RTS-Ⅰ型双块式无砟轨道道床板裂纹成因及,预防措施探析
时间：2020-05-18 03:45:59 来源：达达文档网 本文已影响 人 
叶鹏勇
摘要：中国正处于高速铁路和客运专线高速发展阶段，伴随着大量无砟轨道的施工。CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道道床板为现浇连续板式结构，裂纹问题尤为突出。本文结合成贵铁路施工实例，通过实地统计调查，阐述了道床板混凝土的各种裂纹形式及其成因，从材料、施工等方面提出了降低和减小裂纹出现的相应措施。以期能够降低混凝土开裂风险，增强道床板耐久性，提高列车运营安全。
Abstract：
China is in the high-speed development stage of high-speed railways and passenger dedicated lines， accompanied by a large number of ballastless track construction. The CRTS-Ⅰ type double-block ballastless track bed slab is a cast-in-place continuous slab structure， and the crack problem is particularly prominent. This article combines Chengdu-Guiyang Railway construction example， through field statistical investigation， expounds various crack forms and causes of concrete of track bed slab， and proposes corresponding measures to reduce the occurrence of cracks in terms of materials and construction， in order to reduce the risk of concrete cracking， enhance the durability of the track bed， and improve the safety of train operation.
关键词：客运专线;道床板裂缝;成因分析;预防措施
Key words：
passenger dedicated line; track bed cracks; cause analysis; preventive measures
中图分类号：U213.2 文獻标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）10-0194-03
0 引言
随着社会建设的发展，越来越多高速铁路项目得以修建，双块式无砟道床板作为野外、反复承受列车荷载的条带连续式钢筋砼结构物，在列车荷载、温度变化、基础变形以及砼自身收缩变形的影响下容易产生裂纹，预防难度大。裂纹一旦形成并大面积扩展，会导致钢筋锈蚀发生锈胀、砼保护层脱落，同时会降低无轨道的绝缘，削弱轨道的承载能力，影响轨道的正常使用寿命，因此加强无砟轨道裂纹控制意义重大。
1 项目概况
新建成都至贵阳铁路10标经云南省威信县及镇雄县两个县区，全长26.65km。其中：路基1.407km，桥梁14座-4.344km，隧道8.5座-20.899km，车站1座（威信车站），全线均采用CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道。主要工程数量路基土石方74.5万m3（挖方61.1万m3，填方13.4万m3），钢筋3.7万t，砼93.3万m3，制枕24.93万根。采用CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道，C40混凝土道床板。
2 道床板裂纹成因
2.1 施工期间道床裂纹产生
道床板开裂主要有以下几种典型情况。（图1）
2.2 裂纹产生原因分析
2.2.1 CRTS-Ⅰ双块式无砟轨道结构影响产生裂纹
成贵铁路双块式无砟轨枕，提前预制，再铺设浇筑道床板，为方便双块式轨枕在预制过程中脱模，轨枕周围通常设计为光滑面，但在施工中无法将轨枕周围凿毛确保黏结质量，给轨枕四周的开裂留下隐患，另在浇筑道床板砼时，轨枕强度已达到设计强度，在道床板砼强度随时间逐渐增长过程中，道床板砼强度低于轨枕强度。
2.2.2 砼性能与外界气候条件影响形成裂纹
CRTS-Ⅰ型双块式无砟道床板为连续条状结构，砼前期受温度变化、砼性能品质及外部气候等产生的内应力不能得到很好地释放，当内应力超过砼抗拉容许应力时，很容易产生裂纹。例如温差产生裂纹、砼配合比不当影响裂纹、砼骨料塑性沉落引起的裂纹、砼材料的不均匀引起的裂纹。
2.2.3 外界环境影响形成裂纹
道床板均采用连续式带状砼结构与干燥、多风气候条件的矛盾诱发砼表面出现干缩裂纹，主要包括干燥收缩和塑性收缩两类。
2.2.4 基床的微小差异造成道床裂纹
隧道软弱围岩地段及不同围岩交界面，路基设置的过路、过水、框架涵、路基端梁、路基支撑层与路基底座板等构造物存在沉降差异，同时路基受填料质量、含水量、压实度差异性引起的不均匀沉降都会产生裂纹。
2.2.5 施工工艺不当造成的裂纹
比较常见的裂纹有砼布料工艺不当产生裂纹、砼抹面、压光工艺不当产生裂纹、钢轨应力释放不及时产生裂纹等。
3 道床板裂纹预防措施
3.1 路基施工质量及沉降评估控制（沉降观测周期路基不少于6个月、隧道及桥梁不少于3个月）
3.1.1 路基质量控制
路基施工质量直接影响到无砟轨道裂纹控制，合格的路基是无砟轨道施工的基础
3.1.2 沉降评估控制
路基施工过程中要严格按照设计及时布设沉降观测标记，并按规定频次及时开展观测，观测数据要真实、客观。无砟轨道施工前由建设单位组织，设计、施工、监理、评估单位参加，对路基沉降观测资料进行分析评估，确认符合设计及《客运专线无砟轨道铺设条件评估指南》（铁建设[2006]158号）后方可进行无砟轨道施工。
3.2 优化道床板与支撑层施工间隔
优化施组，支撑层设计为水硬性砼，通常应与道床板施工间隔30天以上，吸收可能发生的变形，然后再施做道床板，可有效防止道床板开裂。
3.3 道床板施工过程控制
道床板施工是无砟轨道实体构筑物最后一道工序，也是控制砼裂纹的重点。
3.3.1 合理选择砼浇筑时间
为保证轨道精度和控制砼最高温度，各作业面应对作业面长度、粗调和精调区长度、砼浇筑区段长度等参数进行匹配性研究，保证在一天中气温变化最小的时间段浇筑砼。以往施工经验确定每作业面每天浇筑砼约160m，避免在干热时间段施工;春秋季节施工，理论上安排在全天任何一个时间段浇筑砼，但必须保证温度变化不超过15度，且入模温度在5度～30度范围内。同时应密切关注天气情况，特殊天气，需谨慎浇筑砼。
3.3.2 重视工作面清理
道床板模板安装前，必须用高压风、高压水将灰尘、浮渣等杂物吹干净。
砼浇筑前，应采用喷雾器对模板周围、双块式轨枕周边进行充分湿润，确保新老砼面接触良好。
3.3.3 加强砼品质控制
①严格砂石料进场质量控制。
加强石料进场检查，要保证砂石料的均匀性，即水含率和级配要基本一致。
②控制原材料和未加剂的相容性。
加强原材料进场检查，保证原材料质量。相容性不好的外加剂，要经过生产厂家重新调配，符合要求后方可使用。
③拌合站要严格按照施工配合比和搅拌工艺拌制砼。
④道床板砼要有很好的流动性、和易性和工作性，同时在施工均匀布料。配合比设计尽量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。胶凝材料的用量，除满足必须的强度，过多的引入易造成水化热的增大，而外界环境温度的急剧变化会引起内外温差加大导致道床板开裂。根据《铁路混凝土施工质量验收标准》（TB1042-2010）要求，C40砼胶材用量宜小于400kg/m3，成贵铁路应根据施工现场条件进行试验选定配合比，含氣量大于2.0%，坍落度满足设计要求建议控制在140±20mm为宜。
3.3.4 加强施工工序质量控制
①控制钢筋保护层厚度。
严格按照设计及标准施工，钢筋保护层满足设计要求，避免产生裂纹。
②砼布料。
道床板砼布料应采用吊斗一端向另一端连续“之”行进行，将每根轨枕下布满砼，不可以从一侧自流到另一侧，确保砼浇筑断面内均匀布料，防止砼离析产生干缩裂纹（缝）。
③砼振捣。
建议振捣棒配置数量满足2台50型和2台30型。2台50型振捣棒按顺序均匀振捣，2台30型振捣棒随后对模板附近、轨枕周围及下部等细部进行加强振捣，确保砼振捣效果，防止50棒再次振捣引起砼离析。砼振捣应安排专人盯岗作业，固定工人、分区段振捣。振捣棒的移动间距，不应超过振捣棒作用半径（40～50cm）1.5倍，振捣时间要合适，一般为25～40s，避免漏振、过振。如果出现浮浆过厚时，应立即用原浆砼进行置换，否则道床裂纹在所难免。（图3）
④砼抹面。
完成砼振捣后，首先坡度尺刮平;然后采用木抹子提浆、整平，并由技术负责人检测平整度等各项指标合格;砼有一定强度（砼不随木抹移动），再用钢抹进行抹平压实、技术负责人检测各项指标合格。
为防止砼表面产生细小裂纹，在砼初凝前进行第四次抹面，抹面时禁止洒水润面或撒干水泥。双块轨枕四周、45度角位置极易开裂，在砼初凝前要重点压实抹光。（图4）
⑤拆模时间掌控。
道床板砼强度达到5MPa方可拆模，拆模过早容易引起砼表面产生拉裂裂纹。
⑥松放扣件时机选择要合适。
根据现场钢球（D=75mm，2kg）压痕试验结构（≤ 30mm）确定道床板砼的初凝时间。在初凝后，尽快松开支撑螺杆，避免温度变化时钢轨伸缩对砼造成破坏，产生裂纹。
3.3.5 加强砼养护控制
砼养护防止裂纹产生起着极其关键的作用。
①压光砼面后立即开始养护，这时的养护不能直接将水洒于砼表面，否则会导致砼表面起皮，应采用土工布覆盖，喷雾器对土工布表面进行喷雾，使砼处于湿润环境，防止砼表面水分过快蒸发，导致开裂。
②砼终凝后严格采用土工布+塑料布覆盖洒水保湿的养护方式进行养护方式进行。
4 结束语
CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道道床板裂纹问题成因多种多样，为了确保无砟轨道能达到其使用寿命，避免裂纹产生，因此必须在无砟轨道设计、施工以及运营中给予充分重视，并采取各种有效措施来减少裂纹产生，在产生裂纹后，应结合实际情况认真研究，及时分析原因，制定措施，避免再次发生，确保CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道的安全性、稳定性和耐久性。
参考文献：
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