张拉体系质量控制

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【摘 要】2012 年铁道部立项重大课题《新型轨道结构关键技术研究——先张法预应力体系无砟轨道结构系统试验研究》（2012G005-A），对先张法预应力轨道板结构设计、制造工艺和性能试验开展系统研究。我单位进行了试验生产先张板生产，通过生产摸索了张拉体系质量控制一些经验介绍给大家。

【关键词】先张法；轨道板；张拉体系；质量控制

1、概述

我国先张法预应力混凝土轨道板的研究相对较少，虽进行了正线的小段试铺，但未形成系统的设计技术和规模制造工艺。为完善双向先张预应力轨道板制造技术的摸索，形成规模化制造的生产工艺。在2012年哈齐客专富拉尔基轨道板厂建设了先张法轨道板试验基地，生产的先张法轨道板铺设在西宝客运专线试验段上，并于2013年4月2日，通过了科技司组织的《新型轨道结构关键技术研究—先张法预应力体系无砟轨道体系试验研究》，评审专家认为轨道板的力学性能、型式尺寸、绝缘性、套管抗拔符合设计要求，由于预应力体系的改变，先张法轨道板的质量控制十分重要。

2、轨道板的张拉工艺

轨道板采用专用预制模具，采用窑坑式矩阵式的生产方式，主要采用双向先张预应力结构，预应力钢筋定长下料，预应力钢筋两端设置张拉工具杆，预应力钢筋端部不露出轨道板端侧面，避免锈蚀引起失效；张拉工具杆在轨道板端侧面形成Φ30的圆孔，解决了后张板长期困扰的锚穴孔周边混凝土微裂纹问题。

2.1张拉传力墙的施工

轨道板张拉体系的质量控制是核心，采用四周整体结构，底部放大基础，设计施工时应满足保证四周的墙体为矩形，不得出现扭曲现象，墙厚偏差不得大于5毫米，外墙边平整度在张拉区不得大于1毫米，首次张拉时候，要确保混凝土的强度满足设计要求，确保张拉时，混凝土不开裂，整体不倾斜。四周的承受张拉力的横梁满足刚度要求，确保张拉安全及设计要求，并且做得可更换，满足不同型号的要求。张拉方式采用整体式张拉，张拉孔的数量较多，对每一个张拉横梁的尺寸及孔的位置检查合格后，方可进行组装。张拉横梁安装的相对位置要保证，安装时，以张拉孔为控制点，特别是张拉梁的内孔及外孔水平面的控制容易忽视，偏差控制在1mm以内。确保张拉筋在同一水平面，减少摩阻力。

2.2模板的安装要求

模型的安装要与四周的张拉横梁一一对应，一个窑坑内的模板高度一致，确保与张拉横梁的水平度与垂直度。钢模的高度设计要与四周张拉横梁同时考虑，模型与模型基础的连接采用刚性橡胶支座，确保张拉时产生的位移，在放松后可以复位，定期检查橡胶支座的老化情况，不能满足变形要求的更换。模板应实行日常检查和定期检查，日常检查在每天作业前进行，包括外观、平面度。定期检查每月进行一次，内容包括：长度、宽度、厚度、和平面度。在组装模板时要保证受力均匀，同步进行，防止发生侧弯变形。张拉过程中检查模板是否受力，监测张拉及放松后模型相对位移，在每班次施工生产前，对模型位置进行符合校正。

2.3轨道板原材料（钢筋）控制

原材料要按照技术条件的要求严格执行进场复检及相关型式检验要求，不合格不允许使用。先张法轨道板内的钢筋要求在预应力钢丝采用在钢厂厂家预制完成，要求钢筋的长度偏差不得大于±2mm，螺纹偏差不得大于±1.5mm。预应力钢丝不同批次的钢丝不得用在一个周期的轨道板内。锚固板与钢丝进行同批存放使用，锚固板的螺纹与钢丝两端的螺纹的公差及配合应满足GB/T 196和GB/T 197的相关要求。螺旋肋钢丝-张拉杆、螺旋肋钢丝-锚固板组装件的静载锚固性能应符合TB/T 3193的规定，并做好定期探伤检查。非预应力钢筋采用CRB550级钢筋，采用绝缘热缩管进行钢筋骨架绝缘。存放及搬运过程中应对预应力钢筋的螺纹进行保护，防止螺纹破坏，影响与张拉杆件的连接。

2.4预应力钢筋与连接杆连接安装

预应力安装前，首先连接锚固板，控制锚固板的外端距离钢筋端部的尺寸一致，并做好逐一检查。张拉杆和连接器应具有足够的强度和抗拉刚度；应采用优质碳素钢或合金钢，并应进行调质热处理，硬度不得低于HB 323，弹性模量不应低于210GPa。沿预应力筋方向关键尺寸偏差不得大于0.1mm，受力中心和钢筋张拉中心之间的偏差不得大于0.1mm，受力面与张拉中心线的垂直度偏差不得大于1°。预应力筋与各连接杆的每个节点，都需设置连接位置标志，确保每个连接点连接牢固，并且尺寸准确，按照钢筋的计算的伸长量控制个连接杆的位置，有效的控制保护层并保证张拉安全。

2.5张拉

先张法轨道板张拉采用单根初调，整体张拉工艺。在确认各连接件连接就绪后进行单根初张拉，张拉力为30%，调整后进行整体张拉。初张拉千斤顶选用轻便，锚固便捷的，并且张拉偏差值在1%以内。整体张拉施加预应力应采用自动张拉设备，张拉记录应由系统自动生成。进行张拉力控制的测力传感器示值误差不得大于±0.5%F.S，位移传感器示值误差不得大于±0.1mm，每端选用2台行程同步的千斤顶进行张拉。预施应力值应采用双控，以张拉力读数为主，预应力筋伸长值作校核。实际总张拉力与设计值偏差不应大于3.0%，实际单根预应力筋的张拉力与设计值偏差不应大于10.0%，实测伸长量与设计值偏差不应大于10%；轨道板正式生产前，应根据设计预应力值测试确定每个台座的伸长量。预应力筋加载速率不应大于4kN/s，至设计张拉力时应持荷1min。张拉过程中应保持同一张拉横梁两千斤顶活塞伸长值之间偏差不大于2mm。轨道板正式生产前，应测试预应力筋与模板摩擦、张拉横梁和台座变形等引起的预应力瞬时损失，并根据设计预应力值计算确定每个台座的控制张拉力和相应伸长量。正式投产后每生产10000块轨道板，需再次检验预应力瞬时损失。张拉横梁要确保具有足够的刚度，至设计张拉控制力时，其变形量不得大于1.5mm。张拉杆和连接器组装后张拉至设计控制张拉力，其总体伸长量不应大2mm。

2.6放张

混凝土满足放张要求后进行放张，由于放张，对混凝土施加压力，混凝土受压产生应力，必须在放张前拆除模型与混凝土的连接。确保混凝土不受限制防止出现裂纹。预应力筋放张应均匀缓慢，单根预应力筋放张速率不应大于8kN/s，放张过程中应确保千斤顶动作同步， 预应力筋放张完成后，依次拆除连接杆。放张后对轨道板的平整度进行监测，是否存在偏心张拉及受力不均匀的情况，以便及时采取有力措施进行控制。

3、结束语

先张法轨道板的张拉体系要求很严格，从原材料、张拉基础梁及千斤顶、工装配件的检验以及施工中的各道工序都需要精细的控制。特别是保证轨道板的受力的均匀性，质量控制还需要进一步的提高和控制。

参考文献：

[1]西宝客专CRTSⅢ型板式无砟轨道试验段混凝土轨道板暂行技术要求