曲騰飛　王　媛

(1. 天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司　天津　300051；2. 天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院　天津　300402)

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基于幾種浮置板結(jié)構(gòu)施工工法的對(duì)比研究

曲騰飛1王媛2

(1. 天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司天津300051；2. 天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院天津300402)

針對(duì)在浮置板軌道結(jié)構(gòu)的施工過程中合理有效地選擇施工工法這一難題，重點(diǎn)介紹并對(duì)比分析散鋪法、預(yù)制鋼筋籠法、全預(yù)制短板浮置板施工和半預(yù)制短板浮置板施工這4種浮置板軌道結(jié)構(gòu)的施工工法，通過分析對(duì)比得出，半預(yù)制短板浮置板施工方法較其他施工工藝簡單，適應(yīng)能力強(qiáng)，施工周期短，施工成本低，特別適合浮置板軌道快速施工。

浮置板軌道；軌道結(jié)構(gòu)；施工工法；對(duì)比分析

目前，浮置板軌道結(jié)構(gòu)作為減振效果最好的軌道形式已被廣泛應(yīng)用于城市軌道交通。浮置板軌道結(jié)構(gòu)的施工工法也隨著城市軌道交通的建設(shè)發(fā)展起來，國內(nèi)最常用的施工工法主要有4種，即散鋪法、預(yù)制鋼筋籠法、全預(yù)制短板浮置板施工和半預(yù)制短板浮置板施工。但是，這幾種施工工法各有優(yōu)點(diǎn)與不足，對(duì)施工工期、施工質(zhì)量、后續(xù)工程、人員配備等方面的要求也不盡相同。為此，筆者重點(diǎn)介紹并對(duì)比分析這4種浮置板軌道的施工工法，旨在為日后城市軌道交通浮置板軌道的建設(shè)施工提供參考。

1　浮置板軌道結(jié)構(gòu)概述

浮置板軌道結(jié)構(gòu)的定義及基本原理是將軌道結(jié)構(gòu)與隔振裝置組成一個(gè)固有頻率較低的質(zhì)量-彈簧自由振動(dòng)系統(tǒng)，其組成特征是將軌道的道床結(jié)構(gòu)置于彈性支承(或稱隔振裝置)之上，通過質(zhì)量-彈 簧 系 統(tǒng)的慣性運(yùn)動(dòng)，將列車運(yùn)營產(chǎn)生的振動(dòng)及能量進(jìn) 行隔離衰減和耗散，以達(dá)到減振的目的。

浮置板軌道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工工藝繁瑣，對(duì)施工工法要求極高，合理有效地選擇施工工法必然會(huì)對(duì)浮置板軌道的施工乃至整個(gè)工程的完成具有重要的意義和價(jià)值。

2　各種施工工法及對(duì)比分析

目前，國內(nèi)浮置板軌道的施工工法有很多種，并且經(jīng)常根據(jù)不同工況、結(jié)構(gòu)形式對(duì)已形成的工法進(jìn)行調(diào)整，從而形成更多種類的工法，大多難成系統(tǒng)。而筆者著重介紹并對(duì)比分析4種已經(jīng)形成系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于各大工程實(shí)例的施工工法。

2.1散鋪法施工

人工散鋪法是目前較為傳統(tǒng)和成熟的浮置板施工工法(見圖1)。其主要施工流程為：施工準(zhǔn)備→基底施工→鋪設(shè)隔離層→鋪設(shè)水溝蓋板→鋼筋籠現(xiàn)場綁扎→立模→剪力鉸安裝→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→隔振器安裝、頂升→架設(shè)鋼軌→最后檢查工作。

圖1　散鋪法現(xiàn)場施工

散鋪法施工的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)隧道以及基底施工誤差的適應(yīng)能力較強(qiáng)，浮置板道床的質(zhì)量、隔振裝置的支撐剛度可以根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整、控制。

散鋪法施工的不足：1)整個(gè)浮置板軌道的施工都是直接在軌道鋪設(shè)現(xiàn)場進(jìn)行的，所有的工作都集中在軌道鋪設(shè)現(xiàn)場工作面，而盾構(gòu)隧道的狹小空間使得工作面非常緊張；2)浮置板系統(tǒng)的多道工序需要一道接一道地進(jìn)行，這樣就進(jìn)一步加劇了工作面的緊張狀況；3)后期澆筑的道床以及二次澆筑的凸臺(tái)很難保證質(zhì)量；4)施工采用的扣件模板替代法，使得扣件需要二次換鋪；5)采用隔離膜、橫向限位裝置、預(yù)埋隔振器套筒等措施，造成大量人力、材料的浪費(fèi)，降低了施工效率，提高了工程造價(jià)；6)人工散鋪法的施工進(jìn)度較慢，一般指標(biāo)為7～10m/d[1-3]。

2.2預(yù)制鋼筋籠法施工

預(yù)制鋼筋籠法的主要施工工法與散鋪法大致相同，不同的是其前半段的施工可以在地面或者工廠完成，主要流程由2條線組成，具體流程如圖2所示。

3.合理應(yīng)用插圖，提高質(zhì)量。合理的插圖不僅能增加學(xué)生的興趣，還能幫助學(xué)生加深對(duì)課文內(nèi)容的理解，而插圖與課本內(nèi)容契合度的高低又對(duì)這些作用有著至關(guān)的重要性。從質(zhì)量上來看，習(xí)作板塊插圖大多版面占得少，部分插圖與內(nèi)容的聯(lián)系不大緊密。所以，習(xí)作插圖在數(shù)量上應(yīng)有所增進(jìn)，選圖也應(yīng)更符合習(xí)作內(nèi)容和兒童身心，可采用“字融于圖”的形式，增加版面的色彩。

圖2　預(yù)制鋼筋籠法施工流程

可以看出，預(yù)制鋼筋籠法和散鋪法施工不同點(diǎn)在于浮置板軌道結(jié)構(gòu)的施工可與隧道或者鋪軌的施工同時(shí)進(jìn)行，突破了在隧道內(nèi)現(xiàn)場綁扎鋼筋受工作面狹小的限制，而且可以大大提高鋪設(shè)進(jìn)度，一般指標(biāo)為40～50 m/d，最高可達(dá)75 m/d[4](見圖3)。

但是，該工法也有很多不足：1)對(duì)隧道或基底施工誤差的適應(yīng)能力不強(qiáng)，鋼筋籠往往在運(yùn)送進(jìn)隧道后，其隔振器等構(gòu)件的位置會(huì)產(chǎn)生偏差，對(duì)頂升以及建成后的檢查、維修工作帶來不便；2)鋼筋籠在運(yùn)送過程中可能會(huì)由于碰撞和吊裝產(chǎn)生變形，難以保證鋼筋的綁扎間距與質(zhì)量，對(duì)后期混凝土的澆筑產(chǎn)生影響；3)隔振裝置的位置變化需要大量的人力進(jìn)行調(diào)整，如若調(diào)整不當(dāng)，將直接影響浮置板的頂升工作甚至是整個(gè)工程的完成情況[5]。

圖3　預(yù)制鋼筋籠地面綁扎及吊裝

2.3全預(yù)制短板浮置板施工

全預(yù)制短板浮置板施工主要針對(duì)施工工期緊，現(xiàn)場機(jī)械化水平高及現(xiàn)場人員配備困難等情況使用，其施工流程為：施工準(zhǔn)備→測設(shè)加密基標(biāo)→隧道結(jié)構(gòu)尺寸偏差限界檢查及測量→基底雜物的清理→鋪軌門吊及走行軌的安裝→基底鋼筋的綁扎與安裝→基底伸縮縫的木板安裝→中心水溝模板安裝→基底混凝土澆筑→基底混凝土養(yǎng)護(hù)→基底高程及水平度檢查→基標(biāo)測量放線→軌道車運(yùn)送至鋪軌現(xiàn)場→鋪軌龍門吊的吊裝及初步定位→軌道板高程、位置精調(diào)→隔振器的安裝→鋼軌、扣件的組裝→軌道幾何尺寸精調(diào)及充填墊板→浮置板剪力鉸安裝→密封條、蓋板、防迷流電纜等附屬設(shè)施的安裝→浮置板軌道質(zhì)量檢查。

該工法的優(yōu)點(diǎn)是將軌道板、扣件位置、隔振裝置預(yù)制，方便了預(yù)制短板在隧道中的施工，大大加快了施工進(jìn)度，一般可達(dá)到60～80 m/d。

該工法的不足：1)工廠生產(chǎn)的全預(yù)制短板需要大面積的地面現(xiàn)場空間進(jìn)行堆放，對(duì)地面上的施工操作帶來一定影響；2)全預(yù)制短板吊裝過程中缺乏保護(hù)措施，其邊角可能會(huì)由于撞擊導(dǎo)致部分破損，板面會(huì)因吊裝位置不當(dāng)而產(chǎn)生裂紋，對(duì)后期的定位鋪設(shè)以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有一定影響；3)定位鋪設(shè)過程對(duì)現(xiàn)場施工誤差適應(yīng)性不強(qiáng)，會(huì)由于隧道或基底誤差導(dǎo)致安裝不成功，對(duì)工期造成影響；4)全預(yù)制短板仍然使用鋼彈簧支座系統(tǒng)，因此無法避免頂升過程中遇到的難題；5)全預(yù)制方法將扣件位置固連于預(yù)制短板之上，對(duì)鋼軌幾何形位的調(diào)整帶來不便。

圖4　全預(yù)制短板現(xiàn)場吊裝、安裝

2.4半預(yù)制短板浮置板施工

半預(yù)制短板施工技術(shù)是在解決浮置板軌道施工中出現(xiàn)的若干問題的基礎(chǔ)上提出的。其工藝流程為: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)制板的運(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)澆筑→防迷流電纜等設(shè)施安裝→預(yù)制板軌道全面檢查[6-7]。

由圖5可以看出，與現(xiàn)場澆筑法相比，預(yù)制短板具有明顯的施工組織優(yōu)勢：1)實(shí)現(xiàn)了工廠預(yù)制、預(yù)制板運(yùn)輸、現(xiàn)場鋪設(shè)安裝的三階段平行流水作業(yè)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快了工程建設(shè)進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)了施工機(jī)械化和管理科學(xué)化；2)預(yù)制裝配浮置板軌道大大減少了繁重、復(fù)雜的手工作業(yè)和現(xiàn)場混凝土的澆筑工作量，降低了現(xiàn)場作業(yè)強(qiáng)度，改善了作業(yè)環(huán)境，同時(shí)降低了現(xiàn)場施工中人為因素、技術(shù)因素、環(huán)境因素對(duì)工程質(zhì)量的影響，有效地保證了施工質(zhì)量；3)預(yù)制短板拼裝施工，不需拆軌二次換鋪，運(yùn)用板式隔振裝置，不需頂升施工，易于實(shí)現(xiàn)軌道形位的精確調(diào)整；4)半預(yù)制短板打破常規(guī)，摒棄了鋼彈簧支座系統(tǒng)，去除了浮置板頂升過程中遇到的難題，并且避免了鋼彈簧支座外套筒與鋼軌之間雜散電流的影響；5)采用短枕二次澆筑方法便于鋼軌幾何形位的調(diào)整，對(duì)現(xiàn)場施工誤差適應(yīng)能力強(qiáng)；6)但是，半預(yù)制短板現(xiàn)場混凝土的二次澆筑，對(duì)后續(xù)施工進(jìn)度會(huì)起到一定阻礙作用，外界因素可能會(huì)對(duì)軌道板自身設(shè)計(jì)強(qiáng)度有影響。

圖5　半預(yù)制短板施工鋪設(shè)

由于半預(yù)制短板浮置板的設(shè)計(jì)與施工目前同樣處于試驗(yàn)和起步階段，需多加注意的問題是：在設(shè)計(jì)過程中采用與全預(yù)制短板浮置板相同的超高、強(qiáng)度及穩(wěn)定的解決方案；施工中各結(jié)構(gòu)尺寸誤差要求也同全預(yù)制短板浮置板采用同一標(biāo)準(zhǔn)；在隔振器的位置要擺放準(zhǔn)確，并且保證板下的所有隔振器都在一個(gè)水平面上；曲線地段的混凝土進(jìn)行二次澆筑時(shí)，宜分層、分段澆筑，超高側(cè)混凝土應(yīng)先澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高，以防止因混凝土流動(dòng)造成超標(biāo)超限；在預(yù)留的凹槽內(nèi)進(jìn)行二次澆筑時(shí)，應(yīng)注意保證鋼軌、軌枕及預(yù)埋件的位置固定，不要將扣件掩埋；二次澆筑的混凝土內(nèi)應(yīng)加入碳纖維，增加混凝土強(qiáng)度；待二次澆筑混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%且齡期不小于14 d后，方可進(jìn)行下步施工。

2.54種施工工法的對(duì)比分析

通過以上對(duì)4種浮置板軌道結(jié)構(gòu)施工工法的介紹及彼此之間的對(duì)比可以得到如表1所示的結(jié)果。

表1　4種浮置板軌道結(jié)構(gòu)施工工法對(duì)比結(jié)果

通過分析對(duì)比得出，半預(yù)制短板浮置板施工方法較其他施工工藝簡單，適應(yīng)能力強(qiáng)，施工周期短，施工成本低，特別適合浮置板軌道快速施工。而且，對(duì)軌道幾何形位調(diào)整較靈活，同時(shí)摒棄了鋼彈簧支座系統(tǒng)，減少了因浮置板頂升帶來的問題，避免了鋼彈簧外套筒和鋼軌的雜散電流等問題。

因此，在城市軌道交通建設(shè)過程中需要應(yīng)用浮置板減振軌道結(jié)構(gòu)的地段，運(yùn)用半預(yù)制短板浮置板軌道施工工法會(huì)有較大的優(yōu)勢。

3　結(jié)論

目前，隨著浮置板軌道結(jié)構(gòu)在城市軌道交通建設(shè)中的廣泛應(yīng)用，浮置板軌道結(jié)構(gòu)的施工工法也隨之發(fā)展起來。本文通過介紹并對(duì)比國內(nèi)最常用的4種施工工法，得出：在城市軌道交通建設(shè)過程中需要應(yīng)用浮置板減振軌道結(jié)構(gòu)的地段，運(yùn)用半預(yù)制短板浮置板軌道結(jié)構(gòu)施工工法會(huì)有較大的優(yōu)勢。此結(jié)論可為日后城市軌道交通中浮置板軌道結(jié)構(gòu)的建設(shè)施工提供參考。

[1] TB 10413—2003鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國鐵道出版社，2003.

[2] GB 50299—1999 地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范：2003版[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2004.

[3] 朱炎新，李曉河.上海地鐵M8線鋼彈簧浮置板整體道床施工工藝[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì).2007(12): 8-11.

[4] 劉錦輝, 鋼彈簧隔振器浮置板道床“鋼筋籠法”施工工藝應(yīng)用[J].中國鐵路，2011(12):67-70.

[5] 李大鵬, 楊加禎.鋼彈簧浮置板道床“拼裝一體化”施工工藝[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2011(1):66-68.

[6] 孫鑫,王建立,張寶才,等.盾構(gòu)隧道中鋼彈簧浮置板道床的施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2007 (10):47-50.

[7] 上海同研城鐵減振技術(shù)有限公司.預(yù)制短板浮置板軌道結(jié)構(gòu)施工手冊(cè)[G].上海，2011.

(編輯：郝京紅)

Comparison of Construction Methods with Several Kinds of Floating Slab Track Structure

Qu Tengfei1Wang Yuan2

(1. Tianjin Subway Group Limited, Tianjin 300051; 2. Tianjin Bohai Vocational Techology College,Tianjin 300402)

With floating slab track structures being widely used in urban rail transit, more and more construction methods appear. How to choose a reasonable and effective construction method in the construction process of floating slab track structure becomes a big problem to engineers. This paper introduces and analyzes the spread method, precast reinforced cage method, whole precast short floating slab construction method and the half floating slab precast short construction method. A contrastive analysis is made among these four floating slab track structures and it is found that floating slab precast short construction method is simpler and more adaptable and requires shorter construction period and lower construction cost. It is especially suitable for rapid construction of floating slab track (FST).

floating slab track; track structure; construction methods; comparison and analysis

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.01.025

2013-04-14

2013-05-20

曲騰飛，男，碩士，助理工程師，qutengfei123456@163.com

U213.2

A

1672-6073(2015)01-0110-04