京津城际铁路CRTSⅡ型无砟轨道板拱起病害整治

刘　英，冯　杰

(北京铁路局北京高铁工务段，北京　100070)



京津城际铁路CRTSⅡ型无砟轨道板拱起病害整治

刘英，冯杰

(北京铁路局北京高铁工务段，北京100070)

摘要:京津城际铁路K8 + 900—K9 + 000段为桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构，该段上下行线出现3处轨道板拱起，轨道板板端与砂浆层间离缝最大达到18 mm，列车通过时有明显空掉现象，严重影响轨道平顺性和列车运行安全。现场检查分析发现，在温度力和列车制动力作用下，简支梁或连续梁梁端附近钢轨和轨道板附加力较大，导致轨道板和砂浆层脱离，进而出现上拱现象。整治方法:首先，在轨道板纵连锁定温度范围内对上拱轨道板进行应力放散并重新锁定;其次，下压上拱的轨道板并锚固;最后，采用低黏度树脂材料对砂浆层离缝进行注浆修补。

关键词:高速铁路无砟轨道轨道板拱起整治措施

1　轨道板拱起病害概况

京津城际K8 + 900—K9 + 000为桥梁直线地段，全线铺设CRTSⅡ型板式无砟轨道，采用跨区间无缝线路，W300-1型扣件，U71Mn( K) 60 kg/m钢轨，坡度－2‰。无缝线路锁定轨温23°，轨道板铺设、锁定及板间接缝混凝土浇筑施工温度在20°以下。

分析添乘仪和车载线路检查仪数据发现，在K8—K9区段均未出现Ⅱ级及以上偏差报警，但高低峰值有增大的趋势，2015年5月16日高低峰值为1. 94 mm、5 月29日为2. 48 mm、6月16日为3. 16 mm、7月16日为2. 27 mm。7月26日静态复核检查时发现K8 + 900—K9 + 000处上下行出现3处轨道板拱起，轨道板板端与水泥乳化沥青砂浆层间离缝最大达到18 mm，列车通过时有明显空掉现象，严重影响轨道平顺性和列车运行安全。

轨道板上拱在上行K8 + 900—K9 + 000段有2处、下行K8 + 930—K8 + 980段有1处。板间接缝处混凝土出现不同程度的破损和掉块，轨道板与水泥乳化沥青砂浆层离缝较大且贯通轨道板，其中上行板号00984处最大离缝18 mm，板号00988处最大离缝9 mm，下行板号00985处最大离缝5 mm。上下行现场轨距超限最大值0. 9 mm、最小值－0. 8 mm，水平超限最大值1. 9 mm、最小值－0. 9 mm，上行的两处轨道板拱起( 10 m弦线测量)高低峰值分别为10 mm和 6 mm，下行轨道板拱起处高低峰值为4 mm，桥梁及支座均未发现问题。

2轨道板上拱病害原因分析

高速铁路桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道主要由钢轨、扣件系统、预制轨道板、砂浆调整层、底座板、滑动层、侧向挡块等结构组成。在轨道板不同深度位置安装温度计进行监测发现，轨道板上热下冷或下热上冷。在温度力作用下，轨道板板端及两侧产生翘曲变形，易导致轨道板与砂浆层离缝。根据现场检查，大部分问题出现在简支梁或连续梁活动支座一侧，说明在纵向温度力和列车制动力作用下，简支梁或连续梁梁端附近钢轨和轨道板附加力较大，易导致轨道板和砂浆层脱离。轨道板与砂浆层离缝后，轨道板在纵向温度力作用下产生纵向伸缩，板间接缝处混凝土受压，导致板间接缝处混凝土和轨道板出现部分损坏，并伴随着接缝两侧轨道板出现上拱现象。

3　病害整治措施

轨道板上拱整治方法:在轨道板纵连锁定温度范围内，对轨道板进行应力放散、重新锁定，并采用低黏度树脂材料对砂浆层离缝注浆修补。

3. 1轨道板上拱修复施工

1)上拱区段两端完好轨道板的锚固

通过在上拱区段两端完好的轨道板上钻孔植筋的方式将轨道板与底座板进行锚固，植筋部位一般在轨道板每对承轨台中间位置，植筋数量和钢筋布置应结合修复整治时的温度与轨道板实际锁定温度计算确定，其目的是保证上拱区段轨道板板间接缝打开后，未伤损区段轨道板内纵向力可以通过设置的抗剪钢筋传递至底座板上，同时通过合理布置植筋确保不引起钢筋混凝土底座板伤损，并避免与底座板后浇带重叠。本次轨道板上拱整治中，植筋锚固以板间接缝为中心，在左右各3块板长度范围内进行，与板间接缝相邻的两块轨道板分别在1#和10#枕植4根筋(轨道板重新锁定后进行)，其余轨道板各植筋10根。植筋位置见图1。

图1上拱区段两端完好轨道板的植筋位置(单位: mm)

采用无振动水钻钻孔，钻孔直径为36 mm，深度为390 mm、允许偏差为±20 mm，钻孔应垂直于轨道板板面，允许偏差1°。至设计深度后采用风管清除积水和浮渣，并用热风机吹干，成孔后粘贴胶带封孔进行保护。植筋采用HRB500级φ28钢筋，钢筋长350 mm(底座内160 mm，轨道板内160 mm)，允许偏差为±5 mm。植筋时由两端往中间对称进行，见图2。

图2桥上轨道板植筋示意(单位: mm)

2)上拱轨道板解锁

上拱轨道板解锁应在两端完好轨道板植筋锚固的锚固胶达到强度要求后进行，轨道板板间接缝混凝土凿除处理过程中，应以“不损坏张拉锁件，不破坏纵连体系”为原则，凿除位置控制在板间接缝处混凝土两侧，不得损坏轨道板。

3)上拱轨道板下压及锚固

凿除板间接缝混凝土，充分释放轨道板内温度应力，施工前采用胶带将离缝封闭，防止残渣进入板底。清理离缝处混凝土及杂物。下压上拱轨道板后对其进行植筋锚固。

利用电锤、风镐将板间接缝处的混凝土凿除，凿除时不能损坏张拉锁件及轨道板结构。对轨道板端部纵向预留钢筋进行清理，主要清理预留精轧螺纹钢筋表面的防锈胶布以及锈迹。在轨道板端部纵向预留钢筋上涂抹润滑油。因本次施工过程中张拉锁件未破坏，就原有锁件进行了张拉，张拉扭矩不小于200 N·m，不大于450 N·m。若张拉锁件被破坏需要重新更换，更换张拉锁件时应进行绝缘处理，轨道板之间的绝缘处理靠张拉锁件下的绝缘垫片来实现。张拉完成后，要进行绝缘检测。张拉锁件安装时，按照A-B-C的顺序进行张拉(见图3)。遇到预留精轧螺纹钢筋前后对应不上的情况，若精扎螺纹钢筋对位偏差较小，采用角磨机打磨精轧螺纹钢筋端头，使张拉锁件能够拧进去;若偏差较大，则要将前后两个精轧螺纹钢筋进行校正处理，使其对位，确保能安装牢固。

图3轨道板精轧螺纹钢筋张拉

4)板间接缝混凝土重新浇筑

按设计预制钢筋骨架(见图4)。图中1号钢筋和张拉锁件之间用收缩软管绝缘(若条件不满足可采用绝缘胶布代替)，绝缘管安装位置严格按照图纸要求执行。1号钢筋和2号钢筋之间采用聚丙烯或聚乙烯材料绝缘，若条件不满足可采用绝缘胶布代替。

图4板间接缝混凝土钢筋布置(单位: mm)

模板采用表面光滑的1. 5 cm厚竹胶板，为保证宽缝侧面与轨道板侧面外形一致，在木模相应的位置钉一个楔块。若现场施工条件不允许，也可采用简易模板，即采用250 mm×250 mm铁皮板代替模板，待混凝土初凝后即可撤掉。

混凝土人工入模，采用插入式振动棒振捣，混凝土表面与轨道板平齐，并用抹子抹平。混凝土浇筑时，在轨道板缝两侧覆盖土工布进行遮挡，以免污染轨道板。待混凝土初凝后立刻撤掉模板。

5)上拱轨道板底部注浆填充

在砂浆层离缝较大处及离缝端部等位置合理地设置注浆口，注浆口的间距一般为30 cm(间距最大为100 cm)，采用冲击电钻沿离缝中心区域钻入，钻入深度至少为15 cm。采用专用封缝材料将离缝表面及注浆口周边进行封闭，封闭过程中防止堵塞注浆口。从离缝的任意一端，将注浆机的注浆管与注浆口连接，保证注浆口周围不漏浆。开始注浆时，当下一注浆口有浆液流出时，封堵注浆口，同时继续注浆直至无法再注入修补材料。然后再把注浆管连接到最后有浆液漏出的注浆口上继续注浆，依此类推，直到离缝另一端的注浆口中有浆液流出时，封闭所有未关闭的注浆口，完成离缝注浆。待修补材料完全固化后，清除封边材料和多余的注浆管，并用角磨机将离缝表面打磨平整。

6)轨道调整

根据整修后的轨面几何尺寸数据组织轨道精调，恢复轨道几何状态。

3. 2施工注意事项

1)以砂浆离缝最大处板间接缝为中心，要从两边成对对称植筋。

2)每块板最多植筋10根( 5对)，一般为1，3，5，8，10号轨枕。

3)与板间接缝相邻的两块轨道板植筋4根，分别在1#和10#枕。为使拱起的轨道板下降，待板间接缝重新浇筑完成后再植筋锚固。

4)如果板芯温度与施工时轨道板锁定温度差不超过15℃，紧挨板间接缝两轨道板的相邻轨道板各植筋10根;如果超过15℃，每超过1℃，多植筋2根。

4　结语

随着高速铁路运营时间和运营里程的增加，无砟轨道结构病害问题逐渐显露，并影响到轨道平顺性和安全性，尤其是高温季节容易出现的轨道板拱起问题，需要及时发现并消除。通过本次病害整治，我们应加强建设期间施工的控制，严格执行工艺要求;高温季节要认真分析动态检测数据，发现高低逐渐变化时要进行现场核查，核查要认真仔细，及时发现问题;应根据季节特点，合理安排无砟轨道结构专项检查和整治，争取在病害发生前完成预防性整治，在问题发生后能够及时发现并处理，保证高速铁路绝对安全。本次轨道板拱起整治属于管内首次发现并完成整治，整治效果良好，彻底消除了安全隐患，为无砟道床养护维修及病害预防提供了实践经验。

参考文献

［1］铁道部工程管理中心．客运专线铁路无砟轨道施工手册［M］．北京:中国铁道出版社，2010．

［2］中华人民共和国铁道部．TG/GW 115—2012高速铁路无砟轨道线路维修规则(试行)［S］．北京:中国铁道出版社，2013．

［3］铁道部运输局．高速铁路工务修理案例［M］．北京:中国铁道出版社，2011．

［4］中华人民共和国铁道部．TB 10754—2010高速铁路轨道工程质量验收标准［S］．北京:中国铁道出版社，2010．

［5］赵国堂．高速铁路无碴轨道结构［M］．北京:中国铁道出版社，2006．

［6］中国铁道科学研究院．无砟轨道系统安全技术深化研究［R］．北京:中国铁道科学研究院，2012．

［7］吴绍利，吴智强，王鑫，等．板式无砟轨道轨道板与砂浆层离缝快速维修技术研究［J］．铁道建筑，2012( 3) : 115-117．

［8］赵国堂，李化建．高速铁路高性能混凝土应用管理技术［M］．北京:中国铁道出版社，2009．

［9］史克臣．CRTSⅡ型板式轨道施工过程中轨道板受力特性分析［J］．铁道建筑，2013( 9) : 120-122．

［10］李学伟．高速铁路概论［M］．北京:中国铁道出版社，2010．

(责任审编葛全红)

Treatment of upheaval of CRTSⅡ-type ballastless track slab for Beijing-Tianjin intercity railway

LIU Ying，FENG Jie

( Beijing High Speed Railway Maintenance Division，Beijing Railway Administration，Beijing 100070，China)

Abstract:CRT SⅡslab ballastless track was used on bridges in K8 + 900—K8 + 000 section of Beijing-T ianjin intercity railway line．T he maximum gap between the end of slab and mortar layer of three delaminated track slabs in double lines was 18 mm，and the track slabs were obviously upheaved under moving trains; thus，the irregularity of tracks may threaten the operation．T he field investigation shows that the large additional force of rail and slab near the end of simply supported beam and continuous beam under the effect of temperature and train-induced dynamic load results in separation of slab and mortar，even upheaval．T reatment measures were proposed in this paper．First of all，the upheaval track slab was stress released and relocked in the locked temperature range of longitudinal connected ballastless track．Secondly，the upheaval track slab was pressed and anchored．Finally，mortar layer gap was grouted with the low viscosity resin．

Key words:High Speed railway; Ballastless track; T rack slab; Upheaval; T reatment measures

文章编号:1003-1995( 2016) 02-0142-04

作者简介:刘英( 1968—)，男，工程师。

收稿日期:2015-10-01;修回日期: 2015-11-10

中图分类号:U213．44

文献标识码:A

DOI:10．3969 /j．issn．1003-1995．2016．02．34