楊 忠，趙 健，林 茂，劉振江

(1.中國水電集團(tuán)，北京 100048;2.西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，成都 610031;3.中國水電七局有限公司，成都 610031)

新建鐵路橋上CRTSⅡ型板式軌道由聚脲防水層、兩布一膜滑動層、高強(qiáng)度擠塑板、鋼筋混凝土底座板、填充層砂漿、軌道板、扣件和鋼軌等組成。除軌道板在工廠內(nèi)預(yù)制生產(chǎn)外，其它結(jié)構(gòu)均需在現(xiàn)場施工完成。由于防水層中的底涂和聚脲層、兩布一膜、擠塑板、粘結(jié)劑、填充層砂漿等對施工作業(yè)環(huán)境非常敏感，濕度、溫度、風(fēng)、雨雪、粉塵等均能導(dǎo)致施工質(zhì)量難以控制或施工難度加大，甚至無法施工。南北走向的鐵路全長1 318 km，沿線氣候變化大:北段多5℃以下的冬期施工，南段雨季時間有3～4個月;夏季施工有2～3個月，大風(fēng)天氣有20多天。全線橋梁比例達(dá)到80.4%，橋上CRTSⅡ型板式軌道施工成為工期和質(zhì)量控制性工程。為此，本文提出全天候施工理念，即在橋上創(chuàng)造一個工廠車間的作業(yè)環(huán)境，減小氣候變化對施工的影響，在確保施工質(zhì)量的同時保證施工進(jìn)度。介紹了具有保溫、散熱、防雨雪和抗風(fēng)等功能的橋上施工棚設(shè)計及應(yīng)用情況。

1 CRTSⅡ型板式軌道全天候施工要求

CRTSⅡ型板式軌道對施工的環(huán)境要求如表1所示［1-3］。因此人工營造的全天候施工環(huán)境在春、夏季施工時能防雨、防風(fēng)、防曬、保濕、防塵，秋季、冬季施工能保溫、防風(fēng)、防雨雪、防塵。在各種惡劣的環(huán)境下能正常進(jìn)行防水層、兩布一膜、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)、灌注填充層砂漿等工序作業(yè)，具體需要滿足以下要求:

1)滿足防水層、兩布一膜、底座板施工、灌注填充層砂漿施工設(shè)備的空間要求。

2)能保證施工作業(yè)環(huán)境的溫度不低于5℃，采光良好，白天施工時有充足的自然光。

3)能夠防曬、通風(fēng)，保證作業(yè)溫度不超過40℃。

4)滿足防火、防煤氣中毒、防化學(xué)品中毒的相關(guān)規(guī)范要求。

5)能承受30 cm厚的積雪壓力，抵抗6～8級大風(fēng)。

6)經(jīng)久耐用，適于周轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)合理。

表1 無砟軌道施工環(huán)境要求

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計和配置原則

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖1所示，以3 m為一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，11個節(jié)段為一組(以32 m梁為標(biāo)準(zhǔn)單元)，兩端設(shè)分段式封擋，封擋中間設(shè)人行通道門簾。

采用圓弧形棚頂，骨架采用φ50 mm×1.8 mm無縫鋼管，表面鍍鋅或涂漆處理，每個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段兩側(cè)各設(shè)3根立桿。所有骨架按標(biāo)準(zhǔn)件加工，在現(xiàn)場用三通、四通進(jìn)行插接式連接，連接處用螺栓和蝶型螺母固定。

圖1 橋上移動工廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)

走行輪采用鋼制或塑料制V型槽輪，直徑以8 cm為宜，直接安裝在棚架立桿上，每個節(jié)段6個。為保證整體移動，預(yù)裝走行軌道，軌道采用∠50×50×5角鋼。當(dāng)軌道安裝在防護(hù)墻上時棚架跨徑為9.12 m，當(dāng)軌道安裝在防護(hù)墻外側(cè)時跨徑為10.42 m。

棚面采用夾棉篷布。面布為滌淪草綠色防水帆布，內(nèi)夾絕熱用巖棉、礦渣棉(密度≤150 kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.044 W/m·K)，里布為白色阻燃布。兩側(cè)面開450 mm×890 mm的窗戶，頂部兩側(cè)居中設(shè)兩個1 500 mm×600 mm的透明窗。窗戶及透明窗用PVC透明軟塑料板封堵，窗外有遮擋布簾，用粘扣固定。每兩節(jié)施工棚頂設(shè)一處排氣管道專用口，用于底座板混凝土和水泥乳化瀝青砂漿的施工棚還需增設(shè)專用下料口。側(cè)面篷布長2.4 m，要在滿足設(shè)計凈空的前提下保證完全覆蓋防護(hù)墻并有不少于20 cm的壓邊。

為保證抗風(fēng)能力，在棚面上設(shè)專用繩扣，并配纜風(fēng)繩(圖2)。纜風(fēng)繩固定在梁面預(yù)埋的A墻鋼筋上。篷布邊腳用重物壓邊固定，保證大棚抗風(fēng)能力。

圖2 抗風(fēng)措施

因各地氣候差異較大，為盡可能地節(jié)約成本，在開展CRTSⅡ型板式軌道全天候施工作業(yè)時，可根據(jù)不同的氣候條件有針對性地進(jìn)行調(diào)整。如南方無冬季施工要求時，可選擇防水較好的塑料板材做棚面，在北方冬季影響更大的地區(qū)通過增加骨架剛度和加厚棚面來實(shí)現(xiàn)保溫效果。

2.2 配置原則

按每個作業(yè)面能形成一個完整的流水作業(yè)線進(jìn)行配置，通過保證每道工序的全天候作業(yè)環(huán)境來保證整個無砟軌道施工區(qū)段的施工，主要配置方案如下:

1)無砟軌道板底座板:1組兩布一膜/擠塑板 +2組綁鋼筋/立模 +2組澆筑+2組養(yǎng)護(hù)，共7組231 m長。

2)無砟軌道鋪設(shè):1組預(yù)處理+2組灌注填充層砂漿+2組養(yǎng)護(hù)，共5組132 m長。

3 全天候施工工藝

3.1 施工工藝流程

CRTSⅡ型板式軌道工藝流程如圖3所示。

圖3 CRTSⅡ型板式軌道施工流程

3.2 施工棚安裝和移動

由于采用定型骨架設(shè)計，且各構(gòu)件質(zhì)量較輕，現(xiàn)場由人工直接組裝即可。施工棚采用角鋼作為走行軌道，軌道預(yù)先安裝在橋梁防護(hù)墻外側(cè)(不影響CPⅢ測點(diǎn))或防護(hù)墻與豎墻之間的溝槽內(nèi)，路基則直接安裝在表層基面上，以保證施工棚在走行時可整體滑動，不偏移不變形。

各道工序結(jié)束后施工棚可向前移，一組施工棚可一次整體同時移動，移動時兩側(cè)各用3人同時同向推動前行。移動前要檢查軌道安裝是否穩(wěn)固、要確認(rèn)前方無障礙物、要解除所有纜風(fēng)繩。

3.3 環(huán)境調(diào)節(jié)和控制

施工棚在冬季氣溫較低和雨季濕度較大時，必須采取措施改善棚內(nèi)的環(huán)境條件。冬季棚內(nèi)升溫以煤爐為主、熱風(fēng)機(jī)為輔，一般一組棚內(nèi)放置3～4個煤爐。煤爐排氣管橫向延伸約6 m后再向上直排，使燃煤熱量盡可能多的保留在棚內(nèi)。箱梁體內(nèi)采用熱風(fēng)炮加溫，每孔梁內(nèi)配1～2臺。棚內(nèi)分區(qū)域懸掛溫度計，基面采用紅外線測溫儀量測，設(shè)專人進(jìn)行量測、記錄、整理、分析，各項(xiàng)措施見圖4。

雨季封嚴(yán)各節(jié)段連接扣，保證雨水不進(jìn)入棚內(nèi)，采用熱風(fēng)機(jī)加熱除濕，保證梁體基面濕度要求。大風(fēng)天氣注意系好纜風(fēng)繩并用重物將棚布壓邊，保證棚體穩(wěn)固。夏天可掀起側(cè)面棚布進(jìn)行通風(fēng)散熱。主要環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備配置見表2。

圖4 梁體升溫措施示意

表2 冬期施工設(shè)備配備

夏期施工時，如圖5所示，一般情況下可以打開兩邊的窗戶通風(fēng)，調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫度不超過40℃。

圖5 夏期施工施工棚防曬及通風(fēng)

3.4 施工要點(diǎn)

1)低溫施工防水層、擠塑板、兩布一膜時應(yīng)提前對棚內(nèi)和梁體基面進(jìn)行升溫，當(dāng)基面達(dá)到5℃以上時再進(jìn)行涂膠鋪設(shè)。要注意膠體與基面同時預(yù)熱，保證膠體有合適的黏稠度，以便涂抹均勻。涂膠前應(yīng)用熱風(fēng)機(jī)干燥基面。

2)當(dāng)綁扎鋼筋和立模、拆模所需材料就位后，立即滑移施工棚到作業(yè)區(qū)。棚內(nèi)溫度保持在5℃以上，有一個較好的作業(yè)環(huán)境，以利工作效率的提高。

3)澆筑底座板混凝土和灌注填充層砂漿時應(yīng)雙線同時進(jìn)行，在篷布上開設(shè)專門的下料口，澆筑完成后立即恢復(fù)封閉。

4)冬季澆筑的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度1/3(底座板10 MPa，支承層5 MPa，一般為2 d時間)前保持棚內(nèi)溫度在10℃左右，之后可用棉被覆蓋養(yǎng)護(hù)并將保溫棚前移。

5)混凝土養(yǎng)護(hù)期間注意溫度和濕度的控制，宜加蓋塑料薄膜保濕。

6)夏期施工時宜采取早晚開窗通風(fēng)、中午關(guān)閉窗戶的方式。

4 應(yīng)用情況

新建鐵路三標(biāo)段地處山東境內(nèi)，無砟軌道施工初期正值冬季，同時還伴有大風(fēng)、雨雪天氣。全天候施工技術(shù)首先選泰安境內(nèi)的大汶河特大橋做試點(diǎn)，通過調(diào)整棚內(nèi)升溫措施，在最低氣溫達(dá)－16℃時依然持續(xù)保持了10℃左右的棚內(nèi)溫度。試驗(yàn)成功后現(xiàn)已在全管段內(nèi)全面展開。2009年底山東境內(nèi)出現(xiàn)了暴雪和多次雨夾雪天氣，棚頂積雪最厚達(dá)到20 cm，同時還多次出現(xiàn)了5～6級大風(fēng)天氣，但施工棚并未壓塌或吹翻。沒有因雨雪水浸濕梁面施工區(qū)域，很好地抵御了風(fēng)、雨、雪等不良天氣的侵襲。因棚內(nèi)一直處于正溫狀態(tài)，滿足了各項(xiàng)結(jié)構(gòu)的施工規(guī)范要求，人員也有一個比較舒適、安全的作業(yè)環(huán)境，使無砟軌道施工基本未受外界環(huán)境變化的影響。同時，減少了停工和窩工，也有利于成本控制。目前CRTSⅡ型板式軌道全天候施工技術(shù)已在新建鐵路全線推廣應(yīng)用(圖6)。

圖6 天津特大橋施工現(xiàn)場

5 結(jié)語

施工棚的保溫、防風(fēng)、防雪、防曬、通風(fēng)等功能都經(jīng)過精心的設(shè)計，能夠滿足相應(yīng)的要求。實(shí)際使用效果也比較理想，減少了惡劣天氣對于施工的不利影響。對確保無砟軌道的全天候施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度提供了有力的保障。

［1］中華人民共和國鐵道部.科技基［2009］88號 客運(yùn)專線鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道滑動層暫行技術(shù)條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［2］中華人民共和國鐵道部.科技基［2008］74號 客運(yùn)專線鐵路無砟軌道支承層暫行技術(shù)條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［3］中華人民共和國鐵道部.科技基［2008］74號 客運(yùn)專線鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術(shù)條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.