城市軌道板鋼彈簧預制技術分析

李小浩

摘要：城市軌道交通鋼彈簧浮置板現澆施工存在施工流程復雜、現場施工質量控制難度大以及后期維護保養困難等弊端。采用軌道板鋼彈簧預制技術可以有效提高城市軌道交通施工質量與施工可操作性，還可以進行局部的維修，因而在現代軌道交通施工中具有廣闊的應用前景。為了提高城市軌道板鋼彈簧預制質量，本文分析了鋼彈簧浮置板主要設計參數與結構設計要點，介紹了鋼彈簧浮置板預制注意事項以及檢驗方法與標準，總結得到鋼彈簧浮置板預制應用于城市軌道交通施工，可以有效提高施工效率與施工質量，還便于后期的維護、管養，可以進行大范圍推廣使用。

關鍵詞：預制鋼彈簧浮置板;結構設計;試制試驗;施工效率

引言

隨著經濟的發展與城市的擴張，城市交通運輸需求量不斷上升，地鐵作為城市軌道交通的重要組成部分在解決居民出行問題方面發揮了重要的作用。但是由于地鐵軌道多位于地下環境中，對現場施工限制較大，施工周期長且會對附近路段造成振動與噪聲等環境問題，對附近居民的生活造成不利影響。近年來我國許多城市都已經開通地鐵或正在修建，在軌道施工方面已經積累了一定的經驗，以深圳地鐵四期14號線工程為例，該線用鋼彈簧浮置板道床約21km，軌道板全部采用工廠化預制。通過鋼彈簧浮置板預制技術可以顯著的改善軌道交通現場施工中存在的施工流程復雜、施工管理困難以及施工效率不高等問題，還可以降低城市軌道交通施工造成的振動，提高軌道施工的精度。因此，加強鋼彈簧浮置板預制技術的工藝分析與質量管理，對于進一步提高城市軌道交通施工質量具有重要意義。

1鋼彈簧浮置板結構設計分析

1.1主要設計參數標準

為了提高鋼彈簧浮置板預制技術在城市軌道交通施工中的適用性，針對鋼軌、扣件及與之相關參數制定如下表1所示標準。

1.2 預制鋼彈簧浮置板設計分析

1.2.1型式尺寸設計

采用鋼彈簧浮置板預制技術時應在型式設計中遵循以下原則：

型式尺寸需要在符合限界要求的條件下預留一定大小的余量;

為了減少浮置板之間連接件的數量，提高整體性同時優化減振效果，應注意改善參振質量并適當加長單個浮置板的長度;

為了避免鋪設鋼彈簧浮置板時出現軌道線路中心線與鋼彈簧浮置板中心線出現過大偏差，曲線路段條件下浮置板長度不宜過長;

為了提高預制鋼彈簧浮置板施工的可操作性，應控制其自身重量不宜過大。

為了方便施工，避免施工資源浪費，考慮統一外形尺寸。

直線及曲線半徑≥400m曲線地段，浮置板尺寸采用P4765型軌道板（結構尺寸：4765*2600*340mm）;曲線半徑<400m地段采用P3550型軌道板（結構尺寸：3550*2600*340mm）。剛度過渡地段、人防門、廢水泵房等位置設備相應特殊板型。

1.2.2板體結構設計

城市軌道投入使用后會承受較大的振動載荷，橫向將Φ16鋼筋與Φ12鋼筋搭配使用，縱向使用Φ20鋼筋，浮置板使用C50型混凝土澆筑，同時在隔振器、預埋套管以及預制板端部分別設置抗裂鋼筋、螺旋筋以及加強筋，可以有效保證高振動載荷環境下鋼彈簧預制板的強度。

1.2.3雜散電流收集

鋼彈簧浮置板雜散電流處理主要依靠由道床鋼筋構成的手機網來實現，為了實現較好的排流效果應控制鋼筋截面積并在設計雜散電流收集網時預留排流接口。需要注意的是，用于處理雜散電流的鋼筋均需要使用焊接的方式連接在一起，鋼彈簧浮置板四角需要分別布設1個連接端子。

2 鋼彈簧浮置板預制與質量檢驗分析

2.1鋼彈簧浮置板預制生產要點

（1）原材料控制：混凝土強度等級不低于C50，選用強度等級不低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥;最大直徑不大于20mm的二級或多級單粒級碎石;細度模數2.3-3.0的天然河砂;原材滿足設計與相應規范要求。

（2）工裝設備：模具應具有足夠強度、剛度和穩定性，生產使用過程實行日常和定期檢查包括密封性能、外觀和外形尺寸等;鋼筋骨架在專用胎具上制作，并進行定期檢驗;設備應滿足軌道板澆筑振搗、養護、脫模、運輸等功能。

（3）生產工藝控制：模具清理干凈并均勻噴涂脫模劑后，安裝預埋套管、剪力鉸套管、隔振器外套筒等預埋件，保證數量、位置、牢固度等滿足設計要求;鋼筋定尺加工綁扎，保證鋼筋骨架在軌道板內位置，保護成厚度控制在35-40mm，排流條鋼筋焊接到位;軌道板根據工藝試驗確定澆筑振搗參數，養護過程通過采集的環境、板面、板芯溫度進行實時調控;根據同條件試件抗壓強度判斷是否可以脫模，脫模后進行至少10天保溫保濕養護。

2.2預制鋼彈簧浮置板質量檢驗

預制鋼彈簧浮置板生產完成后應進行全面的性能與外觀檢查，以確保預制出來的鋼彈簧浮置板質量符合設計要求。

2.2.1外觀與外形尺寸檢驗

外觀方面，應檢查預制出來的鋼彈簧浮置板成品是否存在露筋、蜂窩、麻面、裂縫、棱角損傷或孔洞問題，以鋼彈簧浮置板表現光潔、密實且顏色均勻為宜;外形尺寸方面，應針對長度、寬度、厚度以及預埋套管位置與平整度等參數進行測量，以保證各尺寸參數符合設計要求。

2.2.2 靜載抗裂性能檢驗

進行靜載抗裂性能檢驗時需要遵照設計要求對在鋼彈簧浮置板表面橫向截面、縱向截面分別進行試驗，如果鋼彈簧浮置板橫向與縱向均未出現開裂，則判定靜載抗裂性能符合設計要求;若橫向與縱向均發生開裂問題，則判定為不合格。值得說明的是，若施加外力后只有橫向或縱向單個方向出現開裂，需要再次進行抽樣檢驗，若仍出現開裂則認為靜載抗裂性能不合格，若二次抽檢后未出現開裂則認為靜載抗裂性能滿足設計要求。

2.2.3疲勞試驗

進行疲勞試驗是為了檢驗預制的鋼彈簧浮置板在動載荷作用下的壽命與抗疲勞性能，試驗時按實際道床結構組裝鋼軌、扣件、減振元件，在板中部的鋼軌上加載設計軸重的2倍（P=2P0），加載速度應均勻，加載速率不大于0.5kN/s，并進行不低于200萬次的動載試驗，試驗結束后若鋼彈簧浮置板表面裂紋小于0.2mm則認為其抗疲勞性能良好。

2.2.4預埋套管抗拔力檢驗

檢驗預埋套管抗拔力時從一批預制的鋼彈簧浮置板中隨機抽取一件，檢驗任意3個預埋套管，試驗時抗拔力不低于100KN后持荷3min，若3個預埋套管周圍未出現裂紋則判定預埋套管抗拔力符合設計要求，否則判定不合格，進行逐個檢查。

3 結語

總的來說，通過鋼彈簧浮置板預制技術可以有效改善鋼彈簧浮置板現場施工存在的施工流程復雜、施工質量難以控制以及后期可維護性差等問題。通過合理的板型尺寸設計、結構配筋以及隔振器布設控制可有效保證預制的鋼彈簧浮置板性能，保障城市軌道交通運營的安全性與可靠性。

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