張 濤,盧文文
(廈門軌道交通集團有限公司,福建廈門 361004)
預制鋼彈簧浮置短板道床是一種新型的重量級減振、降噪軌道減振系統,主要由道床基底、預制浮置短板、鋼彈簧、密封防水膠條結構組成(圖?1)。浮置短板道床軌道系統由鑲嵌在預制板中的鋼彈簧隔振器支撐,形成了一個質量-彈簧減振系統,避免列車荷載造成振動和產生噪聲。理論分析及試驗表明,預制鋼彈簧浮置短板道床軌道與普通整體道床軌道相比較,具有良好的減振降噪性能。
圖1 預制鋼彈簧浮置短板軌道結構
預制鋼彈簧浮置短板道床軌道施工過程中,需結合施工環(huán)境對鋪設施工方案進行調整細化,以確保鋪設預制短板的平順性和道床結構的穩(wěn)定性,避免由于基底施工缺陷問題造成鋪設的鋼彈簧浮置短板凹凸、接縫參差不齊而影響道床減振效果。
預制鋼彈簧浮置短板道床鋪設前,應先對鋪設結構基底進行處理及找平,在測量確認基底幾何尺寸滿足設計平順度要求后,用“機械吊裝鋪軌法”?鋪設預制鋼彈簧浮置短板,之后安裝鋼軌、扣配件,初步精調預制鋼彈簧浮置短板,進行預制鋼彈簧浮置短板頂升及附屬設施安裝,最后進行預制鋼彈簧浮置短板軌道系統檢測,其施工工藝流程見圖?2。
(1)施工準備。鋪設預制鋼彈簧浮置短板前,必須設置測量控制基標,基標的設置分?2?部分進行:①設置的加密基標用于浮置板基底的施工;②設置固定、永久的高精度鋪軌基標,用于預制鋼彈簧浮置短板道床的鋪設和軌道幾何尺寸的調整??刂苹鶚嗽O置在線路中心線上,并根據每塊預制短板的位置每?3.6??m?設置1?個,基標要有明顯標識便于浮置板后期的養(yǎng)護與維修(圖?3)。
圖2 預制鋼彈簧浮置短板道床軌道施工工藝流程
(2)基底清理。對于鋪設預制鋼彈簧浮置短板道床軌道的地段,必須對結構基底進行找平和清潔,不平整度控制在±4??mm?以內,避免基底表面出現尖銳突起損壞材料;結構底板必須保證不能有可見的水,滲水、結構漏水處必須處理以確保結構底板干燥。
(3)基底鋼筋綁扎。鋪設鋼筋網前,對隧道結構進行復測,消除隧道土建結構與設計線路中線存在的差異;鋼筋網按照設計間距鋪設,鋪設中注意校正和調整預留中心水溝的位置偏差<15??mm,鋼筋保護層>20??mm,基底鋼筋綁扎完成并檢查驗收合格后進入下道工序(圖?4)。
圖3 基標設置示意圖
圖4 基底鋼筋網
(4)板縫、水溝模板安裝。預制鋼彈簧浮置短板整體道床基底鋼筋網鋪設后,按照設計的道床板結構尺寸、厚度、寬度要求,在鋪設段標識處預設板縫,鋪設浮置短板并按照設計對預留板縫進行調整,最后安裝中心水溝模板。
(5)混凝土澆筑。澆筑前先對基底鋼筋網、中心水溝安裝模板的尺寸、外觀進行復檢,滿足要求后澆筑浮置短板道床基底混凝土。道床混凝土的澆筑面標高,依照設置在每塊短板上的第?1、第?3?對外套筒中心偏外?50??mm處?的基準樁進行總體控制。以中心水溝外偏200??mm?位置處的高程控制樁,對混凝土澆筑完成后的平整度進行量測控制,同時測量整塊短板擺放位置的高差,整修澆筑過程中的超限尾部,確?;灼秸葷M足鋪設要求。
(6)澆筑完成后的預制鋼彈簧浮置短板整體道床基底應達到強度和平整度要求,對基底的表面平整度進行復檢,對凹凸坑穴采取相同配比的混凝土砂漿填平,對于表面松動石塊、浮漿采取措施處理,確?;椎钠巾樁葷M足預制短板鋪設的最低設計要求。
(7)預制鋼彈簧浮置短板預制。在工廠對浮置短板進行預制加工,對每塊浮置短板進行系統化驗收、檢查,確保每塊板質量合格、外觀平順、預埋件齊全。
(8)預制鋼彈簧浮置短板運輸。采用汽車或火車運輸方式,預制浮置短板成品到達工地后應按型號和批次分區(qū)儲存并設明顯標識,嚴禁不同型號和批次的產品混裝儲存,對進場檢驗不合格的預制浮置短板要單獨存放或直接退回。預制浮置短板存放基礎必須堅固、平整、無沉陷,采用平放方式堆放,層數不超過?4?層,每層凈空不小于?20??cm,預制短板底部對稱設置墊木,中心間距?1.2~1.5??m?并保證墊木上下對齊(圖?5)。
圖5 預制鋼彈簧浮置短板堆放
(9)預制鋼彈簧浮置短板鋪設。軌道運輸車輛運至鋪設地段后用鋪軌龍門吊吊裝鋪設。根據控制基標調整浮置短板中心線及前后位置,直線段鋪設時浮置短板中心線要與設計軌道中心線重合;曲線浮置短板半徑與線路曲線半徑相同時,考慮線路中心線與預制短板中心線偏移量;浮置短板曲線半徑與線路曲線段不同時,按平分正矢法布置浮置短板,即按?3.6??m?弦正矢的?1/2?或?2/3布置浮置短板中心線。
(10)安裝鋼軌、配件及浮置短板調整。浮置短板鋪設完成后精確調整每塊板位置,清理扣配件螺栓孔并安裝扣配件,鋼軌推入軌槽內并緊固扣配件,初步完成浮置短板安裝,之后再次調整每塊浮置短板之間的板縫尺寸,確保板與板之間預留尺寸滿足設計要求。
(11)安裝水平剪力板。已經安裝完成的預制鋼彈簧浮置短板每隔?7?塊安裝?1?對可調式長孔水平剪力板,每塊短板之間采用固定圓孔式剪力板連接,將鋪設的每塊浮置短板牢固、穩(wěn)定地緊密連接起來,形成穩(wěn)定的道床體系(圖?6)。
圖6 水平剪力板安裝
(12)頂升鋼彈簧浮置短板及內套筒安裝、調平。在浮置短板預留的鋼彈簧隔振器筒內安裝水平限位器,之后將隔振器內套筒使用專用工具放入外套筒內,安裝完成密封螺栓后將孔內內套筒進行調平。當內套筒和承載擋塊間豎向空隙填充完畢后開始頂升作業(yè)。頂升按照3?個階段實施,確保鋪設的預制鋼彈簧浮置短板整體道床滿足減振設計要求后,安裝鎖緊墊片,鎖緊螺栓,加蓋鋼彈簧套筒筒蓋,形成成品整體道床(圖?7)。
(13)安裝密封條、中心水溝檢查孔及軌道幾何尺寸檢查。預制鋼彈簧浮置短板整體道床頂升完成后,按照設計圖紙要求安裝道床兩側密封條、中心水溝檢查孔,按照規(guī)范標準對整體道床幾何尺寸精調,完成預制鋼彈簧浮置短板整體道床軌道鋪設安裝。
對武漢地鐵?4?號線二期工程預制鋼彈簧浮置短板道床與地下線普通整體道床進行了減振降噪效果對比測試分析,測試點為道床正上方地面邊側?0??m?和?7.5??m?處。
圖7 浮置短板整體道床頂升
(1)地面測點垂向振動?VLzmax(1~80??Hz)。按照?GB/T13441-1992《人體全身振動環(huán)境的測量規(guī)范》、GB/T13441.1-2007《機械振動與沖擊人體暴露于全身振動的評價》計權,得到普通整體道床?0??m、7.5??m?處垂向振動?VLzmax?平均值分別為?69.9~70.9??dB、73.4~74.6??dB;預制鋼彈簧浮置短板道床地面測點?0??m、7.5??m?處?VLzmax?平均值分別為?56.2~57.1??dB、59.1~60.5??dB;插入損失?ΔVLzmax?分別為?12.8~12.9??dB、14.7~15.5??dB,見表1。
表1 地面測點垂向振動 VLzmax 和Δ VLzmax dB
(2)地面測點鉛垂向振動?VLz10(1~80??Hz)。按照?GB/T13441-1992《人體全身振動環(huán)境的測量規(guī)范》、GB/T13441.1-2007《機械振動與沖擊人體暴露于全身振動的評價》計權,得到普通整體道床?0??m、7.5??m?處鉛垂向振動VLz10?平均值分別為?69.3~70.0??dB、72.7~73.7??dB;鋼彈簧浮置板道床地面測點0?m、7.5?m?處VLz10?平均值分別為53.8~55.6?dB、57.1~59.2?dB;插入損失Δ VLz10?分別為?13.7~16.2??dB、13.5~16.6??dB,見表2。
表2 地面 VLz10 和Δ VLz10 dB
以上分析表明,相對于普通整體道床,按照?GB/T?13441-1992《人體全身振動環(huán)境的測量規(guī)范》鉛垂向計權,預制鋼彈簧浮置短板道床地面測點?0??m、7.5??m?處的插入損失Δ VLzmax?為12.8~14.7??dB,Δ VLz10?為13.7~16.2??dB;按照?GB/T?13441.1-2007《機械振動與沖擊人體暴露于全身振動的評價》鉛垂向計權,預制鋼彈簧浮置短板道床直線段地面測點0??m、7.5??m?處的插入損失Δ VLzmax?為?12.9~15.5??dB,ΔVLz10?為?13.5~16.6??dB。可見,預制鋼彈簧浮置短板道床較普通整體道床減振效果明顯。
(1)預制鋼彈簧浮置短板道床是一種新型減振道床結構,目前正在逐步應用于城市軌道交通中。通過提前預制鋼彈簧浮置短板,克服了傳統現澆鋼筋籠式鋼彈簧浮置板道床在施工過程中表面不平順、道床面積水、道床面高于鋼彈簧套筒、澆筑混凝土堵塞隔振桶等一系列問題,提高了施工質量和施工效率,提高了預制鋼彈簧浮置短板道床的減振效果。
(2)通過預制鋼彈簧浮置短板道床軌道系統在武漢地鐵?4?號線二期工程中的施工探索,形成了一套完整的施工工藝及質量控制程序,運營效果表明預制鋼彈簧浮置短板道床軌道完全能夠滿足軌道減振降噪要求。
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