弹簧浮置板预制基底结构初步研究

弹簧浮置板预制基底结构初步研究

杨帆

中铁二院华东勘察设计有限责任公司，杭州310000

摘 要：本文首先介绍弹簧浮置板现浇基底结构施工工艺及存在的质量缺陷，针对现浇基底存在的质量缺陷作者提出了一种弹簧浮置板预制基底结构，并详细阐述了该结构如何从理论上解决现浇基底出现的质量问题。其次，作者从设计、施工两个方面阐明如何进一步促进预制基底结构的实施应用。

关键词：弹簧浮置板；现浇基底结构；预制基底结构；预埋钢套筒；自密实混凝土调整层

0研究背景

钢弹簧浮置板和橡胶弹簧浮置板轨道是近年来城市轨道交通中应用最广泛的两种特殊减振措施，其减振原理及道床结构基本相同，都是由轨道板、隔振器、基底组成，区别为隔振器产品不同，本文将其统称为弹簧浮置板。

当前弹簧浮置板轨道板采用了现浇钢筋混凝土和预制轨道板两种结构，基底只采用了现浇钢筋混凝土结构。弹簧浮置板基底作为隔振器的支撑受力平台，对其标高、平整度、抗压强度、限位能力都有很高的要求，是弹簧浮置板正常工作的基础、也是施工过程中质量控制的核心关键。多年实践中发现现浇浮置板基底受施工工艺、现场作业环境、人为因素等影响，不可避免的出现一些质量通病，针对现浇基底存在的质量问题研究出一种预制基底结构，旨在有效提高基底施工质量，延长弹簧浮置板使用寿命。

图1弹簧浮置板断面图

1弹簧浮置板现浇基底结构

现浇基底施工工艺流程：隧道清理—基底钢筋绑扎—模板安装—基底混凝土浇筑—基底标高复测。基底施工前，先进行隧道清理，将隧道管片手孔内杂物清理干净；基底钢筋加工完成后运输至作业面，现场对基底钢筋笼进行绑扎；基底钢筋绑扎完成后进行中心水沟模板安装，模板安装做到线型平顺、位置正确、牢固不松动；模板安装完成后进行基底混凝土浇筑，混凝土浇筑过程中要求严格控制道床基础的表面平整度，在安放隔振器位置的高程误差控制在0～-5mm以内；混凝土浇筑完成后测量人员对每个安装隔振器的位置的高程进行测量，对于高程不满足要求的位置进行整体打磨或修补处理。

    图2 基底模板安装 图3基底混凝土浇筑

目前现浇基底施工过程中主要通过设置护装来控制基底标高，即在隔振器位置植入钢筋头，测量钢筋头高程并标记出基底面设计位置，再通过拉线的方式控制基底高程。虽然施工单位足够重视基底施工质量并采取了专门的控制措施，但受施工工艺、现场作业环境、混凝土性能、作业人员素质等客观因素的影响，实际施工出来的基底然普遍存在以下质量问题：（1）基底标高、平整度施工控制难度大，尤其曲线地段由于混凝土流动性基底斜面难浇筑成型；（2）基底标高控制不到位时，只能采用高强灌浆料在原基底上修补，时间久了修补层可能出现破埙、脱落病害；（3）限位器安装槽通过电钻在基底上钻孔成型，经常与基底钢筋冲突，钻孔困难；限位器长期与混凝土孔挤压作用易使孔洞扩大，导致水平限位器限位能力下降，引起浮置板横向位移，导致钢轨波磨；（4）基底浇筑时中心水沟易跑模、上浮、堵塞，影响排水效果；（5）基底限位凸台都是在浮置板顶升完成后进行二次浇筑，整体性较差，后期容易损坏。

图4 基底修补 图5 限位器安装钻孔

2弹簧浮置板预制基底结构

针对上述现浇基底存在的质量问题，提出一种预制基底板结构替代传统现浇钢筋混凝土基底结构，有效应对现浇混凝土施工过程中存的缺陷，提高浮置板基底质量，延长浮置板使用寿命，减少浮置板地段钢轨波磨。

预制基底结构技术方案：预制基底结构由预制基底板和自密实混凝土填充层组成，预制基底板上设有中心水沟、限位凸台、注浆兼限位孔、预埋限位钢套筒。施工时配合测量将预制基底板定位至设计位置后利用注浆及限位孔灌注自密实混凝土成型。预制基底板为厂制钢筋混凝土结构，占据基底面积的90%，保障了基底施工质量；预埋限位钢套筒配合限位器能长期有效限制隔振器横向位移，减少钢轨波磨；中心水沟与预制结构一体成型，具有美观、排水流畅的特点；限位凸台与预制结构一体成型，具有稳固且整体性好的特点。

图6预制基底结构平面图

图7预制基底结构断面图（一）

图8 预制基底结构断面图（二）

与现浇基底结构相比预制基底结构存在以下优势：（1）预制基底板工厂化施工，平整度好，施工时只需通过测量控制预制基底板四角的高程便能保证基底标高，保障了施工质量；（2）预制基底板强度比现浇混凝土大，且不存在修修补补的情况，承受隔振器周期性荷载能力更强，更不易受损，使用寿命更长；（3）预制基底板制作时预埋限位器钢套筒，能够更好的抵抗限位器水平作用力，对浮置板水平限位能力更强，减少钢轨波磨；（4）水沟为预制，相对于现浇基底水沟模板易起伏，预制基底板水沟标高稳定，排水效果更好；（5）限位凸台为预制，相对于现浇限位凸台需二次浇筑成型，稳定性、整体性更好。

3弹簧浮置板预制基底结构设计阶段

为保障预制基底结构的稳定性、可靠性，进行施工图设计前需建立该结构理论模型，采用有限元软件进行仿真受力分析，进一步明确预制板外形尺寸、配筋方案、自密实填充层厚度等具体设计参数，并优化相关设计图纸、明确设计要求。

4  弹簧浮置板预制基底结构施工阶段

预制基底结构施工工艺：隧道清理—预制基底板运输—预制基底板架设—预制基底板精调定位—灌注自密实混凝土-基底标高复测。其中预制板的架设、精调目前还没有类似工程经验，需施工方根据其结构特点及调整精度开发出配套的工装设备，该工装设备应具备便捷的调整预制板基底板水平及高程位置的能力，并能在自密实混凝土灌注过程中保持其位置稳定不变形，方能满足预制板基底结构施工效率及施工质量需求。

5  研究结论

预制基底结构的提出有效从理论上解决了当前现浇基底结构存在的诸多质量问题，但要应用到具体工程实际中还需进一步对该结构模型进行理论计算分析，优化具体的设计参数、设计图纸，并开发出配套的施工工艺、工装、工法。

参考文献

暂无。