预制钢弹簧浮置板技术创新研究及应用

工程实践平移电动天窗
预制钢弹簧浮置板技术
创新研究及应用
郑晓练
(深圳地铁建设集团有限公司,广东深圳 518026)
摘 要:结合既有现浇钢弹簧浮置板的不足,提出预制钢弹簧浮置板新技术,包括设计、制造、检验、铺设要点,其中重点论述预制板的尺寸确定、铺设、减振效果预测及后评价等。预制钢弹簧浮置板新技术具有施工速度快、质量高、可维修性好等优点。文章总结钢弹簧浮置板在深圳市轨道交通9号线的创新研究及应用,对其他新线建设具有借鉴意义。
关键词:城市轨道交通;钢弹簧浮置板;预制;新技术
中图分类号:U213.2+42
作者简介:郑晓练(1983—),男,工程师
1 现浇钢弹簧浮置板的不足
城市轨道交通工程在下穿居民区、学校等振动敏感地段时通常采用特殊减振钢弹簧浮置板,其Z 振级减振效果一般在15 dB 以上。
传统钢弹簧浮置板均采用“钢筋笼现浇法”方案,即在铺轨基地将浮置板结构的钢筋绑扎成型,与轨排和隔振器外套筒拼装成一体,整体吊装就位后现浇混凝土构筑浮置板轨道的施工工艺。
根据国内城市轨道交通近年来现浇钢弹簧浮置板的应用情况,该工法主要有以下2方面的问题。
1.1 施工质量难以保证
钢弹簧浮置板结构复杂,其施工质量易受线路条件、作业环境、施工人员操作水平及工期等因素的影
响,现浇钢弹簧浮置板地段较常见的施工问题包括扣件偏斜、盖板锚固螺栓外露、浮置板开裂/起灰等,详见图1。
1.1.1 扣件偏斜
浮置板钢筋配置复杂,通常只能设置短轨枕,施工时轨距及轨底坡较难保证。此外,因轨排调整不当
导致的扣件及短轨枕偏斜的情况较普遍,尤其是在曲线地段。扣件偏斜导致轨距块与钢轨之间产生离缝,列车经过时钢轨会异常外翻且轨距无法保持,存在一定程度的安全隐患。
1.1.2 盖板锚固螺栓外露
考虑到浮置板板下水沟的检修需求,道床顶每隔6 m 需设置一处观察筒及配套的盖板。浮置板现浇时受施工水平的制约,锚固螺栓很难做到与道床顶面平齐。道床中心属于运营检修人员的主要行走通道,隧道内作业环境差,锚固螺栓外露在一定程度上会存在绊脚的隐患。
1.1.3 浮置板开裂/起灰
浮置板钢筋密集、结构复杂,而地下线洞内环境差,作业人员劳动强度大,且受严峻的工期安排影响,现场浇筑混凝土很难做到浇筑的均匀性和充分性;此外,现场也很难实现浮置板道床的规范养生,这些因素导致很多浮置板在浇筑及运营后出现开裂、起灰等病害,直接影响其强度及耐久性。
1.2 施工速度难以适应工期要求
电热丝绕线机现浇钢弹簧浮置板的施工速度约为35 m/天,道岔
区约为5~10 m/天,在下部隧道桥梁基础移交延迟、铺轨工期压缩等情况下,这种施工速度制约了铺轨总工期图1 现浇浮置板的典型病害
a 扣件偏斜
b 锚固螺栓外露
c 浮置板起灰
锚固螺栓外露
扣件偏斜浮置板起灰
2  “钢轨-扣件-预制板-隔振器”一体化模型
(单位:kN )
80.00
80.00
80.00
80.00
80.0080.00
80.00
80.00
a 扣件套管的预埋
b 预制板钢筋笼的绑扎
图4 钢弹簧浮置板工厂化预制
图5 曲线地段平分中矢法布置预制板
板中心线线路中心线
控制基标
F /2
F /2
中受工期制约,统一采用了3.6 m 预制短板,最小曲线半径为600 m ,共铺设174块预制板。另外,考虑到隧道偏移及过轨需求,18 m 范围内采用了现浇板。
预制板生产制造过程中采用5套模具,1套模具 1天可以生产1块板,合计生产周期为35天。铺设周期约折算为12天。
6.2 减振效果后评价
9号线于2016年10月28号正式开通试运营,北京铁科工程检测中心对预制钢弹簧浮置板的减振效果进行了测试,共测试了10趟车。根据测试结果,隧道壁分频振级对比见图6,预制板地段隧道壁的振动最大值VL Z max 平均为62.53 dB ,达到了预期的减振设计效果。
7 结论及展望
钢弹簧浮置板钢筋构造较为复杂,目前一般采用“钢筋笼现浇法”进行施工,在工期较紧时,不仅轨道几何尺寸精度很难保证,而且容易导致轨道零部件或隔振部件的组装状态异常,从而影响减振效果及轨道平顺性,严重时还可能带来轨道部件损坏、浮置板开裂、积水等一系列轨道病害。
参考高铁预制轨道板的设计理念,深圳市轨道交通采用了液体阻尼预制钢弹簧浮置板。浮置板上的扣件及隔振元件安装预埋件完全由高精度的钢模保证,改善了钢弹簧浮置板的铺设精度并提高了施工速
度,从而确保轨道的平顺性。预制钢弹簧浮置板在9号线的成功应用对于其他新线建设具有借鉴意义。
预制板的板长决定了每千米预制板的数量。单块预制板长度增加,减振性能提高,施工接口数量减少,但相应板的质量也会增加,将导致施工难度加大,且对小半径曲线的适应性需重新研究。后续阶段,在满足现有施工装备及环境的前提下,可进一步研究预制板标准板长加长的可行性。
16gan参考文献
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收稿日期 2021-08-16
责任编辑 党选丽
图6 实测隧道壁分频振级对比
4
5  6.381012.516202531.540506380100125160200
1/3倍频程中心频率/Hz
对比断面
减振断面
90
80706050403020100
0分频振级/d B
Technical innovation and application of prefabricated
steel spring floating slabs
触摸按键Zheng Xiaolian
Abstract: In combination with the disadvantages of the existing cast-in-situ steel spring floating slabs, the new technology of prefabricated steel spring floating slabs is put forward, including key points of design, manufacture, inspection and laying, and the practical application in Shenzhen rail transit line 9. Therein, the size determination, laying, vibration reduction effect prediction, post-evaluation, etc., of prefabricated boards is mainly explained. The new technology of prefabricated steel spring floating slabs has the advantages of fast construction speed, high quality, good maintainability, etc. In this article, the innovative research and application of steel spring floating slabs from traditional cast-in-situ boards to in-plant prefabricated slabs in Shenzhen rail transit are summarized, which can be used as a reference for construction of other new lines.
Keywords: urban rail transit, steel spring floating slab, prefabrication, new technology

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