CRTSⅡ型板式无砟轨道系统技术介绍材料中铁十七局京津城际轨道项目经理部二〇〇七年十二月五日Ⅱ型板式无砟轨道技术博格板式无砟轨道系统技术是我国引进的第一条无砟轨道结构形式，经过消化、吸收、再创新，形成中国特色的板式轨道，称为Ⅱ型板式无砟轨道技术，已应用于京津城际轨道交通工程一、 系统技术的构成Ⅱ型板式无砟轨道系统技术从施工生产的角度来分包括轨道板工厂化生产技术和轨道板现场铺设两大部分轨道板工厂化生产技术按照工业化设计思路，最大程度实现了机械化作业、设备的高效周转利用，以及劳动力资源、作业效率的充分发挥轨道板的生产包括轨道板预制、轨道板存放和轨道板打磨轨道板现场铺设通过将成品轨道板在轨道砼基床上的精确定位和固定来最终确定钢轨道的空间几何形态，包括桥梁底座砼/路基支承层砼及侧向挡块施工、轨道板粗铺(含现场运输存放)、轨道板精调、沥青水泥砂浆灌注、轨道板张拉连接、轨道板剪切连接Ⅱ型板式无砟轨道系统技术从技术属性来分包括：轨道板预制工艺，轨道板打磨工艺，轨道板铺设前的沉降评估，精确测量技术(包括轨道板生产与打磨测量控制，设标网的测量与控制(相当于CPⅡ)，轨道基准网的测量与评估(相当于CPⅢ)以及轨道板粗铺后的精确调整及精调后的测量评估)，轨道板及底座砼的绝缘措施，长桥上底座砼张拉工艺，沥青水泥砂浆搅拌及灌注工艺。
其中，轨道板生产(预制及打磨)、精确测量和沥青水泥砂浆的搅拌和灌注是Ⅱ型板系统的三大核心技术二、 结构组成介绍1． 轨道板的结构纵向连接锚固钢筋预设断裂位置轨道扣件灌浆孔横向预应力图1 标准轨道板结构示意图轨道板分标准板和异型板标准板结构如上图所示标准板长6.45m，宽2.55m，厚0.2m，为预应力砼结构标准板纵向分20个承轨道台，承轨台设计适应于有挡肩扣件(VOSSLOH扣件)，经过打磨后确定了其路上唯一位置属性，所以每一块板都有各个的顺序编号异型板包括补偿板、特殊板、小曲线半径板以及道岔板，其中补偿板、特殊板、小曲线半径板均在标准板基础上发展变化而来，与标准板有着类似的结构特点，分别用于补偿调整线路长度、道岔前后过渡、曲线半径小于1500米地段道岔板是单独设计道岔区2． 桥梁上轨道结构桥梁上轨道结构包括：两布一膜滑动层，底座砼，沥青水泥砂浆联结层，轨道板及侧向挡块如图2、图3所示桥梁上轨道结构特点体现在底座砼施工工艺上曲线超高设置通过底座砼断面控制，其次底座砼为钢筋砼连续板带结构，施工方法特殊图2 桥梁上直线段轨道结构示意图图3 桥梁上曲线段轨道结构示意图3． 路基上轨道结构路基上轨道结构包括路基防冻层、支承层砼(无筋)、沥青水泥砂浆联结层、轨道板。
路基上的曲线超高通过支承层下的防冻层控制如图4所示图4 路基上轨道结构示意图4． 路桥过渡段轨道结构摩擦板端刺为满足桥梁底座砼纵向力平衡，采用了特殊的摩擦板及端刺结构，做为桥梁与路基之间的过渡摩擦板上轨道结构与桥梁上略有不同，底座砼与摩擦板之间采用单层土工布，底座板终端与端刺结构剪切联接图5 路桥过渡段轨道结构示意图三、 系统技术的主要特点Ⅱ型板式无砟轨道系统在施工技术中主要体现以下几个特点：1． 精度要求高、工序控制严格精度高体现在位置、几何尺寸、时间、温度等方面，譬如：现浇梁的顶面平整度控制4m/8mm；底座板高程精度±5mm，轨道板粗定位≤10mm，轨道板精确定位控制在≤0.2mm；CA砂浆从搅拌成品到提升上桥，最终到灌注入板缝控制在30分钟内；底座混凝土基本浇筑段必须在一天内完成等2． 大量使用非标设备及工装，对操作要求提高为满足Ⅱ型轨道板的生产及施工，必须配置专用非标设备和工装设备工装与系统技术密不可分，突破了传统施工中对机具的使用要求这些非标设备包括轨道板生产中的模板、布料系统、磨床；现场铺设所需的沥青水泥砂浆搅拌设备、轨道板精调系统；以及大量使用专用工具专业化的设计增加了设备工装采购、加工和使用难度。
3． 新材料的广泛使用Ⅱ型板式技术大量使用了新材料，需要与材料供应商共同研制和开发譬如用于轨道板生产的高标号早强水泥、预应力钢筋，用于现场铺设的硬泡沫板、两布一膜、沥青水泥砂浆中的干粉材料和乳化沥青等伴随着新材料的使用，必然提出一些新检测方法和检测标准四、 主要施工工艺法1． 轨道板生产制造工艺1.1 轨道板生产制造流程图外加剂原材料、配件进场及检验普通钢筋塑料套管模板安装检测水泥砂石预应力钢筋∮10预应力筋入模预应力筋初张拉20%安装纵向隔板及塑料套管预应力筋终张拉100%安装上层钢筋网片及橡胶端模定位预应力筋入模安装下层钢筋网片预制上层钢筋网片钢筋加工预制下层钢筋网片模板清理及喷脱模剂脊绝缘合格绝缘合格入模后网片绝缘检测合格砼灌注振动成型、刮平、刷毛、安装S2钢板初凝后吊起侧模、清理覆盖养护膜、养护16h放松预应力试件制作R≥48Mpa水池同温条件养护计量搅拌运输砼切割预应力筋、博格板脱模车间静放24小时运至存板场存放28天翻转轨道板28天后R≥55Mpa切割外露预应力筋打磨并编号安装扣件运至存板场运至铺筑现场合格1.2 板厂概况整个制板场占地面积为80000m2，其中生产车间占地11089m2，全场分厂车间内作业的钢筋加工区、毛坯板预制区、成品板打磨装配区和厂房外的存板区、混凝土拌和站、辅助工区等6个工区。
生产车间依据博格板生产工艺流程、工序顺序和物流方便布置设计按钢筋原材料进入至预制轨道板出车间的顺序方向，以三条毛坯板生产线为主轴，横向成三跨结构，主厂房设三条预制生产线，全长288米车间整体结构采用钢框架结构板场设备的制作安装是按照博格公司工艺设计进行制作加工安装的，分直接引进、国内研发制造加工、以及利用国产设备三种情况，共33种，64台套其中主要设备有：HZS150型混凝土搅拌站1座、混凝土布料机1台、LDA5T电动单梁桥式起重机2台、LH16T电动双梁桥式起重机3台、LH（8+8）T16t电动双梁桥式起重机1台、预应力工装（含张拉台、卡具、液压泵）3套、GDB-VG-K25T/4真空吸盘吊具2台、提升力100KN轨道板翻转机1台、混凝土轨道板打磨机1台、OGFD-6.3空气压缩机1台、MG32/5-50.4龙门吊2台、DNA03数字水准仪1台、TCA1800高精度全站仪1台板场设计生产能力为，主厂房投入三条毛坯板生产线，每条生产线设置27套模具，24小时最大毛坯板生产量81块投入轨道板打磨用磨床及其配套设备一套，24小时正常可打磨成品板80-100块板厂的布置与设计体现以下两个特点：a) 整套工艺较多使用了计算机数控操作、机械化、机电一体化作业，自动化程度很高，实现了工程的高科技施工。
b) 整个制作、加工过程工序衔接合理，物流组织与工艺配套1.3 重难点工程介绍1.3.1 模具制作与安装模具制作及安装是建厂过程中工艺难点模具加工精度要求高，平面精度±0.5mm，承轨道模具尺寸精度±0.3mm模具分标准板、小半径曲线板、补偿板和特殊板标准板模具设计长6.45m、宽2.55m，由地脚螺栓及支撑钢板、缓冲橡胶块、支架、面板、承轨台、纵向隔模、橡胶端模以及辅助部件组成小半径曲线板模具分600-1500m和350-600m两种半径的曲线模具由于左右线排水坡方向相反，承轨台在左右线也位置相反，曲线模具又分内外线两种特殊模具总长12.5m，专门制造补偿板使用，通过横向端模板的位置变化可调节适应补偿板的不同长度模具安装首先采用莱卡DNA03数字水准仪测出张拉台座两端张拉横梁上张拉钢丝钳口的高程，并求出两端的高程平均值，要求张拉池两端张拉横梁的高度应处于同一水平，最大允许相差±1mm，全局布置模板，要求模板V型槽口中线与Φ5钢筋张拉槽口中心Φ5钢筋张拉槽口中心对齐，其精度要求达到 ±1mm用数字水准仪测量承轨台高程在同一水平面上，误差范围±0.3mm1.3.2 钢筋加工及绝缘检测轨道板内钢筋由∮10mm、∮5mm预应力丝、∮20mm精扎螺纹钢筋及上下两层钢筋网片组成。
钢筋间纵横节点用绝缘卡连接，或用热缩管隔离钢筋网片入模安装顺序为：∮5mm 预应力丝入槽——下层钢筋网片安放——∮10mm预应力丝入模——初张拉（20%）——纵向隔模安装——终张拉（100%）——上层钢筋网片安装的顺序进行钢筋网片加工完和入模后均要进行绝缘检测轨道板采用整体横向张拉工艺，用大吨位张拉横梁，同时张拉60根预应力丝，张拉力达470吨预应力钢筋张拉采取双向双控方法，分两个过程：先张拉到理论拉力的约20%，用环形螺母锁紧，静停30分钟，在此期间安装纵向模板；再张拉到理论拉力的100%，并放上支承板，锁紧环形螺母，稳定后停止全部预加应力设备要求张拉过程同端千斤顶位移差不大于2mm，两端千斤顶位移差不大于4mm张拉完成后，实际张拉力、伸长量读数与理论计算值的误差不得超过5%单根实际张拉力与理论张拉力误差不大于15%1.3.3 轨道板混凝土材料选定及其灌注工艺砼材料选择上与国内指标差别较大的项目主要为水泥，其中水泥比表面积与早期强度要求与国内有较大差异,其中水泥比表面积指标要求为：500~600 m2/㎏早期强度要求为：标准胶砂抗压强度要求2天达到＞38 MpaⅡ型板混凝土采用C55混凝土强度等级，要求混凝土的早期强度16小时≥48 Mpa，28天混凝土抗压强度达到55Mpa。
灌注混凝土采用布料机均匀布料，可将混凝土定量投入模板，同时也保证了混凝土浇筑的均匀性和底板面平整度及轨道板厚度的可控性采用模具下安装的附着式振捣器捣固的方法，混凝土浇注前模板温度要在20-30℃混凝土入模温度在15-30℃浇筑完毕混凝土初凝并起出侧模板后，应及时在混凝土表面覆盖帆布养护在混凝土灌注完成后16h，试件强度达到48Mpa以上时，即可撤掉帆布，进行预应力放张及切割预应力筋，开始轨道板脱模作业毛坯板在车间自然存放24h后，即可运到车间外堆放1.3.4 打磨(1) 翻转轨道板轨道板在存板场存放28天后即可进行打磨，打磨时用龙门吊车、抓钩式吊梁将毛坯板运送到翻转机，启动翻转机液压装置，将毛坯板夹紧;将翻转装置上升到极限位置，并翻转180°，将翻转装置下降到轨道板至滚轮线位置后，解开翻转机锁紧装置2) 切割外漏预应力筋轨道板翻转后由滚轮托架线将轨道板运送到钢筋切割工位，由盘锯对其两侧外漏预应力筋进行切割3) 打磨轨道板打磨轨道板由打磨机完成，工作过程需要水、电、气及污水处理系统协同运行，正常情况下，轨道板打磨时间约15min主要工作程序如下：固定轨道板：托架线将轨道板运送到打磨工位，然后通过设置在轨道板下的6个油缸将毛坯板顶起并进行找平调整，用4个油缸控制，从侧面6个夹紧油缸将轨道板卡紧。
此时即可开始对毛坯板进行测量和磨削加工生成子程序：通过磨床内激光测量系统（或传感器测量系统）测量轨道板承轨台的各个关键点，计算出板平面相对于加工面的位置，然后将加工面转换到轨道板上，并借助路线控制数据（每个承轨台的Y、Z坐标和倾斜角）自动生成加工该块板的数控打磨子程序打磨轨道板：根据打磨程序给出的打磨次数和打磨量，打磨机的两个磨轮对轨道板进行打磨行程，直至符合质量标准雕刻编号：轨道板打磨完成后，测量系统自动对轨道板打磨质量进行检测，经检测合格后，自动生成雕刻。