何彥甫

摘要：本文以哈齊鐵路客運(yùn)專線HQTJ-5標(biāo)段工程中的扎龍?zhí)卮髽蜍壍腊迤椒殴こ虨楸尘?，進(jìn)行了軌道板長(zhǎng)期平放的可行性分析。

關(guān)鍵詞：扎龍?zhí)卮髽颍壍腊?，平?/p>

1、工程概況

哈齊鐵路客運(yùn)專線HQTJ-5標(biāo)段，雙線全長(zhǎng)59.95km（DK218+000-DK277+950），共鋪設(shè)軌道板約25200塊。扎龍?zhí)卮髽蜷L(zhǎng)31.5km（DK221+267-DK252+780），為本標(biāo)段內(nèi)最長(zhǎng)橋，受環(huán)境等因素影響，為本標(biāo)段無(wú)砟軌道施工控制性工程，扎龍?zhí)卮髽蛲瓿绍壍腊迳蠘?3400塊（其中：灌漿6700塊，粗鋪：6700塊）?，F(xiàn)橋上軌道板為單層平放，軌道板平放時(shí)間約為6個(gè)月。

2、工程難點(diǎn)及急需解決的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 工程難點(diǎn)

2.1.1、降水較多

本地區(qū)屬于中溫帶亞濕潤(rùn)～亞干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，一年四季風(fēng)大且頻率高。年平均風(fēng)速2.9～4.0m/s，最大定時(shí)風(fēng)速21.7～24.7m/s。施工條件惡劣。

扎龍?zhí)卮髽驒M跨扎龍濕地，濕地水位受降雨的影響隨季節(jié)變化明顯，平時(shí)水位較低，雨季較高。2013年6月下旬至9月上旬降雨頻繁，出現(xiàn)洪災(zāi)，濕地水位也隨之出現(xiàn)暴漲，扎龍?zhí)卮髽蚴┕け愕郎纤贿_(dá)1.3m。

2.1.2施工便道不通

扎龍?zhí)卮髽驒M跨扎龍自然保護(hù)區(qū)，全長(zhǎng)31.5km，橋下均為濕地，施工便道位于橋下右側(cè)，寬約4m，施工期間降雨較多，施工便道完全淹沒(méi)，導(dǎo)致無(wú)法通過(guò)便道進(jìn)行軌道板運(yùn)輸。橋上底座板單線施工完成后，必須利用右線進(jìn)行軌道板運(yùn)鋪。

2.1.3、工期緊張

工程受嚴(yán)寒氣候等客觀因素的影響，工期壓力非常大。又因橋下便道無(wú)法使用，若一側(cè)底座板施工完后，再進(jìn)行軌道板運(yùn)鋪，將無(wú)法保證工期。

2.1.4濕地?zé)o法設(shè)置臨時(shí)存板場(chǎng)地

扎龍橋長(zhǎng)31.5km，橋下均為濕地，地質(zhì)松軟，沒(méi)有臨時(shí)存板場(chǎng)地。只能在DK256+730-DK256+959附近修建臨時(shí)存板場(chǎng)（首先將地基基礎(chǔ)夯實(shí)、補(bǔ)填碎石處理后，施工鋼筋混凝土存板臺(tái)座），臨時(shí)存板場(chǎng)距離扎龍橋橋頭約38km處，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，運(yùn)輸難度大。

2.1.5嚴(yán)寒氣候

工程位于北緯46°，地處東北嚴(yán)寒地區(qū)。每年11月至次年4月份因溫度原因無(wú)法進(jìn)行混凝土及砂漿作業(yè)，但低溫會(huì)使扎龍橋下淹沒(méi)施工便道的水結(jié)冰，其承載力能滿足軌道板運(yùn)輸及吊裝的要求。因此可利用低溫嚴(yán)寒天氣的特點(diǎn)，充分利用冬季空閑時(shí)間進(jìn)行軌道板運(yùn)輸及吊裝。

2.2軌道板長(zhǎng)期平放急需解決的關(guān)鍵技術(shù)

CRTS I 型軌道板長(zhǎng)期平放的可行性論證及合理的平放方式。

3、關(guān)鍵技術(shù)及措施

3.1軌道板長(zhǎng)期平放的可行性論證；

規(guī)范要求CRTS I 型軌道板平放不得超過(guò)7天。通過(guò)數(shù)學(xué)建模，對(duì)軌道板長(zhǎng)期平放狀態(tài)下的變形進(jìn)行有限元分析，計(jì)算軌道板在不同工況下平放6個(gè)月可能發(fā)生的最大變形。

3.2軌道板長(zhǎng)期平放的方式；

通過(guò)理論論證，得出最合理的平放方式及工況，可最大限度的減少軌道板在平放過(guò)程中的變形，滿足規(guī)范要求。

4、施工方案及實(shí)施

4.1軌道板長(zhǎng)期平放的可行性論證

4.1.1平放方式

待左線軌道板灌漿結(jié)束，砂漿強(qiáng)度滿足要求后，將右線待用的軌道板鋪設(shè)于左線軌道板上：軌道板安裝前預(yù)先在軌道板吊裝孔處放置4根高度誤差在2mm的50mm×50mm×300mm 硬方墊木，每根方木完全深入板腔，距離板邊5～10cm，然后用龍門吊4角水平吊起軌道板，緩慢平放到4根方木上。

4.1.2工況分析

考慮軌道板鋪設(shè)實(shí)際情況，力學(xué)計(jì)算時(shí)，考慮以下2種假設(shè)：

（1）假設(shè)支撐軌道板的4根墊木均勻變形，即軌道板處于水平狀態(tài)，4根墊木均勻受力（見圖4-1）。

（2）假設(shè)支撐軌道板4根墊木的其中1根嚴(yán)重變形或4根墊木變形不均勻，出現(xiàn)只有3根方木支撐軌道板的情況（見圖4-2）。

根據(jù)上述2種假定情況，結(jié)合軌道板可能遭受的升溫、降溫荷載、雪荷載的不同組合，預(yù)計(jì)軌道板在平放過(guò)程中可能處于以下6中工況：

工況1：三木塊支撐+升溫荷載；

工況2：四木塊支撐+升溫荷載；

工況3：三木塊支撐+降溫荷載；

工況4：四木塊支撐+降溫荷載；

工況5：三木塊支撐+雪荷載+降溫荷載；

工況6：四木塊支撐+雪荷載+降溫荷載。

4.1.3計(jì)算原理

右線軌道板4點(diǎn)支撐平放于底座板和左線軌道板上后，臨時(shí)存放約6個(gè)月。在此期間，考慮受軌道板自重、時(shí)間、溫度、雨雪等因素影響，通過(guò)數(shù)學(xué)建模分析軌道板單側(cè)承軌面中央翹曲量和四角翹曲量，來(lái)論證軌道板平放的可行性。

4.1.4計(jì)算結(jié)果

（1） 結(jié)果匯總

工況1～工況6的有限元計(jì)算結(jié)果，見表4-1所示。

（2）結(jié)論

根據(jù)《I型板式無(wú)砟軌道混凝土軌道板技術(shù)條件》中對(duì)軌道板頂面平整度的要求，單側(cè)承軌面中央翹曲量應(yīng)不大于3mm。

由工況2～工況6的有限元計(jì)算結(jié)果可知，軌道板分別在三個(gè)木塊支撐和四個(gè)木塊支撐的邊界條件下，并承受可變荷載（溫度荷載和雪荷載）的作用，軌道板的豎向變形都小于3mm的限值，故該方案能滿足規(guī)范要求。

為減少軌道板長(zhǎng)期平放變形，應(yīng)采取4點(diǎn)支撐的方式進(jìn)行平放，支撐點(diǎn)位置如（圖3-3）所示。盡量避免軌道板處于3點(diǎn)支撐狀態(tài)，特別是升溫荷載（夏季因陽(yáng)光暴曬，軌道板上表面溫度高于軌道板下表面溫度）下處于3點(diǎn)支撐狀態(tài)。

4.2施工組織

4.2.1設(shè)備物資配置

4.2.2臨時(shí)存放安全質(zhì)量保證措施

（1）軌道板平放前，由總工組織小組全體成員學(xué)習(xí)、研討軌道板平放方案，并進(jìn)行技術(shù)交底，施工人員經(jīng)考核合格后方可上崗。

（2）軌道板鋪設(shè)過(guò)程中，根據(jù)人員分工，由副經(jīng)理監(jiān)督全體組員工作情況，實(shí)行獎(jiǎng)懲，激勵(lì)各組員按各自分工負(fù)責(zé)本職工作。

（3）在線外工藝性試驗(yàn)場(chǎng)地選擇不同材質(zhì)的墊木進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，用雙層軌道板按規(guī)范要求支撐預(yù)壓2個(gè)月后，跟蹤觀測(cè)，選定變形較小且均勻的墊木作為正線鋪板專用墊木。

（4）軌道板平放所用墊木尺寸應(yīng)符合要求，墊木應(yīng)位于軌道板4處吊裝孔位置。墊木高度允許偏差為2mm，以保證軌道板存放平穩(wěn)。

（5）軌道板吊裝鋪設(shè)所用龍門吊、吊車、運(yùn)板車，采取定車定人的方式，由專人每天檢查機(jī)械車輛運(yùn)行情況，定期進(jìn)行機(jī)械保養(yǎng)。

（6）軌道板吊裝時(shí)，應(yīng)4角水平吊起，防止軌道板磕碰損壞。

（7）吊裝結(jié)束后，對(duì)吊裝孔進(jìn)行封蓋保護(hù)。

（8）為防止冬季雨雪進(jìn)入承軌臺(tái)螺栓孔內(nèi)，產(chǎn)生凍脹破壞，粗鋪結(jié)束后，應(yīng)用專用保護(hù)蓋封蓋承軌臺(tái)螺栓孔進(jìn)行保護(hù)。

（9）運(yùn)板車、吊車、龍門吊在鋪板過(guò)程中，應(yīng)避免碰觸已鋪設(shè)軌道板，避免油漬污染軌道板面。

（10）冬季停工后，應(yīng)封閉扎龍橋，防止社會(huì)車輛、人員對(duì)軌道板造成損壞。

（11）從軌道板進(jìn)場(chǎng)至灌漿結(jié)束，指定專人分段對(duì)扎龍橋平放軌道板進(jìn)行跟蹤檢測(cè)。

（12）冬季下雪后，安排工人清理板上積雪。

4.3跟蹤檢測(cè)

4.3.1檢測(cè)比例

為保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的可代表性，每1km選擇10塊P4962軌道板進(jìn)行跟蹤檢測(cè)。從小里程第一塊板開始，依次編號(hào)為：1、2、...315。

4.3.2檢測(cè)項(xiàng)目

根據(jù)規(guī)范要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)下表所示項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)。

4.3.3檢測(cè)方法

（1）翹曲量檢測(cè)

采用南方測(cè)繪開發(fā)的專業(yè)軌道板檢測(cè)設(shè)備（工控機(jī)、全站儀、螺栓孔套件等）進(jìn)行軌道板上表面平整度檢測(cè)。進(jìn)行軌道板平整度檢測(cè)時(shí)，首先在工控機(jī)內(nèi)輸入軌道板尺寸（P4962）、測(cè)量方式（直接測(cè)量）、軌道板樣式（預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板）后，連接全站儀，逐個(gè)進(jìn)行螺栓孔測(cè)量。測(cè)量完成后進(jìn)行偏差計(jì)算分析，將分析結(jié)果制表。因?yàn)檐壍腊迤椒胖饕獙?duì)規(guī)范中軌道板四角的承軌面水平及單側(cè)承軌面中央翹曲量2項(xiàng)有影響，因此也只對(duì)這2項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)計(jì)算分析（見圖4-3、4-4）。

（2）外觀質(zhì)量檢測(cè)

觀察軌道板四角及上下棱角處是否有磕碰破損，檢查軌道板有無(wú)肉眼可見的裂紋，檢查軌道板承軌臺(tái)上的螺栓孔是否封堵嚴(yán)密，保護(hù)蓋如有缺失，要及時(shí)補(bǔ)充，避免雪水進(jìn)入而導(dǎo)致凍脹破壞。

4.3.4檢測(cè)頻率

軌道板從軌道板廠運(yùn)至臨時(shí)存板場(chǎng)時(shí)，按照《I型板式無(wú)砟軌道混凝土軌道板技術(shù)條件》第3.5.1條要求，對(duì)所有軌道板進(jìn)行檢測(cè)，滿足要求后方可進(jìn)場(chǎng)。

臨時(shí)線上存放的軌道板按照跟蹤檢測(cè)的要求每1km抽取5塊板檢測(cè)，頻率為每半個(gè)月觀測(cè)1次，并進(jìn)行記錄。

軌道板精調(diào)前要對(duì)所有軌道板進(jìn)行檢測(cè)，滿足要求后方可精調(diào)灌漿，否則進(jìn)行按問(wèn)題板進(jìn)行處理。

4.4軌道板翹曲應(yīng)對(duì)措施

軌道板鋪設(shè)完成后，要對(duì)軌道板進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，若個(gè)別軌道板翹曲量超出規(guī)范要求，則將問(wèn)題板更換，并將檢測(cè)數(shù)量及頻率翻倍，加強(qiáng)檢測(cè)。若出現(xiàn)較多軌道板翹曲現(xiàn)象，立即將扎龍橋剩余所有未灌漿軌道板側(cè)立存放。

4.5實(shí)際效果

對(duì)扎龍橋存放6個(gè)月的軌道板進(jìn)行了全面復(fù)測(cè)，所有軌道板變形量未超出規(guī)范規(guī)定。軌道板完全滿足精調(diào)灌漿條件，驗(yàn)證了軌道板長(zhǎng)期平放的可行性。

5、主要技術(shù)成果及創(chuàng)新點(diǎn)

（1）通過(guò)理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，論證了CRTS I 型軌道板在嚴(yán)寒地區(qū)長(zhǎng)期平放（6個(gè)月）而不發(fā)生超限變形的可行性；

（2）總結(jié)了適用于I型軌道板長(zhǎng)期平放的平放方式及平放期間的防護(hù)措施；

6、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益分析

CRTS I 型軌道板長(zhǎng)期平放的可行性論證，解決了東北嚴(yán)寒地區(qū)有效施工時(shí)間短、長(zhǎng)大橋物流困難的難題，通過(guò)精心組織，嚴(yán)格檢算，嚴(yán)格控制鋪板流程，得出軌道板長(zhǎng)期平放的可行性，節(jié)約了工期，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

（1）扎龍橋采用的軌道板長(zhǎng)期平放方案，充分利用了東北嚴(yán)寒地區(qū)冬季的施工冬休期，節(jié)省了工期，降低了施工高峰期橋上的物流壓力，進(jìn)而節(jié)省了成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

（2）軌道板長(zhǎng)期平放方案經(jīng)過(guò)了建模計(jì)算與實(shí)際論證，該方案既保證了設(shè)計(jì)要求又提高了工效、節(jié)約了資金，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

（3）扎龍橋因跨越扎龍自然保護(hù)區(qū)，施工難度大，影響面大，大橋無(wú)砟軌道施工過(guò)程中常有施工單位來(lái)參觀學(xué)習(xí)，多家電視臺(tái)和新聞媒體進(jìn)行了專訪和報(bào)道，也為集團(tuán)公司創(chuàng)立了信譽(yù)，擴(kuò)大了影響，拓展了市場(chǎng)。

7、結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)要求采用CRTS I 型軌道板平放不得超過(guò)7天，但哈齊項(xiàng)目部標(biāo)段內(nèi)扎龍?zhí)卮髽蚴芎樗绊?，橋下便道無(wú)法使用，且東北嚴(yán)寒地區(qū)有效施工時(shí)間短，工期緊張，施工成本大大增加，且無(wú)法保證按期完工。通過(guò)對(duì)軌道板長(zhǎng)期平放進(jìn)行理論論證，在此基礎(chǔ)上通過(guò)合理的平放方式及過(guò)程控制，在扎龍?zhí)卮髽蛏线M(jìn)行了較大規(guī)模的軌道板長(zhǎng)期平放試驗(yàn)。通過(guò)期間跟蹤監(jiān)測(cè)及全面復(fù)檢，證明CRTSI 型軌道板可長(zhǎng)期平放而不發(fā)生超限變形。對(duì)以后類似工程的施工有一定的參考價(jià)值。