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路基CRTS I型双块式无砟轨道道床板裂缝成因分析与控制
路基CRTS I型双块式无砟轨道道床板裂缝成因分析与控制
品牌 : 毅实加固
地名标签 : 京沪高铁
关键词 : 京沪高铁裂缝修补
类型 : 高铁工程
市场价 : 0.0
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1、概述   CRTS I 型双块式无砟轨道系统由于其适用性强、技术标准相对单一和施工要点容易掌握等特点,已在我国多条高速铁路建设中得到应用。然而无砟轨道道床板开裂是高速铁路建设和运营中普遍存在的一个技术问题。本文通过对合福铁路安徽段某路基段道床板裂缝类型及成因进行分析,旨在施工过程中找出预防及控制裂缝的可行办法,从而保证无砟轨道混凝土道床板的施工质量。   2、路基CRTS I 型双块式无砟轨道结构介绍   CRTS I型双块式无砟轨道结构自上而下依次为:钢轨、扣件、轨枕、道床板和支承层。(见图1)               图1CRTS I 型双块式无砟轨道结构示意图   在路基地段道床板采用连续浇筑的钢筋混凝土结构,主要配筋采用上下双层配筋。由于道床板纵向连续,不设置伸缩缝,且下部与粗糙的支承层顶面粘结在一起,受到较大约束力,受混凝土收缩受徐变及温度变化的影响,道床板纵向承受较大的拉力,一旦拉力大于混凝土的承载能力,将必然产生裂缝。   3、路基CRTS I 型无砟轨道道床板裂缝类型统计   结合合福铁路安徽段某路基段CRTS I 型双块式无砟轨道道床板现场实际情况,通过对路基段500米道床板裂缝类型及数量进行统计,记录如下。   图2无砟轨道典型裂缝示意图   表1裂缝统计分析表            4、无砟轨道道床板裂缝的形成机理及原因分析   道床板裂缝产生的原因可分为两大类:一是结构型裂缝,是由外部荷载作用下产生主应力及结构次应力产生的裂缝;二是材料型裂缝,主要是有温度、应力、混凝土收缩以及不均匀沉降等引起的裂缝。   4.1、混凝土材料不均匀产生裂缝   混凝土不均匀主要表现在水灰比不均匀、骨料分布不均匀和强度不均匀,从而造成混凝土内部产生的应力不均,进而导致道床板产生裂缝。主要原因包括混凝土拌合控制不严格,搅拌时间不足、施工时混凝土塌落度过大、浇筑时过振和抹面时洒水等。   4.2、混凝土内外温差产生裂缝   混凝土在硬化过程中由于水泥的水化作用产生大量的水化热,大量的水化热造成混凝土内部温度急剧升高,使混凝土内外形成较大温差,从而造成混凝土内外热胀冷缩的程度不同,混凝土表面产生一定的拉应力。当应力超过了硬化过程中混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。这种裂缝通常只在混凝土浅表范围内产生,裂缝多平行于短边,沿着长边分段出现。   4.3、混凝土干缩裂缝   随着混凝土的硬化,其表面水分不断蒸发,造成混凝土干燥收缩,但由于混凝土表面水分损失快,变形较大,内部湿度变化小,变形小,大面积的混凝土收缩变形受到内部约束产生较大的拉应力而产生裂缝。多出现在混凝土浇筑完毕后的一周左右或是混凝土养护结束后的一段时间,多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝。干缩程度主要与水灰比、水泥的成分及用量有关。   4.4、混凝土塑性收缩裂缝   道床板混凝土浇筑完成后通常采用人工抹面的方式处理混凝土表面,造成塑性阶段的混凝土较长时间内暴露在空气中,使混凝土表面失水较快,导致混凝土表面不均匀收缩引起裂缝。这种裂缝一般为水泥用量偏大、养护不及时等造成,是混凝土产生早期裂缝的主要原因,多表现为中间宽两端细,且长短不一。   4.5、工具轨的伸缩引起的裂缝   双块式无砟轨道道床板混凝土施工前,双块式轨枕通过扣件固定在工具轨上,混凝土浇筑完成后若不及时松开扣件,钢轨的伸缩将带动轨枕在新浇筑混凝土中移动,从而使轨枕与周边混凝土产生裂缝。   4.6、新旧混凝土粘结不良产生裂缝   CRTS I 型双块式无砟轨道系统中,道床板与双块式轨枕周边属于新旧混凝土结合部位,在轨枕的四周常出现由于新旧混凝土粘结不良而引起的裂缝。   4.7、混凝土骨料塑性沉落引起裂缝   当骨料的沉落受到钢筋的阻挡时,将出现沿钢筋的走向的裂缝,施工过程中如果钢筋绑扎得不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。   5、对策与预防措施   由于道床板混凝土施工具有线路长的特点,裂缝的产生受多种因素的影响,其质量的控制也应根据气候条件、施工条件等实行综合控制。根据裂缝的成因可主要从以下几个方面控制裂缝的产生。   5.1、合理设计混凝土配合比   严格按照耐久性混凝土有关要求进行配合比设计,严格控制水胶比及单方水泥用量,对水泥的细度要求不易过高。水胶比及水泥用量不易过大,施工过程根据具体情况适当调整施工配合比。   5.2、严格控制混凝土原材料质量   对进场混凝土的原材料、外加剂等按照要求频次进行检验,严格控制粗细骨料的含泥量,避免使用严重影响混凝土凝结时间的减水剂。骨料含泥量过大或者颗粒级配不良容易造成混凝土收缩增大。   5.3、加强施工过程控制   (1)控制好施工混凝土的质量,生产中应严格控制配比中粗、细骨料及水的计量, 控制好水灰比及塌落度;混凝土的搅拌时间应达到要求,保证混凝土的均匀性,施工中不得发生离析现象, 防止现场混凝土坍落度与配合比不匹配。   (2)浇筑前,采用喷雾器对轨枕块进行喷水润湿,保证新浇筑混凝土与轨枕块粘结良好。   (3)选择合适的时间浇筑道床板混凝土,避免浇筑后气温急剧变化,降低混凝土内外部温差及工具轨的变形量;浇筑过程中避免高空浇筑。   (4)加强混凝土振捣,振捣棒快插慢拔,避免过振、漏振,确保混凝土密实。   (5)混凝土初凝后应及时松开扣件,避免工具轨伸缩产生裂缝。   (6)加强混凝土抹面收光次数,抹面过程中禁止洒水,抹面完成后及时采用土工布+塑料布进行覆盖养护,避免混凝土表面水分挥发,必要时延长养护时间。   (7)条件允许情况下,道床板施工应与支承层施工尽量间隔较长的时间。在支承层充分开裂变形后在施工道床板混凝土,减少反射裂缝的数量和宽度。   6、结语   道床板混凝土开裂这一技术难题在CRTS I 型双块式无砟轨道施工普遍存在,困扰着施工技术人员。本文分析了裂缝产生的原因,认为在施工中严把进场材料关,严格控制混凝土质量,生产中严格控制水灰比和混凝土搅拌时间,根据现场实际情况调整施工工艺和养护措施,加强现场施工技术管理可有效预防道床板裂缝的产生。   7、参考文献   [1] 黄士元. 混凝土早期裂缝的成因与防治[ J].混凝土, 2000,( 7) : 3- 6.   [2] 朱长华,王保江等. CRTS I 型无砟轨道道床板裂缝成因分析及应对措施[J],2012,41(360).   [3]刘振民,钱振地,张雷.双块式无砟轨道道床板混凝土裂缝的分析与防治[J].铁道建筑,2007(6):99-101.

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