高速铁路GRTS三型板式无砟轨道自密实混凝土配合比技术
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浅谈高速铁路 CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工技术摘要:文章结合新建昌赣客专无砟轨道CRTSⅢ型板的施工实践,对轨道板自密实砼施工做简要说明,对类似工程提供参考。
关键词:高速铁路;CRTSⅢ板式无砟轨道;自密实砼前言:随着高速铁路的快速发展,中国高铁技术越来越成熟,也有自己过硬的专利技术,并逐步走出国门,迈向海外。
CRTSⅢ板式无砟轨道施工关键技术难点在于自密实砼的调配拌制及现场灌板,轨道板灌板过程中各项技术数据的控制,以达到自密实砼灌注一次成功的目的。
今天,我结合新建铁路南昌至赣州客运专线轨道板自密实砼现场灌注施工实际,浅谈高速铁路 CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实砼施工技术,如有不妥,请各位指正。
一、工程概况昌赣客运专线位于江西省中南部,北连江西省会南昌市,南接江西重镇赣州市,衔接昌九城际、沪昆客专、昌福、井冈山、赣龙等铁路。
我项目部施工范围全部位于赣州市赣县范围内,起迄里程为DK387+903.05~DK404+541.36,所有桥梁及隧道全部位于山区地带。
全长16.586 公里,特大桥 6 座,大桥 9 座,中桥 1 座,总桥长 10492.005 延米。
连续梁 5 联,共计 910 延米。
隧道 10 座,隧道总长 3594.41 延米。
其中Ⅲ级围岩 360 延米;Ⅳ级围岩 540 延米;Ⅴ级围岩 2694.41 延米。
路基总长为 2551.895 延米,主要由挖方及填方组成,其中挖方为 854552.37m3;填方为90147.49m3。
无砟轨道CRTSⅢ型板式数量:P4856 型板 422 块,P5600 型板 4366 块,P4925 型板 1170 块,P5760 型板 4 块,P4350 型板 2 块,P7500 型板 2 块 P5500 型板 26 块 P6730 型板 36 块,总计 CRTSⅢ型板 6028 块。
二、无砟轨道CRTSⅢ型板自密实砼施工前准备1、技术要求自密性混凝土厚度为 9 ㎝,长宽度与轨道板对齐;采用单层钢筋焊接网片配筋,在限位凹槽处加设配筋。
特别策划至2016年底,我国高速铁路运营里程已超过2.2万km。
尽管与德国、日本等国家相比,我国对高速铁路技术的研究起步较晚,但通过技术引进、消化、吸收和再创新,已成为世界高速铁路建设和运营线路最长的国家。
我国高速铁路轨道结构经历了从有砟轨道向无砟轨道转变的过程,无砟轨道结构以其高平顺性、高稳定性和少维修性成为高速铁路首选。
我国无砟轨道结构主要分为板式无砟轨道和双块式无砟轨道2大类,其中板式无砟轨道结构为主要型式。
CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构是我国在引进CRTS Ⅰ型板式无砟轨道结构(日本单元板结构)和CRTS Ⅱ型板式无砟轨道结构(德国博格板结构)之后,创新研发的具有自主知识产权的新型无砟轨道结构形式,与前两种板式无砟轨道结构形式相比,其结构特点之一是采用了耐久性优异的自密实混凝土材料。
1 轨道结构特点与功能定位典型的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构见图1[1]。
结构从上至下分别是钢轨、扣件、轨道板、自密实混凝土调整层、中间隔离层、钢筋混凝土底座(底座上设有2个限位凹槽)。
在结构设计上,轨道板与自密实混凝土调整层被设计成复合结构,两者通过轨道板板底预留的“门”型连接钢筋进行锚固加强,共同承受上部列车动荷载。
CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土技术研究与应用谭盐宾1,2,谢永江1,2,杨鲁1,2,李林香1,2(1. 中国铁道科学研究院 铁道建筑研究所,北京 100081;2. 高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京 100081)基金项目:国家自然科学基金项目(51408611);中国铁道科学 研究院科技研究开发计划项目(2015YJ027)第一作者:谭盐宾(1981—),男,副研究员。
摘 要:CRTS Ⅲ型板式无砟轨道是我国具有自主知识产权的新型无砟轨道结构,其结构特点之一是采用了高稳定性自密实混凝土作为充填材料,与轨道板形成复合结构,共同承受列车动荷载。
从CRTS Ⅲ型板式无砟轨道复合结构特点及其对充填材料的特殊要求、自密实混凝土性能指标、施工关键工艺以及工程应用等方面详细介绍CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土研究与应用现状。
CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土配合比设计、运输及灌注摘要:自密实混凝土是指混凝土拌合物不需要振捣仅依靠自重即能充满模板、包裹钢筋并能够保持不离析和均匀性,达到充分密实和获得最佳的性能的混凝土,属于高性能混凝土的一种。
本文以济青高铁CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土配合比为例,阐述了自密实混凝土配合比试配、计算、调整及在应用中的质量把控。
对自密实混凝土的施工具有参考价值。
1.JQGTSG-7标CRTSⅢ型板式无砟轨道工程概况新建济南至青岛高速铁路JQGTSG-7标段施工DK160+095.27DK189+531,线路总长为29.44双线公里,设计时速为350km/h,轨道结构采用CRTSⅢ型板式无砟轨道,本标段Ⅲ轨道板共有四种类型;P5600、P4925、P4856、P3710,共计10886块。
自密混凝土设计强度为C40二、本标段原材料规格及性能原材料参数:1.O42.5水泥,R28=51.8MPa,比表面积339 m2/kg,需水量W=28.5% 表观密度:3.1kg/m3矿渣粉的比表面积:SK=437m2/kg、表观密度:2.8g/cm3粉煤灰:,SF=9.0% 表观密度: 2.2g/cm3粉煤灰需水量比βF=94%矿渣粉流动度比βK=100%砂子:细度模数2.4 表观密度:2610kg/m3石子:5-16mm连续级配表观密度2840kg/m3Ⅱ型膨胀剂密度2.62g/cm3TZ-Ⅲ粘度改性材料密度 2.68g/cm3三、配合比的设计与试配(1)依据设计强度计算配置强度水泥强度为51.8MPa 标准差取5Fcuk=fcuo +1.645×σ即fcuk=40+8.225=48.2MPa 由于是耐久性混凝土含气量要求为2%-4%,选取3% 强度会降低15%,因此混凝土配置强度为48.2/0.85=56.7MPa(2)计算水胶比:W/c=fce ×a1/fcuk+fce×a1×b1即51.8×0.46/56.7+0.46×0.07×51.8=0.41依据CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土相关规范要求,胶凝材料用量不宜大于580kg/m³;用水量不宜大于180kg/m³;单位体积浆体总量不宜大于0.4m³及大流动性、高黏聚性的特点结合现场粗集料最大粒径16mm等条件选取水胶比为0.36、单位用水量180kg/m3,单方混凝土胶凝材料用量为180/0.36=500kg/m3依据《高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术条件(TJ/GW113-2013)要求及现场实际情况,选用Ⅰ级粉煤灰掺加15%、S95磨细矿渣粉掺加20%、膨胀剂掺量8%、粘度改性材料掺量12%,等量替代水泥,胶凝材料分别为:水泥275kg/m3、粉煤灰75kg/m3、矿粉85kg/m3、膨胀剂27kg/m3、粘度改性材料38kg/m3。
摘要:本文介绍了掺减水剂自密实混凝土的配制技术,采用了绝对体积法计算,最后通过砂石体积补差法。
该自密实混凝土配合比根据大量工艺学试验和自密实混凝土在CRTSⅢ型板式无砟轨道实际施工效果。
对自密实混凝土原材料质量控制,自密实混凝土配制,在施工中注意自密实混凝土的生产、灌注对CRTSⅢ型板式无砟轨道质量起到一定作用。
关键词:CRTSIII型板无砟轨道自密实计算配制技术0引言根据新建武汉至咸宁城际铁路的设计要求,武咸城际铁路采用CRTSⅢ型板式无砟轨道,无砟轨道和底座板之间灌注C40自密实混凝土连接。
鉴于无砟轨道和底座板之间厚度一般只有8cm-10cm,钢筋密集、断面狭小,无法振捣的特点,还有一层4mm厚的土工布垫在自密实混凝土和底座板之间,使自密实混凝土的流动性大大降低。
施工要求工地所选自密实高性能混凝土必须具有很高的流动性,通过自流平充满无砟轨道和底座板之间的空隙,并且不泌水、不离析,填充好后质量匀称,揭板后表面无蜂窝、麻面、内部空洞及表面浮浆、粘结力差等质量缺陷,并在测量精调基础上,通过自密实高性能混凝土灌注和成型,确保不对精调结果产生任何不良影响,自密实混凝土配制是关键,下面介绍一下自密实混凝土配制技术。
1配制说明根据武咸城际铁路设计图纸要求,无砟轨道用自密实混凝土为C40高性能混凝土,C40自密实混凝土环境类别为碳化环境,总用等级为T1,按100年使用年限设计。
为满足工程需要,该标段试验室依照《铁路混凝土结构耐久性设计规范》和铁建[2010]241号等规范标准,配制出能满足碳化环境(T1)的C40自密实砼。
2原材料水泥:华新水泥股份有限公司堡垒牌P.O42.5(低碱),密度为Y C=3.21g/cm3。
细骨料:洞庭湖河砂中砂,细度模数M X=2.4,表观密度Y s=2.695g/cm3。
粗骨料:赤壁石场碎石,5-10mm连续级配,堆积密度为Y og=1.50g/cm3,表观密度为Y g=2.712g/cm3。
青海水力发电1/20191 概述自密实混凝土是基于施工性能来分类和命名的,是一种具有高流动性、间隙通过性和抗离析性,浇筑时仅靠其自重作用而无需振捣便能均匀密实成型的高性能混凝土,硬化后具有良好的力学性能和耐久性能。
但对拌制、运输、灌注和环境等各个方面要求较高,通过对自密实混凝土在高铁CRTSⅢ型板式无砟轨道施工中的研究,探讨施工过程工艺控制,对自密实混凝土轨道板灌注的高效率和高质量有一定的现实意义。
2 自密实混凝土的特性自密实混凝土有三个关键技术性质:①在自重作用下,具有良好的流动性,能够流进并能完全充填各种复杂的模板;②在自重作用下,具有良好的填充性能,能穿过密集的钢筋并与钢筋有很好的粘结力;③有高的抗骨料离析的性能。
3 自密实混凝土配合比选定3.1 原材料选定水泥采用P·042.5(低碱)水泥,碱含量≤0.60%,其他性能符合TB/T 3275-2011的规定。
矿渣粉采用S95级矿渣粉,比表面积在400~500m2/ kg范围内。
细骨料采用天然中砂,细度模数控制在2.3~2.5,严格控制含泥量≤2.0%,泥块含量≤0.5%。
粗骨料采用5~16mm连续粒级的洁净碎石,其针片状颗粒含量≤5%,含泥量≤0.5%,碱活性矿粉成分为微晶石英和玉髓,快速砂浆棒膨胀率为0.05%。
膨胀剂采用UJOIN-AC符合GB23439-2009的Ⅱ型膨胀剂,水中7d限制膨胀率≥0.050%,空气中21d限制膨胀率≥-0.010%。
粘改采用TZ-Ⅱ型粘度改性材料。
外加剂采用JD-9 (缓凝型)减水剂以及RB-10b型引气剂,其与水泥及矿物掺合料之间具有良好的相容性。
水采用经检验合格满足TB/T 3275-2011的拌合用水。
3.2 配合比设计自密实混凝土配合比采用绝对体积法进行设计和计算,混凝土强度等级C40,胶凝材料总量为530kg/m3,其中矿粉掺量为34.7%,膨胀剂掺量为8.9%,粘改掺量为5.5%,减水剂掺量1.4%,引气剂掺量0.06%,水胶比0.34,砂率52%,单位体积浆体总量0.37m3,配合比参数见表1。
CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工技术摘要:本文以新建济南至青岛高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道施工为依据,结合现场施工,从实践角度对无砟轨道充填层自密实混凝土施工过程进行了分析,总结一些施工经验为同类施工提供参考。
关键词:CRTSⅢ型板式无砟轨道;自密实混凝土;施工1概述随着我国高速铁路的发展,无砟轨道施工技术因其稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强等优势被广泛采用,板式无砟轨道是高速铁路轨道结构的一种形式,具有平顺性好和维修少的特点,我国在高速铁路前期研究基础上,采用引进、消化、吸收和再创新,形成了具有完全知识产权的中国无砟轨道技术—CRTSⅢ型板式无砟轨道,目前在我国高速铁路施工中已得到广泛应用。
1.1 CRTSⅢ型板式无砟轨道结构特点CRTSⅢ型板式无砟轨道结构的特点是以轨道板与充填层自密实混凝土形成复合整体结构共同承受列车荷载。
轨道板与充填层自密实混凝土以“门型筋”进行强化连接,充填层自密实混凝土与底座板间设中间隔离层,通过底座板限位凹槽进行限位。
其中,影响CRTSⅢ型板式无砟轨道整体性能的关键就是自密实混凝土。
1.2自密实混凝土特点作为CRTSⅢ型板式无砟轨道的充填层材料,自密实混凝土具有高流动性、间隙通过性、抗离析性和填充性的优点,灌注时仅靠其自重作用而无需振捣便能均匀密实成型,与CRTSⅠ型、CRTSⅡ型板式无砟轨道结构充填层材料所用的水泥乳化沥青砂浆相比,其硬化体具有更好的耐久性和高体积稳定性。
1.3自密实混凝土施工难点CRTSⅢ型板式无砟轨道是一种复杂的层状结构,自密实混凝土充填层处于其上部的轨道板与下部的底座之间,是“三明治”式的层状结构,它不仅起到支撑、承力与传力的作用,也起到填充与调整轨道板高度的作用,是整个轨道结构的关键部位。
自密实混凝土充填层厚度仅为9cm,长宽分别为5.6m和2.5m,是典型的狭长薄板结构。
通过线外揭板试验发现,自密实混凝土存在拌合物扩展度损失快,有泌水和离析现象,揭板后混凝土表面浮浆层较厚,表面水纹和气泡超标,混凝土局部灌注不饱满,轨道板上浮和偏移,模板跑浆漏浆,侧面混凝土存在蜂窝麻面。