曲騰飛 耿傳智

(1.天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司，300051，天津;2.同濟(jì)大學(xué)鐵道與城市軌道交通研究院，200331，上?！蔚谝蛔髡?，助理工程師)

整體現(xiàn)澆式鋼彈簧浮置板軌道結(jié)構(gòu)可有效降低軌道的傳振和傳聲，已在城市軌道交通特殊隔振地段得到越來越廣泛的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

浮置板軌道是將具有一定質(zhì)量和剛度的混凝土道床板浮置在鋼彈簧(或橡膠)隔振器上，構(gòu)成質(zhì)量－彈簧－隔振系統(tǒng)。隔振器內(nèi)放有螺旋鋼彈簧(或橡膠墊)和粘滯阻尼。據(jù)研究，采用浮置板式軌道結(jié)構(gòu)，其浮置板振動(dòng)加速度比普通碎石道床軌道結(jié)構(gòu)軌枕振動(dòng)加速度橫向降低約50%，豎向降低約70%;距線路5 m處的大地豎向振動(dòng)加速度響應(yīng)峰值降低約62.8%。目前，常用的浮置板式軌道結(jié)構(gòu)大體上分為橡膠支承式、鋼彈簧支承式和縱向浮置板軌道三種。

雖然我國很多城市都鋪設(shè)過各種樣式的浮置板軌道結(jié)構(gòu)，且各施工單位都完成了施工任務(wù)，但施工質(zhì)量存在較大差別。有些質(zhì)量問題在工程投入運(yùn)營之初并不會(huì)馬上顯現(xiàn)出來，但隨著時(shí)間的推移會(huì)逐步表現(xiàn)出來，成為局部隱患，影響地鐵的長期穩(wěn)定運(yùn)營;還有一些質(zhì)量問題是通病，幾乎在任何一段浮置板的施工現(xiàn)場都會(huì)遇到。整體現(xiàn)澆式浮置板軌道結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程施工中存在的各種疑難通病困擾著設(shè)計(jì)與施工人員，急需開發(fā)一種新型的浮置式軌道形式來彌補(bǔ)浮置板軌道結(jié)構(gòu)的不足，并解決其在施工過程中遇到的問題。預(yù)制短板浮置板軌道形式可以很好地解決這個(gè)技術(shù)難題，既可以有效發(fā)揮浮置板軌道結(jié)構(gòu)的減振性能，又可以大大提高施工效率和施工質(zhì)量。

1 預(yù)制短板浮置板軌道簡介

預(yù)制短板浮置板軌道是在預(yù)制件廠生產(chǎn)一定結(jié)構(gòu)型式的標(biāo)準(zhǔn)短板(長度為3.6 m或更短)，然后通過軌道車和龍門吊車運(yùn)送到現(xiàn)場進(jìn)行鋪設(shè)，完成各方向限位的一種浮置板形式。其支座的布置分2種工況:①浮置板板端簡支，每塊浮置板板下單獨(dú)放置6個(gè)支座(支座縱向間距1.2 m)，如圖1所示;②浮置板板端有支座，兩相鄰浮置板共用1個(gè)支座，(支座縱向間距也是1.2 m)，如圖2所示。板下支座剛度皆為7×106kN/mm。板與板之間用剪力鉸有效連接，形成連續(xù)的質(zhì)量體，既能保證質(zhì)量要求，又可保證結(jié)構(gòu)的整體連續(xù)性。

圖1 第一種支座布置形式

圖2 第二種支座布置形式

就減振效果而言，上海、天津等地鐵線路實(shí)際鋪設(shè)地段的測試數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)［9］的研究表明:在保證施工質(zhì)量、處理好預(yù)制短板浮置板之間連接的情況下，預(yù)制短板浮置板軌道的減振效果與整體現(xiàn)澆式浮置板幾乎相同甚至略優(yōu)，不同的是兩者的施工工藝及工法。

本文結(jié)合幾個(gè)常見的施工問題，探討新型預(yù)制短板浮置板軌道施工工藝及其與傳統(tǒng)施工方式相比較的優(yōu)勢。

2 預(yù)制短板浮置板軌道結(jié)構(gòu)施工工藝

預(yù)制短板浮置板軌道施工工藝流程為:施工準(zhǔn)備→基底施工→基底測量與標(biāo)定→隔振器安裝定位→預(yù)制板運(yùn)輸與安裝→鋪設(shè)鋼軌→預(yù)制板凹槽混凝土二次澆筑→橫向彈性約束板的安裝→橫向彈性約束板側(cè)澆注→放迷流電纜等設(shè)施安裝→預(yù)制板軌道面全面檢查。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)及優(yōu)勢

3.1 基底施工

浮置板道床的基底是整個(gè)浮置板道床系統(tǒng)的重要組成部分，施工精度要求很高:平整度誤差要求為2 mm/m2，高程誤差要求為0～－5 mm;澆筑完成后，基底混凝土表面不滿足要求的部位要進(jìn)行打磨或墊高處理，且嚴(yán)禁出現(xiàn)局部打磨凹陷或墊高凸起的現(xiàn)象。所以，基底施工階段的測量放樣工作至關(guān)重要，其點(diǎn)位密度、精度須滿足施工過程誤差控制的需要?；资┕ぞ唧w流程為:①清理隧道，安裝鋪軌門吊和走行軌;②浮置板基底鋼筋加工、安放及綁扎;③地基伸縮縫模板和排水溝模板安置，C40基底混凝土澆注及養(yǎng)護(hù)?；捉Y(jié)構(gòu)施工示意圖如圖3所示。

圖3 基底結(jié)構(gòu)施工示意圖

3.2 基底測量與標(biāo)定

浮置板道床的基底通常會(huì)由于隧道結(jié)構(gòu)的下沉或盾構(gòu)的誤差出現(xiàn)偏移，故在下一步施工工藝開始前，應(yīng)對整個(gè)浮置板道床基底進(jìn)行仔細(xì)測量與標(biāo)定。具體流程為:①測量基底上端面尺寸，若不符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)通知設(shè)計(jì)單位，并確定相關(guān)解決方案;②設(shè)置軌道中心控制線，為后續(xù)預(yù)制短板安裝定位做好準(zhǔn)備;③檢查基底平面度，進(jìn)行平整處理，并清理基底?；诇y量、標(biāo)定的尺寸示意圖如圖4所示。

圖4 基底主要測量與標(biāo)定尺寸

傳統(tǒng)的浮置板軌道施工中，如果遇到隧道或基底偏差，主要的解決方案便是由設(shè)計(jì)方變更設(shè)計(jì)方案，調(diào)整設(shè)計(jì)斷面或尺寸。這樣處理的結(jié)果，輕則延誤工期，重則會(huì)因?yàn)榇隧?xiàng)偏差而變更以后的所有方案，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。相比整體現(xiàn)澆浮置板軌道，預(yù)制短板浮置板軌道對隧道或者基底偏差具有更好的適應(yīng)性。對于不同長度范圍內(nèi)基底端面尺寸的不協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)院可更換不同長度、寬度、端面尺寸，以及不同隔振器布置形式的預(yù)制短板浮置板，對后續(xù)施工流程及整個(gè)施工進(jìn)程均無任何影響。

3.3 隔振器的安裝與定位

預(yù)制短板浮置板軌道結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用的隔振器形式為板式隔振器。與傳統(tǒng)浮置板軌道結(jié)構(gòu)相比，其主要特點(diǎn)為:隔振器自身結(jié)構(gòu)與主體軌道板結(jié)構(gòu)分離，便于安裝、運(yùn)輸與更換;隔振器自身高度可調(diào)節(jié)，對基底施工質(zhì)量要求較低;安裝操作簡單，施工速度快。

圖5為隔振器鋪設(shè)流程示意圖，具體鋪設(shè)流程如下:①將浮置板隔振器(包括端隔振器和中間隔振器)，按照設(shè)計(jì)要求擺放;②測量每塊板的隔振器(端隔振器、中間隔振器)的平面度，以端隔振器為基準(zhǔn)，確保各隔振器在同一平面上。若中間隔振器高于端隔振器，對中間隔振器底部基底進(jìn)行打磨;若中間隔振器低于端隔振器，對中間隔振器調(diào)高處理;若在隔振器中，有個(gè)別高出或低出，則對該隔振器進(jìn)行處理。

圖5 隔振器鋪設(shè)流程示意圖

應(yīng)用板式隔振器的主要優(yōu)勢還在于:①相對套筒式鋼彈簧隔振器，浮置軌道板內(nèi)部沒有縱向鋼筋的截?cái)?，更好地保證了軌道板的整體性;②免去了鋼彈簧隔振器安裝中定位銷釘鉆孔時(shí)遇到板內(nèi)鋼筋從而更換鉆頭的難題;③隔振器的鋪設(shè)數(shù)量、支承剛度及阻尼系數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)要求更換，對設(shè)計(jì)變更的適應(yīng)性更強(qiáng);④隔振器的鋪設(shè)可在軌道板的安裝之前或同時(shí)進(jìn)行，大大縮短了施工時(shí)間。

3.4 預(yù)制短板浮置板的運(yùn)輸與安裝

預(yù)制短板浮置板的運(yùn)輸與安裝是整個(gè)施工流程中最核心的環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)浮置板軌道施工流程相比，預(yù)制短板浮置板軌道施工免去了綁扎鋼筋籠、現(xiàn)澆混凝土的環(huán)節(jié)，大大提高了施工速度。根據(jù)具體施工方法可采用以下2種運(yùn)輸安裝方式。

方法一:如圖6所示，將預(yù)制板從吊裝車站吊入隧道，并用鏟車將預(yù)制板載向鋪設(shè)地段，此時(shí)隔振器同步安裝定位，用龍門吊對預(yù)制板進(jìn)行吊裝，達(dá)到一體化施工。該方法需要隔振器安裝定位同步施工。

方法二:采用軌道車將預(yù)制板從鋪軌基地或吊裝車站運(yùn)往鋪設(shè)地段，再用龍門吊對預(yù)制板進(jìn)行吊裝。預(yù)制板安裝完畢后的示意圖見圖7。

圖6 預(yù)制短板浮置板吊裝示意圖

圖7 安裝完成結(jié)果示意圖

3.5 鋪設(shè)鋼軌

預(yù)制短板浮置板軌道在鋪設(shè)鋼軌時(shí)的施工流程與傳統(tǒng)浮置板軌道是一致的，主要為:①組裝軌排;②吊運(yùn)軌排并安裝，精調(diào)尺寸。但是，預(yù)制短板浮置板軌道可避開由于鋼彈簧套筒內(nèi)移而導(dǎo)致的頻繁拆卸、截?cái)嗉昂附愉撥壍嚷闊?。這對于無縫線路尤其是隧道變形較為嚴(yán)重的地段具有很大的鋪設(shè)優(yōu)勢，不僅避免了由于二次拆卸、焊接鋼軌所帶來的資源浪費(fèi)，而且使得整個(gè)施工過程更為流暢，更有利于施工操作。其軌排鋪設(shè)示意圖如圖8所示。

3.6 預(yù)制短板凹槽混凝土二次澆注

該施工流程與傳統(tǒng)浮置板軌道結(jié)構(gòu)的施工方法一致:如圖9所示，用C40混凝土、鋼筋在預(yù)留的凹槽內(nèi)進(jìn)行二次澆注，若加入碳纖維可增加混凝土強(qiáng)度;二次澆注的混凝土不要將扣件掩埋。

圖8 軌排鋪設(shè)示意圖

圖9 預(yù)制短板凹槽混凝土二次澆注示意圖

3.7 橫向彈性約束板的安裝與板側(cè)混凝土澆注

為限制預(yù)制短板浮置板的橫向位移，按照設(shè)計(jì)要求，在預(yù)制板兩側(cè)位置安裝2塊橫向彈性約束板，并在彈性約束板側(cè)澆注混凝土。其示意圖如圖10所示。這不僅限制了軌道板的側(cè)移，而且保證了整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體性能。

圖10 橫向彈性約束板的安裝與板側(cè)混凝土澆注示意圖

4 結(jié)語

預(yù)制短板浮置式軌道結(jié)構(gòu)具有減振效果好、施工速度快、工程適用性強(qiáng)、維修更換容易、施工操作簡單等優(yōu)勢，可避免現(xiàn)澆整體鋼彈簧浮置板在施工操作中所遇到常見問題、疑難問題。本文提出的預(yù)制短板浮置板軌道在施工過程中的應(yīng)對方案以及質(zhì)量控制辦法，為其在日后工程中的應(yīng)用提供了關(guān)鍵的施工技術(shù)和相關(guān)參數(shù)。

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