CRTSⅢ型板式无砟轨道轨道板伤损综合维修方案.docx
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CRTSⅢ型板式无砟轨道轨道板伤损综合维修方案
CRTSⅢ型板式无砟轨道板伤损综合维修方案
一、编制说明
1.1编制依据
1、《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》(TB10754-2010);
2、《高速铁路轨道工程施工技术规程》(Q/CR9605-2017);
3、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010);
4、《铁路混凝土工程施工技术规程》(Q/CR9207-2017);
5、《高速铁路无砟轨道线路维修规则》铁运[2012]83号
6、《混凝土耐久性检验评定标准》(JG/T193-2009)
7、《高速铁路无砟轨道嵌缝材料暂行技术条件》(TJ/GW119-2013);
8、《铁路混凝土桥梁弹性垫层伸缩缝暂行技术条件》(TJ/GW120-2013);
9、《高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术条件》(TJ/GW112-2013);
10、《鲁南高铁路基地段CRTSⅢ型板式无砟轨道结构设计图》(鲁南临曲施轨变更-01)、《鲁南高铁桥梁地段CRTSⅢ型板式无砟轨道结构设计图》(鲁南临曲施轨变更-02);
11、中国铁路总公司工程管理中心关于印发《郑徐铁路客运专线CRTSⅢ型板式无砟轨道施工质量验收指导意见》的通知工管线路函(2014)367号。
1.2编制原则
(1)遵循“科学严谨”的原则。
根据科研成果,合理安排施工程
序及施工工艺,使各项工作安排严谨周密,切实可行。
(2)遵循“安全第一”的原则。
严格按照维修工艺流程,选择合
适维修材料进行维修,确保施工安全。
(3)遵循“设计文件指导维修”的原则。
认真核对技术设计资料、
设计意图,严格按照相关要求,进行维修判定和施工,确保维修满足
设计标准和要求。
1.3编制范围
本施组适用于新建鲁南高铁LQTJ-1标段桥梁、路基范围内的底座、轨道板破损修补施工。
二、工程概况
2.1线路概况
中铁十四局有限公司鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-1标里程为DK124+900~DK170+061.800(含DK170+061.800~D175+334.224段箱梁预制、架设),正线长45.198公里。
主要工程内容:
路基工程长7.61km;特大桥3座37731.38延长米(临沂北特大桥21227.95延长米、11478.31延长米、福庄特大桥5027.13延长米);大桥1座鸭子沟大桥130.17延长米,中桥(2座)177.8延长米;框架式桥(9座)13367.49顶平米;涵洞(10座)447.55横延米;新建车站2座:
临沂北站(30811.050延长米)、费县北站(1357.070延长米)。
本标段正线采用CRTSⅢ型板式无砟轨道。
2.2布板概况
我分部主要承担临沂北站-费县北站对应里程为DK124+900-DK170+061.8共累计45.1Km的无砟轨道的铺设工作,本桥CRTSⅢ型无砟轨道数量见下表。
CRTSⅢ型无砟轨道统计表
序号
规格
单位
数量
备注
1
P5600
块
10912
2
P4925-1
块
2097
3
P4925-2
块
2097
4
P4856
块
1026
5
P4305
块
16
CRTSⅢ型板式无砟轨道由钢轨、WJ-8B扣件、轨道板(预制)、自密实混凝土层(C40)、隔离层(土工布)和底座(C40)等部分组成。
CRTSⅢ型无砟轨道采用板间不连接的单元分块式结构。
路基地段结构高度为842mm(内轨轨顶面至底座板底面),曲线超高在底座板上设置;桥梁地段结构高度为742mm(内轨轨顶面至底座板底面),曲线超高在底座板上设置。
轨道板宽250cm,厚20cm,自密实混凝土层厚9cm。
桥梁:
轨道板主要为P5600、P4925、P4856三种规格。
底座宽2.9m,厚20cm,底座顶面设4mm厚土工布隔离层。
路基及框架桥:
轨道板主要为P5600、P4925、P4856三种规格。
底座宽3.1m,厚30cm,底座顶面设4mm厚土工布隔离层。
三、无砟轨道总体施工方案
鲁南高铁正线采用CRTSⅢ型板式无砟轨道,结构组成为钢轨、弹性不分开式扣件、轨道板、自密实混凝土、限位凹槽、混凝土底座等。
一般桥梁地段轨道结构高度为:
176(钢轨)+34(扣件)+38(承轨台)+200(轨道板)+90(自密实混凝土)+4(隔离层)+200(底座)=742mm。
路基地段轨道结构高度为:
176(钢轨)+34(扣件)+38(承轨台)+200(轨道板)+90(自密实混凝土)+4(隔离层)+300(底座)=842mm。
图5.1-1直线地段桥梁无砟轨道结构示意图
图5.1-2曲线地段桥梁无砟轨道结构示意图
图5.1-3直线地段路基无砟轨道结构示意图
(1)钢轨
按一次铺设跨区间无缝线路设计,采用60kg/m、100m定尺长钢轨,采用U71MnG无孔新轨。
(2)扣件
采用与CRTSⅢ型板式无砟轨道配套的扣件,设计采用WJ-8B型有挡肩扣件,扣件高度34mm,桥上除连续梁扣件采用小阻力扣件外,其余简支梁采用常阻力扣件;在靠近梁端的一组扣件采用常阻力扣件。
扣件间距一般为617~630mm,24m梁上铺P4856一种轨道板,32m梁上铺P5600、P4925两种。
(3)轨道板
轨道板采用C60双向预应力混凝土轨道板,标准轨道板的型号有P5600、P4925、P4856、P4305四种。
在轨道板下设置U型连接钢筋,与自密实混凝土连接为整体。
(4)自密实混凝土及限位凹槽
轨道板下铺设自密实混凝土,设计标号为C40,设计厚度为90mm,长度和宽度与轨道板对齐,采用单层钢筋网片,钢筋网片需与轨道板预留U型钢筋进行连接。
自密实混凝土与底座采用限位凹槽的方式进行限位和纵横向力的传递,每块轨道板下设置两个限位凹槽,凹槽上口尺寸为1020×720mm/1000×700限位凹槽处加设配筋,限位凹槽周围(侧面)设置弹性垫层。
在自密实混凝土和底座之间设置中间隔离层(土工布),凹槽四周设置8mm厚弹性橡胶垫层。
弹性垫层应与凹槽侧壁粘结牢固,防止漏浆。
在弹性橡胶垫层四周粘贴泡沫板材料,灌注砼时不得发生变形。
(5)底座板
①路基地段底座
路基地段底座混凝土强度等级为C40,底座宽度较轨道板边缘各宽300mm,为3100mm,底座厚度为300mm。
每3块轨道板(个别地段2块轨道板)对应长度设置一块底座单元,每两个底座单元之间设置20mm伸缩缝,在伸缩缝位置设置传力杆,传力杆采用φ30mm的45#优质碳素结构钢,传力杆长度为700mm。
单元底座板之间伸缩缝采用聚乙烯塑料泡沫板填充,并在伸缩缝顶面、伸缩缝两侧采用硅酮封闭,密封厚度30mm;底座钢筋设计采用CRB550级冷轧带肋钢筋焊接网片,其中底座由上、下两层焊网组成,根据各布板单元布置组合,底座钢筋网分3×4856、3×5600型组合,路基个别地段采用P4305型。
②桥梁地段底座
桥梁地段底座混凝土强度等级为C40,底座宽度为2900mm,底座厚度为200mm,轨道板宽度为2500mm,轨道板距离底座板边缘200mm。
每一块轨道板对应长度设置单元底座板,单元底座板之间设置宽20mm伸缩缝。
单元底座板之间伸缩缝采用挤塑板填充,并在伸缩缝顶面、伸缩缝两侧采用硅酮封闭。
底座钢筋设计采用CRB550级冷轧带肋钢筋焊接网,其中底座由上、下两层焊网组成,钢筋焊网根据不同型号轨道板对应底座,分P5600、P4925、P4856等类型。
(6)中间隔离层
在自密实混凝土与底座间设置中间隔离层,隔离层设置4mm的土工布,土工布要求700g/m2,土工布宽度较轨道板边缘各宽50mm,为2600mm,长度一般按每孔梁长设置,或每个路基底座单元长度设置,轨道板范围内土工布不得有搭接缝。
(7)轨道超高
曲线地段超高采用外轨抬高方式,在底座上设置,并在缓和曲线地段按线性变化完成过渡,即从直缓点至缓圆点超高由0mm直线递增至曲线设计超高值h,从圆缓点至缓直点超高由曲线设计超高值h直线递减至0mm。
(8)综合接地和绝缘设置
轨道板内设置接地钢筋和接地端子,轨道板接地端子采用接地钢缆连接,再通过接地电缆连接到不同下部基础的接地端子上。
轨道板铺设时,接地端子一侧应位于线路外侧。
轨道板内钢筋进行绝缘处理,自密实混凝土、限位凹槽和底座钢筋不作绝缘处理。
轨道板下U形钢筋与自密实混凝土连接纵向钢筋采用绝缘卡固定。
四、维修施工方案
针对部分轨道板存在混凝土裂纹、板角缺失、板边缺损、承轨台套管边缘掉皮、侧向挡肩部分或全部缺失等混凝土掉块伤损,如图:
轨道板板角缺失轨道板板边缺损
根据上述原则和总公司相关标准依据,轨道板外观质量检查要求如下:
表3.1轨道板外观质量及检验要求
序号
检查项目
允许偏差
每批检查数量
(出场检验)
检验项别
1
肉眼可见裂缝
不允许
全检
A
2
承轨部位表面缺陷(气孔、粘皮、麻面等)
长度≤10mm深度≤2mm
全检
B2
3
锚穴部位表面缺陷(脱皮、起壳等)
不允许
全检
C
4
其他部位表面缺陷(气孔、粘皮、麻面)
长度≤30mm深度≤3mm
全检
C
5
轨道板四角棱角破损和掉角
长度≤50mm深度≤15mm
全检
C
6
预埋套管内混凝土淤块
不允许
全检
A
7
轨道板露筋
不允许
全检
A
8
承轨台外框低于轨道板面
不允许
全检
B1
9
轨道板底浮浆
不允许
全检
C
注:
a)A类项别单项项点合格率100%;
b)B1类项别单项项点合格率不小于95%;c)B2类项别单项项点合格率不小于90%;d)C类项别总项点合格率不小于90%;
依据轨道板外观质量及检查要求内容,结合实际调研情况及铁运[2012]83号文规定,本维修方案建议轨道板维修按废板和可维修板两类区分,具体判定如:
表3.2轨道板伤损按废板处理情况
序号
伤损程度
处理结果
1
贯穿性裂缝或受力结构裂缝(挡肩、预应力部位等)
废板处理,已铺设的立即更换
2
轨道板混凝土挡肩破损缺失
废板处理,已铺设的立即更换
3
轨道板混凝土挡肩破损长度大于7cm
废板处理,已铺设的立即更换
4
轨道板混凝土挡肩破损小于7cm但连续或多处挡肩破损
废板处理,已铺设的立即更换
5
轨道板破损造成轨道板露筋
废板处理,已铺设的立即更换
6
吊装孔出现联接吊装位置的环形裂纹
废板处理,已铺设的立即更换
按废板处理的轨道板伤损情况见图如下:
图3.1伤损露筋
图3.2
贯穿性裂纹
图3.3
吊装孔环形裂纹
图3.5
图3.4
挡肩根部环形开裂
挡肩缺失
表3.3轨道板伤损按可维修处理情况
序号
伤损程度
维修方法
1
承轨部位表面缺陷(气孔、粘皮、麻面等)长度≤10mm,深度≤2mm
表面封闭
2
轨道板四角棱角破损和掉角长度≤50mm,深度≤15mm
表面封闭
3
其他部位表面缺陷(气孔、粘皮、麻面)长度≤30mm,深度≤3mm
表面封闭
4
轨道板表面混凝土收缩裂缝
使用LF-H型材料注浆并表面封闭
5
承轨部位表面缺陷(气孔、粘皮、麻面等)长度≥10mm,深度≥2mm
使用QS-S型材料维修并表面封闭
6
轨道板四角棱角破损和掉角长度≥50mm,深度≥15mm
采用QS-S型材料维修并表面封闭
7
其他部位表面缺陷(气孔、粘皮、麻面)长度≥30mm,深度≥3mm
采用QS-S型材料维修并表面封闭
按可维修板处理的轨道板伤损情况见图如下:
图3.6宜采用表面封闭的伤损类型
图3.7
图3.8
宜采用QS-S型材料维修并表面封闭
宜采用LF-H型材料注浆并表面封闭
4.1轨道板伤损维修方案
本方案适用于轨道板伤损的维修,包括轨道板蜂窝麻面,轨道
板四角缺失,承轨台(含侧向挡肩)部分掉块,轨道板其他表面缺损
等,维修流程如下:
维修流程
确认维修天气地点部位
↓
准备材料和工具
↓
凿除松动部分,钢刷清理表面
↓
按配比搅拌维修树脂
↓
涂抹树脂材料,并尽量塑形
↓
固化后,打磨,并检查维修质量
4.1.1材料选择
QS-S型维修树脂针对轨道板缺损维修,广泛应用于哈大客专和
哈齐客专轨道板伤损维修,QS-S维修树脂为A、B、C三组份,可使
用时间小于40分钟。
4.1.2维修施工工艺
1)松动层清洁
采用锤子、钢丝刷或角磨机对混凝土松动层进行清洁处理,用锤
子凿除基材表面疏松部分,用钢丝刷或角磨机清除破损面浮灰,并用
吹风机将创伤面清洁干净,露出坚硬的混凝土基体,以保证维修材料
与混凝土表面的粘接强度。
2)涂刷底漆
图4.1清洁松动层
拌和一定量QS-S
型维修材料底漆,按照重量比3:
1
进行拌合,
并涂抹于坚硬的混凝土基体表面,涂抹要均匀。
3)配制树脂
图4.2涂刷底漆
配制QS-S型维修材料,使用专用搅拌枪和搅拌杆,先将A,B
组分混合均匀,机器搅拌混合不低于2min,加入C组分继续混合,
机器搅拌混合不低于2min。
4)填充树脂
图4.3拌和树脂
用抹刀或者平铲将材料涂抹于坚硬的混凝土基层表面,注意:
底
层用劲碾压,使材料充分浸润混凝土基层表面。
如需支立模板,需在模板表面粘接透明胶带,以防止材料将模具
粘牢,无法出模。
5)打磨塑形
图4.4填充材料
2小时后,维修材料基本固化,用角磨机对固化材料进行打磨塑
形,并涂刷FB防护层,保证维修后轨道板的耐久性和美观性。
4.1.3人员组织
图4.5
打磨塑形并封闭
按工艺流程,修凿清灰(1人)——拌和材料(2人)——填入
材料(1人)——捣鼓抹平(1人)——打磨(1人),共需2人。
4.1.4注意事项
●打磨人员佩戴防护用品,防止材料溅入眼内、口中,否则应用大量清水冲洗
●大块伤损维修需要植筋,小块维修直接涂抹
●材料混合后均应在规定时间内使用完毕,超过使用时间不能使用
●严格按照材料适用温度使用
●雨天严禁施工
●严禁明火烘烤材料
4.2轨道板裂缝封闭维修方案
本方案适用于轨道板面裂缝宽度≤0.2mm。
维修流程如下:
维修流程
确认维修天气地点部位
↓
准备维修材料和工具
↓
清洁裂缝表面
↓
按配比搅拌维修树脂
↓
涂刷底漆和封闭材料
4.2.1材料选择
FB型维修材料是一种聚合物封闭材料,主要针对宽度≤0.2mm混凝土裂缝,广泛应用于轨道板防护,FB型维修材料为双组份,可使用时间小于2小时。
4.2.2维修工艺
1)使用砂纸,钢丝,吹风机等工具,将混凝土裂缝两侧混凝土
浮土清理干净;
2)配制底涂,用手持电动工具搅拌和专用搅拌器,均匀涂刷于
裂缝位置;
图4.6涂刷底漆
3)半小时后,使用手持电动设备搅拌FB
型维修材料,均匀涂
刷在底涂上部,至少两边,第二遍涂刷要在第一遍表干之后,且两次
涂刷方向垂直。
图4.7涂刷FB型维修材料
4.2.3人员组织
按工艺流程,打磨裂缝(1人)——配制材料(1人)——涂刷
底涂(2人)——涂刷FB材料(2人),共需2人。
4.2.4注意事项
●所有裂缝必须用底涂封闭,至少半小时后涂刷FB型材料
●防止材料溅入眼内、口中,否则应用大量清水冲洗
●树脂混合后均应在规定时间内使用完毕,超过使用时间不能使用
●严格按照材料适用温度使用
●雨天严禁施工
●严禁明火烘烤材料
4.3轨道板裂缝注浆维修方案
本方案适用于轨道板面裂缝宽度>0.2mm(非受力部位)。
维修流程如下:
维修流程
确认维修天气地点部位
↓
准备维修材料和工具
↓
清洁裂缝表面
↓
按配比搅拌维修树脂
↓
滴灌维修材料,表面处理
4.3.1材料选择
LF-H型维修材料针对无砟轨道混凝土裂缝。
LF-H型维修树脂为A、B双组份,重量配比为A:
B=3:
1,可使用时间大于3小时。
4.3.2维修工艺
1)对所有要处理的裂缝表面进行清洁,露出裂缝走向,采用锤子和改锥沿缝凿出深约2~4mm,宽4~6mm的V型槽,并用空压机或者吹风机等清洁缝隙;
2)配制LF-H型维修材料,用手持电动工具搅拌,滴灌在槽里,
直至槽内液体不再减少为止;
图4.8
滴灌维修材料
3)待材料固化后,对表面进行打磨,保持表面平整。
图4.9
打磨维修材料
4)对打磨面涂刷FB型维修材料,使维修面与周边混凝土颜色
一致,保证维修后的耐久性和美观性。
图4.10涂刷保护层
4.3.3人员组织
按工艺流程,封堵裂缝(1人)——配制材料(1人)——注入材料(2人)——拆除设备(2人),共需2人。
4.3.4注意事项
●材料混合后均应在规定时间内使用完毕,超过使用时间不能使用
●严格按照材料适用温度使用
●雨天严禁施工
●严禁明火烘烤材料
5维修材料性能
5.1QS-S型维修材料
QS-S型维修材料是一种聚合物水泥砂浆维修材料,具有超强粘接力和超高强度,材料具有良好的耐候、耐腐蚀等特性,在哈齐客专等线路使用,效果良好,经受过严寒地区考验。
材料可在天窗时间内达到列车通行的要求。
材料性能满足《高速铁路无砟轨道维修规则》铁运[2012]83号文要求。
表5.1QS-S主要性能
项目
样品测试结果
抗压强度
60MPa
抗折强度
30MPa
粘结强度
5.0MPa或者混凝土基层破坏
收缩率
0.1%
对钢筋锈蚀作用
钢筋无锈蚀
抗冻性
无开裂、剥落
材料性能有点:
1)根据现场要求,调整固化时间,保证维修操作需要;
2)半小时可拆模,2小时即可满足打磨要求;
3)与原混凝土界面具有良好的粘接强度,自身强度高,避免新老界面之间产生缝隙,或维修材料自身开裂
4)具有良好的抗折强度,收缩率低。
5.2FB型维修材料
FB型维修材料是一种优良的封闭维修材料,具有强粘接力和高强度,通过聚合物改性、组分和无机材料粒度优化等设计,材料在哈齐客专等线路使用,效果良好,经受过严寒地区考验,具有良好的耐候、耐腐蚀等特性。
材料性能满足《高速铁路无砟轨道维修规则》铁运[2012]83号文要求。
表5.2FB材料性能
项目
样品测试结果
表干时间
1.5h
拉伸强度
2.5MPa
断裂伸长率
200%
耐碱性(碱处理,拉伸强度保持率)
100%
粘结强度
2.5MPa或者混凝土基层破坏
不透水性(0.3Mpa,30min)
不透水
人工气候老化
无裂纹及变形
对钢筋锈蚀作用
钢筋无锈蚀
抗冻性
无开裂、剥落
材料性能有点:
1)配合比简单,易于操作;
2)成型速度快,便于打磨;
3)与原混凝土界面具有良好的粘接性能,不易脱落;
4)具有良好的抗折强度,不易开裂。
5.3LF-H型维修材料
LF-H型维修材料是一种低粘度改性环氧注浆材料,具有低粘度和强粘接特性,补强性能好,在疲劳条件下,长期保持良好的工作性能,同时材料具有良好的耐候、耐腐蚀等特性。
材料在哈齐客专等线路使用,效果良好,经受过严寒地区考验,材料性能满足《高速铁路无砟轨道维修规则》铁运[2012]83号和其他相关国家或行业标准。
表5.3LF-H材料性能
项目
样品测试结果
黏度
180mPa·s
抗压强度
60Mpa
抗折强度
15Mpa
拉伸强度
22Mpa
断裂伸长率
4%
粘结强度
5.5MPa或者混凝土基层破坏
收缩率
1%
对钢筋锈蚀作用
钢筋无锈蚀
材料性能有点:
1)粘度低,渗透性号;
2)粘接性能好,不易开裂;
3)补强性能好,疲劳条件下工作性能优良;
4)耐候性好,环境适应性强。