新型预制短板浮置板轨道施工工艺探讨

2014-07-05曲腾飞耿传智

城市轨道交通研究 2014年7期

曲腾飞耿传智

(1.天津市地下铁道集团有限公司，300051，天津;2.同济大学铁道与城市轨道交通研究院，200331，上海∥第一作者，助理工程师)

整体现浇式钢弹簧浮置板轨道结构可有效降低轨道的传振和传声，已在城市轨道交通特殊隔振地段得到越来越广泛的应用，取得了良好的经济和社会效益。

浮置板轨道是将具有一定质量和刚度的混凝土道床板浮置在钢弹簧(或橡胶)隔振器上，构成质量－弹簧－隔振系统。隔振器内放有螺旋钢弹簧(或橡胶垫)和粘滞阻尼。据研究，采用浮置板式轨道结构，其浮置板振动加速度比普通碎石道床轨道结构轨枕振动加速度横向降低约50%，竖向降低约70%;距线路5 m处的大地竖向振动加速度响应峰值降低约62.8%。目前，常用的浮置板式轨道结构大体上分为橡胶支承式、钢弹簧支承式和纵向浮置板轨道三种。

虽然我国很多城市都铺设过各种样式的浮置板轨道结构，且各施工单位都完成了施工任务，但施工质量存在较大差别。有些质量问题在工程投入运营之初并不会马上显现出来，但随着时间的推移会逐步表现出来，成为局部隐患，影响地铁的长期稳定运营;还有一些质量问题是通病，几乎在任何一段浮置板的施工现场都会遇到。整体现浇式浮置板轨道结构在实际工程施工中存在的各种疑难通病困扰着设计与施工人员，急需开发一种新型的浮置式轨道形式来弥补浮置板轨道结构的不足，并解决其在施工过程中遇到的问题。预制短板浮置板轨道形式可以很好地解决这个技术难题，既可以有效发挥浮置板轨道结构的减振性能，又可以大大提高施工效率和施工质量。

1 预制短板浮置板轨道简介

预制短板浮置板轨道是在预制件厂生产一定结构型式的标准短板(长度为3.6 m或更短)，然后通过轨道车和龙门吊车运送到现场进行铺设，完成各方向限位的一种浮置板形式。其支座的布置分2种工况:①浮置板板端简支，每块浮置板板下单独放置6个支座(支座纵向间距1.2 m)，如图1所示;②浮置板板端有支座，两相邻浮置板共用1个支座，(支座纵向间距也是1.2 m)，如图2所示。板下支座刚度皆为7×106kN/mm。板与板之间用剪力铰有效连接，形成连续的质量体，既能保证质量要求，又可保证结构的整体连续性。

图1 第一种支座布置形式

图2 第二种支座布置形式

就减振效果而言，上海、天津等地铁线路实际铺设地段的测试数据及文献［9］的研究表明:在保证施工质量、处理好预制短板浮置板之间连接的情况下，预制短板浮置板轨道的减振效果与整体现浇式浮置板几乎相同甚至略优，不同的是两者的施工工艺及工法。

本文结合几个常见的施工问题，探讨新型预制短板浮置板轨道施工工艺及其与传统施工方式相比较的优势。

2 预制短板浮置板轨道结构施工工艺

预制短板浮置板轨道施工工艺流程为:施工准备→基底施工→基底测量与标定→隔振器安装定位→预制板运输与安装→铺设钢轨→预制板凹槽混凝土二次浇筑→横向弹性约束板的安装→横向弹性约束板侧浇注→放迷流电缆等设施安装→预制板轨道面全面检查。

3 关键施工技术及优势

3.1 基底施工

浮置板道床的基底是整个浮置板道床系统的重要组成部分，施工精度要求很高:平整度误差要求为2 mm/m2，高程误差要求为0～－5 mm;浇筑完成后，基底混凝土表面不满足要求的部位要进行打磨或垫高处理，且严禁出现局部打磨凹陷或垫高凸起的现象。所以，基底施工阶段的测量放样工作至关重要，其点位密度、精度须满足施工过程误差控制的需要。基底施工具体流程为:①清理隧道，安装铺轨门吊和走行轨;②浮置板基底钢筋加工、安放及绑扎;③地基伸缩缝模板和排水沟模板安置，C40基底混凝土浇注及养护。基底结构施工示意图如图3所示。

图3 基底结构施工示意图

3.2 基底测量与标定

浮置板道床的基底通常会由于隧道结构的下沉或盾构的误差出现偏移，故在下一步施工工艺开始前，应对整个浮置板道床基底进行仔细测量与标定。具体流程为:①测量基底上端面尺寸，若不符合设计要求，应通知设计单位，并确定相关解决方案;②设置轨道中心控制线，为后续预制短板安装定位做好准备;③检查基底平面度，进行平整处理，并清理基底。基底测量、标定的尺寸示意图如图4所示。

图4 基底主要测量与标定尺寸

传统的浮置板轨道施工中，如果遇到隧道或基底偏差，主要的解决方案便是由设计方变更设计方案，调整设计断面或尺寸。这样处理的结果，轻则延误工期，重则会因为此项偏差而变更以后的所有方案，造成重大经济损失。相比整体现浇浮置板轨道，预制短板浮置板轨道对隧道或者基底偏差具有更好的适应性。对于不同长度范围内基底端面尺寸的不协调，设计院可更换不同长度、宽度、端面尺寸，以及不同隔振器布置形式的预制短板浮置板，对后续施工流程及整个施工进程均无任何影响。

3.3 隔振器的安装与定位

预制短板浮置板轨道结构主要应用的隔振器形式为板式隔振器。与传统浮置板轨道结构相比，其主要特点为:隔振器自身结构与主体轨道板结构分离，便于安装、运输与更换;隔振器自身高度可调节，对基底施工质量要求较低;安装操作简单，施工速度快。

图5为隔振器铺设流程示意图，具体铺设流程如下:①将浮置板隔振器(包括端隔振器和中间隔振器)，按照设计要求摆放;②测量每块板的隔振器(端隔振器、中间隔振器)的平面度，以端隔振器为基准，确保各隔振器在同一平面上。若中间隔振器高于端隔振器，对中间隔振器底部基底进行打磨;若中间隔振器低于端隔振器，对中间隔振器调高处理;若在隔振器中，有个别高出或低出，则对该隔振器进行处理。

图5 隔振器铺设流程示意图

应用板式隔振器的主要优势还在于:①相对套筒式钢弹簧隔振器，浮置轨道板内部没有纵向钢筋的截断，更好地保证了轨道板的整体性;②免去了钢弹簧隔振器安装中定位销钉钻孔时遇到板内钢筋从而更换钻头的难题;③隔振器的铺设数量、支承刚度及阻尼系数可根据设计要求更换，对设计变更的适应性更强;④隔振器的铺设可在轨道板的安装之前或同时进行，大大缩短了施工时间。

3.4 预制短板浮置板的运输与安装

预制短板浮置板的运输与安装是整个施工流程中最核心的环节。与传统浮置板轨道施工流程相比，预制短板浮置板轨道施工免去了绑扎钢筋笼、现浇混凝土的环节，大大提高了施工速度。根据具体施工方法可采用以下2种运输安装方式。

方法一:如图6所示，将预制板从吊装车站吊入隧道，并用铲车将预制板载向铺设地段，此时隔振器同步安装定位，用龙门吊对预制板进行吊装，达到一体化施工。该方法需要隔振器安装定位同步施工。

方法二:采用轨道车将预制板从铺轨基地或吊装车站运往铺设地段，再用龙门吊对预制板进行吊装。预制板安装完毕后的示意图见图7。

图6 预制短板浮置板吊装示意图

图7 安装完成结果示意图

3.5 铺设钢轨

预制短板浮置板轨道在铺设钢轨时的施工流程与传统浮置板轨道是一致的，主要为:①组装轨排;②吊运轨排并安装，精调尺寸。但是，预制短板浮置板轨道可避开由于钢弹簧套筒内移而导致的频繁拆卸、截断及焊接钢轨等麻烦。这对于无缝线路尤其是隧道变形较为严重的地段具有很大的铺设优势，不仅避免了由于二次拆卸、焊接钢轨所带来的资源浪费，而且使得整个施工过程更为流畅，更有利于施工操作。其轨排铺设示意图如图8所示。