CRTS-Ⅱ型板式无碴轨道轨道板铺设及连接施工总结
摘要：作为我国第一条设计时速350km/h的客运专线，京津城际轨道交通工程既是我国铁路跨越式发展的标志性和示范性工程，同时也是2008北京奥运会交通配套工程。京津城际CRTSⅡ型板式无碴轨道，沿袭了博格无碴轨道的特点，采用了预应力轨道板结构、经数控磨床打磨的高精度承轨槽、轨道板快速测量定位系统、以及高性能沥青水泥砂浆垫层等先进的技术和工艺，整个系统由滑动层、底座板、BZM砂浆垫层及Ⅱ型轨道板四大部分组成。本文根据京津城际轨道交通工程的施工的经验，总结了轨道板铺设的施工方法，阐述了在施工中轨道板铺设的准备工作及铺设流程，为我国高速铁路无砟轨道道床的施工提供有价值的参考。
关键词：无碴轨道；铺设；砂浆灌注；轨道板连接
一、 CRTSⅡ型轨道板式无碴轨道系统结构
京津城际轨道交通工程是我国第一条设计时速350km/h的客运专线，是我国铁路跨越式发展的标志性和试范性工程，首次引进德国博格板式无碴轨道系统，CRTSⅡ型轨道板式无碴轨道系统是由在纵向相互连接的轨道板组成。轨道板铺设在底座混凝土上面，采用校准系统精调。在水硬性材料承载层顶面和轨道板底面之间有一个2-4cm的空间，这个空间将用一种特殊的沥青水泥砂浆(CA)充填满。沥青水泥砂浆（CA）基于它的特殊性能，是CRTSⅡ型板式无碴轨道系统中一个关键的部分。
当沥青水泥砂浆达到规定的强度后，进行轨道板纵向张拉连接，并填充接缝，形成CRTSⅡ型板式无碴轨道系统，该系统具有轨道稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强、维修工作量少等突出优点。本文主要阐述砂浆灌注前封边工作、沥青砂浆的性能及沥青砂浆的灌注。
图1.1CRTSⅡ型轨道板式无碴轨道系统
图1.2曲线段（超高165mm）CRTS-Ⅱ型板式无碴轨道标准断面图（单位：mm）
二、 CRTSⅡ型板式无碴轨道施工总体流程图
三、轨道板铺设施工流程
3.1施工准备
⑴测量仪器
全站仪：测角精度为＜0.972″，测距精度为1mm+1ppm（俫卡TCA1800）。
电子数字水准仪：高程测量标准偏差每公里双程水准测量使用因瓦水准尺时＜0.9mm，使用标准水准尺时＜1.5mm，测距标准偏差＜1cm/20m(500ppm)，并含精密水准配件测量设备。
⑵轨道基准网布设
当底座板或路基支承层混凝土浇筑完2～3天（底座板为拆除梁缝钢楔块并松开后浇带螺帽）后，在板缝间轨道基准点（GRP）钻孔埋入测量黄铜钉；由轨道设标网引出，轨道基准网（GRN），经平差计算，满足平面精度±1mm、高程精度±0.5mm。
⑶圆锥体安装
在轨道基准点横向20cm钻孔植入圆锥体锚杆后，放置圆锥体。锚杆为φ16车丝钢筋，采用钻孔化学锚栓胶植入，孔径φ20，直线段孔深15cm，曲线段孔深20cm。
⑷用高压水或高压风清洗混凝土面。
3.2吊装上桥粗铺
轨道板由存板场运出前，用硅胶在六个精调爪位置粘上凹形发泡材料。粗铺前，在混凝土面靠近精调爪的位置横向放置6条2.8cm厚的隔垫木条。
采用桥面悬臂龙门吊机配合专用吊具吊装轨道板，见“3.3轨道板上桥示意图”。操作过程中，随时检查专用吊具的4个抓夹点的锁栓是否已锁紧。吊机将轨道板纵横移至2个圆锥体之间，下放时，通过起吊横梁上的导链调整轨道板的横向倾斜度，接近安放位置时，降低速度，使得轨道板可以同时均衡落在6条垫木上，避免因点接触对轨道板冲击受损。
在板缝处与已铺轨道板保持平顺过渡。通过轨道板两端圆锥体的限位，可以将安装偏差控制在10mm以内。
3.3轨道板精调
⑴在已调好的轨道板的最后一组承轨台和需调轨道板的第一、第五、最后一组承轨台上架置精调框四个带棱镜卡尺架。在一侧承轨台上，卡尺架顶靠在打磨过的侧边，并用橡皮筋将卡尺架与轨道板临时固定。
⑵在轨道板第1和最后1组承轨台两侧各安装两个精调爪，负责调整轨道板的轴线和高程；在轨道板两侧中间安装两个竖向调节精调爪，负责调整轨道板的高程。在精调爪抬起轨道板后，撤出下垫木条。
⑶在精调的前进方向上，用专用三角架将全站仪安置在轨道基准点（GRP）上，和精调框系统间建立设备无线电通讯联系，来控制轨道板的精调，全站仪对中精度为0.5mm。每测站控制6块轨道板精调。
通过已精调好轨道板上的卡尺进行定向，再使用其它已知GRP点进行定向检查。出现较大偏差时（如高程差了0.5mm或平面差了1mm），则应对轨道基准网以及前一块铺好的轨道板的精调精度进行进一步的检查。
图3.1轨道板定位爪
⑷每块轨道板精调流程如下：
a)通过已精调好的轨道板尾端处的精调框卡尺对全站仪进行定向。
b)对需精调轨道板上的3个卡尺架上的6个棱镜调控点量测。
c)计算轨道板的实际位置，并通过全站仪测站和调控点进行理论位置比较。
d)在每个精调爪处显示器上显示精调值，借助精调爪上的螺丝调节装置，对轨道板进行水平和竖直方向上的精调。精调过程中，先调节轨道板四个角的精调爪，经过多次调整后平面角度均达到最终位置后，再对轨道板中间的高度进行补调。
e)直到平面精度达到0.5mm为止，精调框滑移到下一块需精调的轨道板上。
3.4封边
⑴纵缝密封
精调完成后，采用水泥砂浆对轨道板的4道边进行密封。砂浆超过轨道板底边3cm。
密封砂浆采用灰浆搅拌机现场拌制。通过采用三角楔型带拖板的砂浆成型器，可以有效的避免封边施工中砂浆进入轨道板下方。在精调爪范围内，在铺板前粘接的乙醚泡沫材料模制件可以实现对精调爪范围的密封。
封边砂浆硬化前，在轨道板四个边角和中间封边砂浆戳6个圆洞作为排气孔，保持洞口朝上，紧挨轨道板。
⑵横缝密封
横向接缝的密封材料在轨道结构系统参与受力中，要求具备防冻性能。密封材料可以采用具有防冻性能的水泥砂浆，也可以使用稠度较大、可刮抹的CA砂浆。封边砂浆应超出轨道板底边2cm。
施工横向封边砂浆时，取出圆锥体，并注意对板缝间各标志点的保护。
3.5灌注沥青水泥砂浆
⑴压板装置安装
压板装置由焊接的槽钢结构、锚固在底座板或支承层中的锚杆和翼形螺母构成，其作用是防止轨道板在灌浆时上浮。
压板装置的设置：
①纵向上：在每个板缝处设置一个压板装置，利用圆锥体锚筋和翼形螺母将槽钢结构固定在两边轨道板上。
②横向上：在直线段，轨道板两侧不需设置压板装置；当曲线超高大于45mm时，在轨道板的中间两侧精调爪的附近对称的设置固定装置。
在轨道板砂浆垫层充分硬化后可以拆除压板装置。
⑵沥青水泥砂浆施工
① 施工方案
砂浆搅拌车在加料站装填干料、液料及外加剂后，驶到浇筑点桥（路基）下便道上。将搅拌的沥青水泥砂浆注满中间储存罐，通过悬臂龙门或汽车吊吊将中间储存罐直接吊至待灌板处，利用重力灌注砂浆。
图3.2汽车吊机作业灌浆设备布置(桥上、桥下)
②砂浆组分、检验及性能指标
沥青水泥砂浆由干料、液料和外加剂组成。干料主要成分为硅酸盐水泥、粒径0～1mm的骨料和添加料。液料主要成分为乳化沥青和水。外加剂主要有以聚合朘基醚或三聚氰胺树脂为基础的流化剂和消泡剂（减少砂浆里的空气含量）。
每批乳化沥青或干料进场时，均检查厂家提供的试验报告和合格证是否符合要求；同时对材料温度进行检测，当温度大于30℃时，该批材料不能接受，按退货处理并做好检查记录。在施工中，每5个工作日进行一次乳化沥青的水泥相容性试验和一次干料需水量试验。
沥青水泥砂浆性能指标如下：
③加料站
加料站设置在于家务2#钢筋加工场内，里程DK35＋100附近。由于灌浆作业在炎热夏季进行，需要将干料、液料储存遮阳阴凉的仓库中，必要时采用空调控制储存的环境温度。
加料站储存能供3日施工的原材料，保证施工的不间断进行。每辆砂浆搅拌车回站加料时，用高压水仔细冲洗搅拌机、储料罐。
一台搅拌车（移动式搅拌设备）的储备量可浇灌约8-10块轨道板，也就是说约够用1.5小时。储备用完以后搅拌车需要驶入加料站装料以及清洗垫层砂浆中间储存罐和搅拌机。本段施工配备两台砂浆搅拌车，轮流加料清洗可以保证轨道板垫层的连续灌注。
④沥青水泥砂浆搅拌
采用的砂浆搅拌车能自动记录生产日期、时间、投料计量和砂浆温度。操纵搅拌车能准确控制加料的顺序、计量、搅拌时间。搅拌机容量为350L，中间储料罐的容量为600L（灌一块板的用量），搅拌两盘砂浆刚好可以装满一个中间储料罐，所需时间大约是6～7分钟。
首先把液料（水和乳化沥青）投入搅拌机，接着加入流化剂进行搅拌。在低速搅拌时加入干料，通过调整搅拌机的转速来保证干料可以均匀地分散到液体中，避免凝聚成块；干料搅拌均匀后，加入消泡剂，并立刻把搅拌机的转速降低，当砂浆面不再有气泡逸出。将搅拌好的CA砂浆注入中间储料罐。
由于沥青水泥砂浆材料的特殊性，在环境温度为5℃～35℃的情况下方能进行灌注施工。在5℃～35℃的许可温度范围里，新拌砂浆的特性会明显不同；此时需要调整外加剂添加的数量和类型来优化CA砂浆的施工性能。在夏季气温较高的时候，只在在傍晚和晚上进行灌浆施工。
⑤轨道板检查
由于轨道板灌浆滞后于精调1～2个工作日，为了确保在灌浆前，精调好轨道板的几何尺寸偏差符合要求，使用普通的量尺来测量。抽检频率为每10个板块抽检1块。
发现有偏差，使用装有指针式测量表的量尺可以精确地测出误差。如果误差大于1.0mm时要重新调整轨道板。
⑥灌浆操作
灌浆前使用专用的旋转喷嘴或喷雾器将底座板（路基支承层）混凝土面和轨道板底面湿润。当空气温度＞20℃时，湿润灌浆面后将所有的灌浆孔和排气孔都封盖上。保持灌浆面的潮湿。
砂浆灌注前，通过中间储料罐中转CA砂浆。中间储料罐内有自备电源驱动的搅拌叶片，当罐内砂浆稠度超过标准时，中间储料罐因电流增加报警。此时必须将中间储料罐排空并冲洗干净。
轨道板灌浆时，采用桥上悬臂龙门吊轮流将三个已装满料的中间储存罐吊至桥面灌浆小车，进行轨道板垫层灌注。垫层砂浆经过灌浆小车上一条软管注入轨道板的灌浆孔。软管的两端各装有截断装置。一般情况下灌浆过程通过三个灌浆孔的中间孔进行。灌浆孔中有聚氯乙烯管，垫层砂浆从管中注入。通过其他两个灌浆孔和装在混凝土承载层和轨道板之间密封缝隙中的排气孔观察灌浆过程。当所有的排气孔处均冒出砂浆，用木塞塞住排气孔。砂浆流平后，保证灌浆孔内砂浆表面高度不低于轨道板的底边。
当垫层砂浆稠度增大后，在3个灌注孔均插入一根钢筋到砂浆垫层中，用来增加后面灌注孔混凝土与垫层砂浆的连接。
⑦垫层砂浆的最小抗压强度达到1Mpa后，可以拆除轨道板精调爪，由垫层砂浆支承轨道板。同时将轨道板上的调节轴松开，拆除。使用PE泡沫管充填调节轴的螺纹套管，并用塞子对其水密封闭。
砂浆的最小抗压强度达到3Mpa后才允许在轨道板上行车。
3.6轨道板纵向连接
当砂浆垫层的强度达到9Mpa时，可以进行轨道板张拉、纵向连接。施工流程为：张拉装置的安装及张拉→安装板缝钢筋→浇筑接缝混凝土、轨道板灌注孔。
⑴张拉装置的安装及张拉
①施工前，完成板缝间清理和锚杆拆除。在安装前先将螺杆上的紧固螺母拧松，张拉锁装入后，用手工拧紧紧固螺母，螺母垫片位于紧固螺母和张拉扣锁之间。
②张拉
螺纹钢筋张拉时，在一个板缝安排两人同时对称张拉。张拉采用扭力扳手，施加450Nm扭矩。为了确保对称两根钢筋预施力的准确、相同，在每天开工前，检查可调扭矩扳手的扭矩调整值是否正确。
第一步，先张拉轨道板中间的两根螺纹钢，顺序为（1-1）→（2-1）→（3-1），如下图所示；
图3.3轨道板张拉示意图（一）
第二步，按先中间后外侧,成对地张拉剩下的螺纹钢，张拉顺序为（1-2）→（1-3）→（2-2）→（2-3）,完成1、2号板缝张拉后，重复“第一步”往前施工。
图3.4轨道板张拉示意图（二）
③安装板缝间配筋
在连接接缝中要按照设计要求安装钢筋。安装时注意保证足够的混凝土保护层厚度。钢筋采用塑料绝缘卡进行连接。
④浇筑板缝和轨道板灌浆孔
采用C55混凝土进行板缝和灌浆孔的浇筑。由于浇筑的环境温度不允许超过25℃，安排在下午或晚上进行浇筑施工。浇筑前对混凝土接触面进行预湿润。混凝土吊装上桥后，采用手推车在桥面运输，插入振动棒振捣密实，顶面与轨道板面平齐。
浇筑完，及时用塑料薄膜将混凝土面密封，终凝后洒水养护7天。
3.7轨道板锚固
当轨道板砂浆垫层硬化后，就可以根据设计图纸，在梁缝两侧的4个承轨台处设置锚固筋，将轨道板与底座板进行剪切连接。
施工流程：
按设计深度、孔径钻孔→用钢丝刷清洁钻孔→用压力空气清除钻屑粉尘→向孔中注入值筋胶→达到所要求的强度用扭力扳手以60Nm扭矩将锚栓拧紧。
3.8侧向挡块施工
侧向挡块由C35混凝土、钢筋和橡胶支座板组成，分为C型、D1型和D2型三种类型，其主要作用为：限制底座板横桥向的位移，减小底座板在高温状态下的压杆自由长度，保持轨道系统的稳定；把底座板的横向水平力向下传递。
在完成轨道板灌浆、纵向连接后，施工侧向挡块。采用竹胶模板浇筑侧向挡块混凝土，钢筋在加工场成型后现场安装，根据侧向挡块的类型嵌入相应的橡胶支座板。
侧向挡块通过预埋钢筋套筒和预留齿槽与桥梁、端刺连接，通过橡胶支座板与轨道板及底座板连接。
混凝土吊装上桥后，由小推车水平运输至待浇挡块，采用振捣棒振捣密实，浇筑完后及时覆盖，洒水养护7天。