浅析CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板裂纹原因分析及控制措施

浅析 CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板裂纹原因分析及控制措施

潘林林

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摘要：CRTSⅢ型板式无砟轨道由钢轨、弹性扣件、轨道板、自密实混凝土层、隔离层以及具有限位结构的钢筋混凝土底座板等部分组成。其中底座板作为主要承载结构，产生裂纹后将对结构安全性、耐久性造成较大影响。基于此，本文通过对原材料、施工工艺等方面进行了认真分析研究，提出了切实可行的裂纹控制措施，取得了良好效果。以期为同类或类似工程项目施工提供借鉴。

关键词： CRTSⅢ无砟轨道；底座板；裂纹控制

引言

近十年以来，国民经济发展速度惊人，人民的生活水平得到了全面改善，伴随着社会经济的快速发展，交通运输业也快速发展。高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道作为我国自主研发的轨道结构形式，是在总结国内几种成熟的无砟轨道的基础上，吸收其优点，克服其缺点，形成一种结构安全可靠、经济合理、施工方便、便于维修的新型无砟轨道结构。而在施工过程中，由于材料原因、气候原因、养护原因以及施工工艺原因等，容易产生无砟轨道底座板出现表面不规则裂纹、限位凹槽角隅处八字裂纹等，如不有效控制，将会影响到无砟轨道底座板混凝土的耐久性，影响工程交验及后期运营安全，为了控制无砟轨道底座板施工过程中的裂纹。因此将对如何预防无砟轨道底座板裂纹出现进行分析，并提出控制从事，为今后无砟轨道底座板裂纹施工质量控制提供经验和依据。

一、工程概况

商合杭铁路（安徽段）中国铁路设计集团负责设计段落，底座板为钢筋混凝土结构，采用单元结构，桥梁地段混凝土强度等级为C40。底座板内配置双层CRB550级冷轧带肋钢筋焊网。底座板对应自密实混凝土凸台位置设置凹槽。桥梁地段底座宽度为2900mm，直线地段底座厚度为200mm（含4mm厚土工布），曲线地段根据具体超高确定。底座采用单元结构，一般每3块轨道板范围对应底座为一个单元，当轨道板块数不为3的整倍数时个别地段以2块板范围对应底座为一个单元进行调整，单元间设置20mm伸缩缝，伸缩缝处填充聚乙烯泡沫塑料板，顶面及两侧面均采用聚氨酯嵌缝材料封闭，底座对应自密实混凝土凸台位置设置凹槽。

二、底座板裂纹产生原因及控制措施

（一）表面不规则裂纹

1.混凝土性能不满足要求产生裂纹的原因及控制措施

产生原因：根据现场试验记录和出现裂纹的轨道板进行统计可以得出底座板混凝土坍落度在达到160mm及以上时，裂纹产生明显，而低于此值的底座板表面裂纹明显减少，因此混凝土性能是影响底座板结构裂纹产生的主要原因。

控制措施：科学优化配合比，降低混凝土用水量，降低胶材用量，在允许范围内尽可能降低含砂率，使其混凝土坍落度控制在130～140mm左右。底座板混凝土宜采取以减少混凝土的塑性变形、长期收缩变形、提高混凝土早期抗拉强度为目标的混凝土，按照“低胶材、低用水量、低坍落度、高含气量”（三低一高）的原则设计，其配制要点如下：

（1）胶凝材料用量不宜大于380 KG/m3；

（2）用水量不宜大于150 KG/ m3；

（3）泵送时混凝土坍落度不应大于140mm（需进行特殊配合比设计），斗送时不应大于120mm；

（4）采用减水剂和引气剂双掺的方式复配，入模含气量不小于4%；

（5）单位体积浆体量不宜大于0.30m³ (不包括所含空气体积)。

现场施工期间，试验室现场人员与拌合站加强联系，多沟通，合理拌和、发料，尽可能的减少混凝土现场等待时间。

2.混凝土保护层厚度不满足要求产生裂纹的原因及控制措施

产生原因：底座板内有2层定位钢筋网片，施工时采用钢筋网片铺设完成后现场根据标高调节垫块高度，确保钢筋网片上层保护层符合要求。实际操作工作量大，时间长，在支立模板过程中由于人工操作不当导致触碰钢筋网片，造成钢筋网片发生位移，导致浇筑完成混凝土保护层不满足要求，底座板表面井字形或不规则裂纹明显，因此钢筋网片保护层厚度不满足要求是影响底座板裂纹产生的主要原因。

控制措施：根据每孔梁每块底座板已知四角标高点加工U形筋，与上下钢筋网片点焊固定，确定上层钢筋网片位置，可以有效防止钢筋网片移位并可严格控制上下层钢筋网片保护层，根据U型筋的长度不同进行分类存放，保证现场使用方便快捷。侧面采用放点、弹线的办法找出钢筋网片的铺设位置，保证侧面钢筋网片的保护层符合要求，经过对钢筋网片保护层的严格控制可以有效控制底座板纵横向裂纹和网格状裂纹的产生。

3.底座板收面方法不当产生裂纹的原因及控制措施

产生原因：人工收面时，因为混凝土坍落度较小，混凝土较硬，增加了收面的难度，作业人员为便于收面，采用洒水或将抹子湿润后进行抹面，这样虽然降低了收面难度，但是，增加的水分会改变混凝土表面的配合比，甚至造成浮浆现象，极易产生裂纹。在收面的过程中，混凝土表面收成光面时，裂纹明显多。

控制措施：浇筑完成后现场技术人员继续进行旁站，增加收面人员数量；在保证表面平整度的情况下，用木抹子或塑料抹子收成糙麻面，减少表面网状裂纹产生。

4.养护方法不当产生裂纹的原因及控制措施

产生原因：通过现场观察及统计混凝土浇筑完成后初次养护时间越是接近混凝土终凝时间，底座板存在的裂纹数量会明显减少。浇筑完成待混凝土终凝后直接采用蓄水养护的底座板网状裂纹较多，甚至出现混凝土起皮现象。经分析，是由于过早蓄水养护，水浸泡了浇筑完成不久的混凝土，混凝土处在终凝边缘，造成表面混凝土含水量改变，甚至泡软，造成网状裂纹甚至起皮。

控制措施：在末次收面完成后，混凝土终凝时不立即采用蓄水养护，配置雾状喷洒设备灌入养护液，对混凝土进行润湿，养护液喷洒后在混凝土表面能够及时形成封闭薄膜，防止水分蒸发过快。避免明水直接接触，更能促进混凝土初期养护，在蓄水养护前保持混凝土面处于润湿状态，减少表面龟裂纹和起皮现象。喷洒养护液后6～12h可再采用带模蓄水养护的办法，拆模后采用土工布加塑料薄膜滴灌养护的方法，该方法的具体实施有效的避免了底座板纵横向裂纹和表面裂纹的产生。

（二）限位凹槽处裂纹

1.限位凹槽八字裂纹产生的原因及控制办法

产生的原因：设计底座板限位凹槽处四周为直角，在该处应力集中，易出现八字裂纹。八字裂纹出现较多处均为直角或圆角较小。

控制办法：为避免角隅处应力集中，在定制模板时增加圆弧角凹槽模板，圆弧半径为3cm；也可在拆除凹槽模板时，混凝土终凝前，利用圆形工具对凹槽四角进行修圆，该方法有效抑制了限位凹槽四角裂纹。

2.限位凹槽处防裂网安装方法不当产生裂纹的控制办法

产生的原因：底座板限位凹槽增加的小防裂网片在浇筑前直接安装好以后再进行混凝土的浇筑，在浇筑完成后会出现四角裂纹。

控制办法：待底座板混凝土浇筑完成、振捣结束、刮杠找平后，在距离限位凹槽倒角2cm位置放置10cm*10cm钢丝网片，网格规格为10mm*10mm，在混凝土收面前人工进行向下按压进混凝土2cm，使网片完全没入混凝土中，然后再对表面进行收面，从而有效的控制了限位凹槽四角裂纹。

结语

通过本项目对无砟轨道底座板裂纹进行分析并总结出可行的控制措施，减少了底座板返工数量，有效的控制了底座板的施工质量，成功的解决了底座板施工裂纹缺陷的后顾之忧。取得了较好的经济效益同时为企业节约了成本。为今后其它铁路项目无砟轨道底座板施工提供了宝贵的施工经验。但是混凝土裂纹产生原因众多，仍需继续不断努力研究。

参考文献

[1]方霆. CRTS Ⅲ型板式无砟轨道底座板混凝土裂纹控制技术[J]. 2019.

[2]李瑞英. CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板裂纹控制[J]. 消费导刊, 2017.

[3]丰逍野, 周毅, 赵振伟. CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工技术要点[J]. 交通工程建设, 2017(2):4.