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Ⅱ型板式无砟轨道道床板裂纹问题研究及防治措施【自贡】

来源:毅实加固公司作者:自贡加固公司网址:http://www.cqysjg.com浏览数:75

摘 要:本文通过对沪昆项目横峰轨道板场CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆垫层灌注施工过程的分析、工艺的不断改进,总结出了针对CRTSII型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆灌注施工流程、施工工艺和缺陷的预防措施。

    一、裂纹的形式及分类

  (一)道床板轨枕四角裂纹

  混凝土初凝后双块式无砟轨道在道床板上出现较多的裂纹是轨枕块的四个角处45°方向形成角裂纹,若稍处理不及时,道床板中央的各个轨枕侧角裂纹互相连接形成贯通裂纹,道床板边缘处的轨枕角裂纹会延伸至道床板边缘形成道床板侧面的竖向裂纹。

  (二)道床板上的龟裂纹

  浇筑道床板时由于养护不及时或者收面后的压光不到位,致使道床板表面缺水导致形成龟裂纹。

  产生裂纹原因分析

  混凝土结构裂纹的成因复杂而繁多,每一条裂纹都有其产生的一种或几种主要原因。根据引起因素的不同所产生的裂纹形式也不同,但占主要因素的大体为混凝土本身的性质(包括塌落度、水灰比、外加剂、水泥颗细度和配合比等)、施工工艺、和施工环境等。

  内因—混凝土本身对裂纹产生的影响

  1.水泥浆含量高塌落度大

  由于道床板混凝土浇筑为泵送混凝土,为了便于泵送,塌落度往往比较大,为达到较大塌落度,必然要求增加较多的水泥用量、拌合水用量和外加剂的用量,由于这三种因素共同的影响,造成泵送的混凝土比普通混凝土的收缩值要大得多,极易导致混凝土开裂。

  2.水化热的影响

  由于泵送混凝土的水泥用量比普通混凝土的大,而且又加入了外加剂,造成初期的水化速度快,产生的水化热也比较多,从而降温时因自身的约束引起的温度应力也比较大,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时,便开始裂纹。

  3.骨料粒径的影响

  为了满足混凝土的泵送要求,泵送混凝土都采用粒径较小的骨料,有的还会减少粗骨料的用量,这样就导致了单位水泥用量和拌合水量比普通混凝土多,而在混凝土中粗骨料是制约水泥石收缩的主要成分,因此粗骨料的用量少,水和水泥用量多这三种因素加到一起又增加了混凝土的收缩量,使裂纹产生。

  4.含泥量和外加剂的影响

  混凝土骨料中的含泥量如果较大,就会弱化骨料与水泥之间的粘结面,降低了界面的粘结度,也降低了混凝土的抗拉强度,导致混凝土容易开裂。现在的施工中不可避免的就会使用外加剂,而外加剂兼有减水、缓凝等综合作用的高效复合外加剂,如果不能科学的控制外加剂的加入,就会在一些部位形成薄弱环节,在外力的作用下很容易产生裂纹。

  5.宏观分析轨枕四周开裂原因

  无砟轨道道床板轨枕四个角处的圆弧半径很小,轨枕四角的混凝土在收缩时就会产生应力集中,加之轨枕是提前预制的,不变的,而且表面比较光滑,与现浇的混凝土不能紧密结合,也可以比喻成一个小的施工缝,轨枕四周的混凝土初凝收缩时,轨枕不能给与周围混凝土拉力,在两轨枕之间的混凝土就会有一种沿线路纵向方向收缩到一起的趋势,而在轨枕与模板之间的混凝土也是相同的原理,模板是涂过脱模剂的,所以模板和轨枕之间的混凝土就会有一种沿线路横向方向收缩的趋势,加之轨枕四角处的应力集中,就会将混凝土沿45°的方向拉开。

  (二)外因—施工工艺和气候环境

  首先来说气候环境,混凝土道床板是一种大面积暴露在空气中的薄壁结构,所以它受周围环境的温度、湿度、风吹等影响比较严重,混凝土的干燥收缩与温降收缩较大,结合工程地处大风、高温、干燥、温差大等恶劣的自然环境,导致道床板混凝土表面很容易开裂。其次就是施工工艺,施工工艺的好坏对裂纹的影响是不言而喻的,比如底部的底座板混凝土如果过于干燥,就会吸收道床板混凝土的水分,使道床板混凝土局部过干,进而引起混凝土的塑性收缩。还有就是振捣,过分的振捣就会使粗骨料下沉,挤出水分和空气,使表面形成一层砂浆层,这样表面的混凝土就会比下层混凝土有较大的干缩性,待水分蒸发后,易形成凝缩裂纹。最后说养护,虽然养护是最后一道施工工序,但就其重要性,它也是混凝土施工中的重点之一,特别是在恶劣的自然环境下,如果养护不当、混凝土浇水养护不及时,就会使混凝土表面的水分迅速蒸发,造成混凝土干燥收缩开裂。

  二、预防裂纹的相关措施

  (一)施工前的准备工作

  在绑扎混凝土钢筋之前,我们首先要对隔离层土工布表面进行清理,隔离层清理干净以后开始绑扎钢筋,钢筋的数量按图纸设计施工,同时为了预防轨枕四角裂纹可在轨枕四角绑扎HRB335级Φ12涂层钢筋,涂层钢筋的外表涂有环氧树脂,可保证与其他钢筋之间的绝缘性,长度为300mm,两边有60mm的弯钩,方向与道床板纵向钢筋成45°,它不但对防止裂纹有一定的帮助,而且对防止后期微小裂纹的发展也能起到相当重要的作用。

  为了防止底座板混凝土及轨枕的吸水,在道床板混凝土浇筑前两个小时左右用水对隔离层土工布表面进行清洗,并对轨枕进行喷洒湿润,保证在浇道床板混凝土之前是湿润状态且没有多余的水分,此措施可减少底座板和轨枕因为吸水对道床板混凝土的影响。

  (二)混凝土浇筑

  在混凝土的浇筑过程中,振捣要控制好,既不要过振也不要漏振,一般控制在每振20s左右,并且要注意每次的搭接,遵循快插慢拔的原则。在振捣的同时工人紧跟在后边开始第一次抹面,这次主要是为了提浆,控制道床板整体混凝土顶面标高,为下一步做准备。随后就开始第二次的抹面,这次是为了抹平凹凸不平的混凝土表面,保证混凝土面平整度及承轨台至混凝土面高差满足要求。而第三次抹面就要视情况而定,如果风比较大,或者太阳光过于强烈,这时就要在第二次抹完面用土工布或者棉被盖上(要注意不要让土工布或者棉被与混凝土贴在一起,)等待混凝土的初凝(用2kg直径75mm的钢球静置时,如果所留下圆痕迹的直径小于30mm时就可以判定初凝),初凝后,松开全部扣件和鱼尾板,同时开始第三次抹面,这次抹面是为了压光,压光过程中如发现混凝土表面有裂纹,立即用铁抹子压光,尤其是轨枕四周和框架底部,最后一次压光尤其重要,因为这次和上一次的抹面有一定的时间间隔,表面水分会蒸发,加上混凝土本身的水化作用,避免不了还会有裂纹的产生,所以一定要仔细的检查,做到不放过任何一个微小裂纹。

  (三)混凝土养护

  混凝土养护的重要性在所有的混凝土施工中都不言而喻。道床板混凝土压光结束后,由于当时轨排框架及模板尚未拆除,我们首先将经喷雾器喷洒过水的湿润土工布盖在轨排框架上(此时仍要保证土工布不能贴在混凝土面上,防止水分缺失),道床板边缘处要压盖严实,尤其是大风天气防止有风灌入;轨排框架及模板拆除时,养护覆盖用土工布及篷布均要揭开,此时要洒水保证混凝土表面时刻湿润;轨排及模板拆除结束后,立即覆盖土工布,洒水在土工布上面,然后覆盖塑料薄膜,防止水分蒸发,最后加盖篷布,篷布上加压沙袋,防止大风吹起,最后养护用的土工布、塑料薄膜、篷布均要覆盖至道床板底部,沙袋也要压在道床板底部。

  (四)其他措施

  混凝土压光结束至轨排框架和模板拆除的这段时间内,要有专人轮回检查已压光结束的混凝土表面是否有裂纹,若有裂纹产生,应再次压光处理,做到反复检查,把裂纹消灭在萌芽状态。

  结语

  高速铁路是我国未来建设发展的必然趋势,保证高铁的质量是我们施工单位义不容辞的责任和义务,要想把质量提高、避免裂纹的产生,首先我们就要从我们的原材料入手,改进混凝土的质量,更重要的是我们的施工工艺及后期的养护,我们不但要把理论应用于实践,还要在实践中不断的总结经验,做到理论与实践相结合。

  参考文献:   [1] 桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道板敷设技术

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