高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損整治初探

李潤發(fā)

摘要：為保證高速列車安全穩(wěn)定運行，本文對高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損整治進行研究，首先闡述了高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損特征和危害，然后提出了預設凹槽、噴涂憎水封閉材料、注重剪力釘植筋施工這幾個整治施工措施，希望可以提供給相關人員一些參考。

關鍵詞：高速鐵路;CRTS‖型板;寬接縫裂損;整治施工

引言：

在高速鐵路CRTS‖型無砟軌道管理過程中，常常會出現(xiàn)一個問題，軌道板寬接縫位置新老混凝土面存在離縫，且呈現(xiàn)不同程度裂損。由于我國地理環(huán)境、氣候環(huán)境復雜多樣，加之受到列車高頻振動和溫度荷載的影響，軌道板間寬接縫容易出現(xiàn)開裂等損傷，甚至部分開裂是在寬接縫后澆混凝土施工后便出現(xiàn)了。高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損，會對列車運行速度、安全性造成不良影響，因此當下做好高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損整治工作是非常必要的。在實際工作中，相關人員需要結合實際情況，深入分析引起界面裂縫出現(xiàn)的因素，基于多個方面，做好高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損整治工作。

1.高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損特征

CRTS‖型板式無砟軌道，是我國高速鐵路應用廣泛的一種軌道結構形式，有以下部分組成：60kg/m鋼軌、彈性扣件、預制軌道板、砂漿墊層、混凝土底座板等，在軌道板之間利用6根φ20精軋螺紋鋼筋縱向連接，進而構建成了串聯(lián)結構體系。兩塊相鄰鋪設的軌道橫向間隙是寬接縫，一般情況下該寬接縫的寬度是200mm。寬接縫中填充的混凝土應具備較高的密實度與較好的體積穩(wěn)定性，進而保證無砟軌道的使用壽命?，F(xiàn)如今，在高速鐵路工程建設中，在新老混凝土結合面處，為了防止軌道板和寬接縫出現(xiàn)開裂情況，在對寬接縫進行設計時，要求利用C55微膨脹高性能混凝土，且混凝土膨脹率需要超出2.5×10-4。但是根據(jù)相關調查顯示，軌道板和寬接縫的界面仍然存在橫向貫通裂縫，寬度大多是0.1-2.0mm，受溫度影響，部分裂縫寬度甚至可達2-3mm。

本文根據(jù)某在建高速鐵路工程，調研路基、橋梁、隧道不同區(qū)段軌道板和寬接縫界面開裂情況。在界面裂縫處布設觀測點，每側有三個點，分別在軌道板端中線位置和距離板側面各100mm處;每兩個月對裂縫進行1次觀測，根據(jù)觀測顯示，軌道板和寬接縫的界面裂縫寬度有百分之五十以上在0.2-0.5mm之間;且環(huán)境溫度在12攝氏度上升到35攝氏度時，很少有裂縫寬度超出0.5mm，在溫度降到6攝氏度時，裂縫寬度超出0.5mm的比例再次上升。從中可以看出，軌道板和寬接縫界面裂縫寬度和環(huán)境溫度之間存在緊密的聯(lián)系，環(huán)境溫度上升，接縫寬度減少，反之增加[1]。根據(jù)實測發(fā)現(xiàn)，在12月份溫度較低時，裂縫出現(xiàn)出現(xiàn)最大寬度為1.7mm，隧道中的裂縫寬度相對較小，究其原因可能是因為隧道中環(huán)境溫差相對較小，空氣濕度較為恒定，混凝土結構伸縮與翹曲變形較小，因此界面開裂的趨勢是逐漸減弱的，接縫寬度和數(shù)量也相對減少。

2.高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損危害

結合現(xiàn)場實際高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損情況，對高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損危害進行分析，主要體現(xiàn)在以下兩個層面：第一，在出現(xiàn)界面裂縫后，會形成輸水通道，在軌道板和砂漿墊層界面會積聚滲水，砂漿材料會逐漸向自由水飽和狀態(tài)發(fā)展。受到行車載荷反復作用，會出現(xiàn)動水壓與泵吸，以至于在接縫與層間界面處自由水會高速流動，形成動水沖刷，持續(xù)沖刷砂漿表層，導致層間松散細粒料析出，進而出現(xiàn)翻漿冒泥情況。長期以往，軌道板的端部會慢慢脫空，導致出現(xiàn)錯臺和翹曲問題，使板端和墊層結構受力受到影響，引起砂漿碎裂甚至是砂漿粉化[2]。第二，受到天氣影響，在軌道板和砂漿層界面會滯留雨水和雪水等，導致自由水進入到砂漿層，出現(xiàn)原生裂隙，砂漿容易出現(xiàn)凍脹劈裂，致使基層材料強度降低，支承力減小;與此同時自由水中若含有有害離子，深入到砂漿毛細孔后，砂漿層會受到環(huán)境溫度周期性變化的影響，出現(xiàn)凍融破壞，從表到里逐漸風化。

3.高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損整治措施

高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損是動態(tài)變化的，因此在整治施工中需要對寬接縫設計進行優(yōu)化，對接縫材料進行改善，還需要從側面封閉入手，避免雨水直接滲到寬接縫和砂漿墊層中，避免有害離子、環(huán)境作用下雨水、行車荷載等對軌道結構的破壞。

3.1預設凹槽

在軌道板和寬接縫結合面中，可預設一個橫向貫通凹槽，凹槽的寬度控制在20mm，深度控制在15mm。由于寬接縫界面開裂具有時變的特點，因此可以利用自主研發(fā)的柔性嵌縫材料，對凹槽進行充填。

3.2噴涂憎水封閉材料

在高速鐵路CRTS‖型板寬接縫界面的兩側、軌道板端部和墊層界面的兩側，在30mm范圍內，對憎水型封閉材料進行噴涂，在其基體表面形成封閉憎水層。利用該技術后觀測發(fā)現(xiàn)，嵌縫材料和混凝土基體之間粘結良好，沒有出現(xiàn)開裂、老化、脫落問題，也沒有出現(xiàn)穿刺破壞情況，寬接縫沒有出現(xiàn)表面滲水。并且，基體和憎水性封閉材料之間結合良好，沒有出現(xiàn)變色、剝落、起皮等問題，憎水性能良好。

3.3注重剪力釘植筋施工

首先，嚴格按照剪力釘施工工藝進行施工。在施工時，利用和軌道板正線剪切連接相同的施工方法，在鉆孔前利用模具，對設計植筋位置孔位置進行固定。與此同時，利用植筋專用鉆孔機，施工植筋位置;且做好剪切連接筋的絕緣處理和安裝工作，最后在施工結束后實施清道確認。其次，嚴格遵守鉆孔植筋技術要求。第一，鉆孔的孔位需要根據(jù)設計位置，進行精確定位施工，鉆孔孔位偏差不得超過5mm。第二，橋梁段鉆孔深度一般控制在390m，路基段鉆孔深度一般控制再480mm，鉆孔的深度也需要進行精確控制，孔深偏差同樣不得超過5mm。第三，鉆孔時鉆機須垂直于軌道板面，偏差不得超過1°。第四，植筋的銷釘須選用φ28mm的HRB500級鋼筋，單根植筋銷釘長度偏差不得超過5mm。第五，利用無震動鉆孔設備和專用鉆頭實施鉆孔施工，鉆孔施工前復核軌道板鋼筋配置圖，鉆孔須避開鋼筋位置，嚴禁打斷軌道板內鋼筋。在鉆孔施工結束后，需及時取出鉆芯并清除孔內雜物，并復核鉆孔深度。若無法馬上進行植筋施工，需要用保護蓋進行臨時封孔，避免雜物落入孔內堵塞鉆孔，植筋施工前揭開保護蓋，用高壓水槍沖洗鉆孔，將孔內鉆渣沖洗干凈，再用吹風機吹干孔內積水，檢查孔內清潔度和干燥度滿足植筋要求后，將植筋槍對準鉆孔插入孔底打入適量植筋膠，將銷釘慢慢旋入孔內，刮去多余植筋膠并抹平表面。利用該技術后觀測發(fā)現(xiàn)，沒有出現(xiàn)破損情況，軌道板的結構較為穩(wěn)定。

結束語：

總而言之，在新時代背景下，高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損整治是非常重要的，不僅可以保證列車運行安全性與速度，還可以有效提升高速鐵路CRTS‖型無砟軌道管理質量。目前，由于受到多種因素影響，高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損整治效果不夠理想，影響列車運行。因此，在實際工作中，相關部門和相關人員需要結合實際情況，找到高速鐵路CRTS‖型板寬接縫裂損原因，并以此為基礎，進行科學合理的界面裂縫整治施工，提高高鐵運行的安全性。

參考文獻：

[1]趙世煜，陳占，崔國慶，等.聚合物混凝土在CRTSⅡ型板式無砟軌道寬窄接縫混凝土修復施工中的應用[J].混凝土與水泥制品，2019，278（06）：85-87.

[2]甄相國.高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道養(yǎng)護維修技術研究[J].科技創(chuàng)新導報，2020（14）.

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