CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土揭板试验及质量控制研究

作者:未知

  摘    要:CRTSⅢ型轨道板与底座之间填充自密实混凝土形成结构层,该结构层内设置有CRB550级冷轧带肋钢筋焊网片,因此对自密实混凝土的流动性、填充性、间隙通过性等要求严格。通过工艺性揭板试验,形成满足现场条件的施工配合比和工艺流程,总结施工时常见缺陷的控制方法,以确保大规模轨道板施工时自密实混凝土灌注质量满足设计要求。文章结合商合杭铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道线外工艺性揭板试验施工实践,阐述了自密实混凝土灌注揭板试验工作流程,提出了自密实混凝土施工注意事项和常见缺陷质量控制要点。
  关键词:CRTSⅢ型板式 无砟轨道 自密实混凝土 揭板试验 质量控制
  1  引言
  商合杭铁路站前五标全标段长37.823km,正线铺设CRTSⅢ型板式无砟轨道,轨道板的型号有P5600、P4856、P4925、P3710四种,总板数为13694块。在CRTSⅢ型板式无砟轨道施工过程中,混凝土性能状态、灌注工艺、施工环境及人员素质等因素的影响很大,为确保高质量,高效率的线上施工,必须进行线外工艺性试验,发现并解决问题,优化施工工艺。
  2  自密实混凝土揭板试验
  2.1  自密实混凝土配合比设计
  根据铁科院咨询单位提供的自密实混凝土初始配合比,通过现场室内试验、线外工艺性试验和揭板试验从调整掺和物、调整外加剂和降低用水量等方面开展施工配合比研究,混凝土的拌合温度、坍落扩展度、T500、泌水率和含气量等性能指标满足铁总Q/CR596-2017《高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土》的要求。自密实混凝土施工配合比相关参数如表1所示。
  2.2  工艺性揭板试验设置
  试验场地位于古城特大桥线路里程DK133+083处右侧,场地面积30m[×]32m。现场模拟施工桥梁地段无砟轨道,其中直线段12m(2块P5600板),曲线段12m(2块P5600板),曲线设置选取标段内最大超高值。
  工艺性试验施工流程:底座板施工→隔离层施工→自密实混凝土钢筋网片及限位凹槽钢筋安装→轨道板模拟铺设→轨道板粗调、精调→轨道板封边模板及防上浮、防侧移装置安装→自密实混凝土灌注→揭板试验。
  2.3  轨道板封边模板及防上浮、防侧移装置安装
  封边模板采用定制钢模板,宽度为14cm,端模与轨道板弧形角结构一致。模板安装后与轨道板密贴并在四角设有排气孔,模板内侧粘贴透气模板布。端模采用X型加固件及木楔固定。
  为保证在灌注自密实混凝土时轨道板不上浮、不侧移,尤其是控制曲线超高段灌注时轨道板位移,需在轨道板压紧装置上安装防侧移装置,现场轨道板防压紧装置设置5道,扣压力直线地段控制在55N·m,曲线段控制在65 N·m,在轨道板顶面和侧面四角安装百分表,对其上浮量及侧向位移数据进行收集。
  2.4  自密实混凝土灌注
  混凝土搅拌时采用二次投料方式,先向搅拌机投骨料、粉料,搅拌30s后,再加入减水剂、引气剂和拌合水,并继续搅拌180s,总搅拌时间不小于180s。
  自密实混凝土采用8m3混凝土罐车运输,当混凝土运至灌注现场时,应使混凝土罐车罐体高速旋转20s~30s方可卸料。
  自密实混凝土灌注前,应检测混凝土拌合物的温度、坍落扩张度、T500、含气量等,当混凝土性能符合设计规范要求时方可灌注。自密实混凝土灌注采用轨道板中间孔灌注形式,灌注小料斗高度控制在70cm;灌注大料斗由专人控制出料速度,按照“先快后慢”的原则控制自密实混凝土灌注速度。灌注时间控制在4min~8min,以轨道板4角排气孔出浆骨料均匀为终灌条件,及时下落闸板关闭排气孔。
  2.5  揭板试验验证
  灌注后12h进行拆模、揭板,检查自密实混凝土外观质量、饱满度、平整度,有无离析、露石、露筋、蜂窝现象;自密实层表面有无松软层;表面有无可见裂纹、明显水纹、泌水现象;切开断面,骨料是否分布均匀,有无骨料堆积、浆骨分离、上下贯通气孔、蜂窝现象;侧面平整,有无空洞、麻面,模板接缝处有无错台。
  2.6  工艺性揭板试验总结
  通过进行自密实混凝土室内试拌70次、拌合站生产混凝土33次、现场进行了26次灌注及揭板试验数据分析,自密实混凝土的稳定性是揭板试验成败的关键因素:一方面是严格控制混凝土性能指标,经试验证明,混凝土灌注时坍落扩展度为640mm~670mm,T500为3s~5s,含气量为5%~6%时,灌注效果最好;另一方面加强自密实混凝土原材料进场质量控制,严格控制混凝土原材检验,特别是河砂细度模数及含泥量、碎石含泥量及针片状含量、粉料的烧失量和细度(比表面积)、外加剂的性能,必须检验合格才能进场,所用原材料的料源要固定,要保证原材料的稳定性。
  在混凝土各项指标相同的条件下,灌注施工工艺对自密实混凝土揭板试验的效果有一定的影响。自密实混凝土采用中间孔单点灌注;为降低灌注速度,使板腔内空气充分排出,减少工艺性气泡的产生,灌注导管的长度控制在70cm;灌注时间直线板宜控制在4min~8min,曲线板宜控制在5min~8min;灌注时防溢管内混凝土面高出板顶面20cm~25cm;排气孔出浆骨料均匀时,方可关闭阀门。在混凝土灌注完成后3小時后撤除灌注管和防溢管,灌注完成6h~8h后松动1/4精调爪,14h后拆除压紧装置。
  3  施工注意事项及质量控制要点
  3.1  施工注意事项
  就自密实混凝土灌注施工质量而言,首先把好原材料进场质量检验关,对每批进场砂石料的细度模数、含泥量、针片状含量进行检测,确保原材料质量相对稳定。自密实混凝土灌注前,检测混凝土性能技术指标满足相关要求,检查轨道板四周封边模板情况,要严密不漏浆。轨道板压紧防侧移装置安装牢固,压杠两侧同时扣压,扣压力矩要保持一致。灌注前轨道板板腔润湿时,要掌握好润湿程度和技巧,既要保证轨道板底润湿均匀又要确保无积水,不影响灌注混凝土的性能。灌注时通过调节灌注大料斗阀门改变灌注速度,保持连续下料,避免从灌注小料斗处带入空气。
  3.2  离缝现象控制
  (1)控制原材料质量,确保原材料进场质量相对稳定。(2)灌注自密实混凝土前,板底润湿充分但不能有积水。(3)严格检查混凝土性能,控制混凝土入模状态。(4)在自密实混凝土初凝后终凝前适时拆除轨道板精调支座。
  3.3  软弱层现象控制
  (1)扎实做好线外试验,确定合理的施工配合比(掺入合适粘度改性材料;减水剂采用“先消后引”工艺;控制混凝土扩展度)。(2)做好混凝土性能检测工作,加强混凝土出机后、入模前的性能检测。(3)控制混凝土灌注节奏,使混凝土中的游离气体有足够的时间排出。
  3.4  泌水现象控制
  (1)灌注自密实混凝土前,板底润湿充分但不能有积水,更不能往混凝土内加水。(2)控制混凝土配合比中减水剂掺量。(3)已经出现离析的混凝土不得使用。
  4  结束语
  通过试验研究,掌握自密实混凝土原材料质量的控制要求,确定轨道板自密实混凝土灌注工艺,牢记各项规范指标,熟练操作规程和步骤,从一定程度上有效控制混凝土施工缺陷。
  参考文献:
  [1] Q/CR 596-2017.高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土[S].
  [2] 谭盐宾,谢永江,李化建等.高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土性能研究[J].铁道建筑,2015(1)):132~136.
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