孙立山 牛永刚
中铁四局集团第五工程有限公司 江西九江 332000
摘要：铁路CRTSIII型轨道板矩阵单元台座法预制，采用工厂化施工，批量预制。按照施工顺序和各部位功能，轨道板预制施工可分为模板施工、钢筋施工、预应力施工、混凝土施工、封锚、养护、存放等主要工序，本文主要介绍混凝土施工方面经验。
关键词：工艺、质量控制、混凝土
0 引言
CRTS Ⅲ型板式无砟轨道系统是我国自主研发，拥有完全自主知识产权，具有技术先进、经济合理、综合性能优等特点，CRTSIII型轨道板混凝土强度等级C60，混凝土工序是轨道板预制过程中质量卡控的重点之一。
1 混凝土配制
（1）混凝土配合比
轨道板板体混凝土强度等级为C60。应符合TB/T3275-2011的要求。经过试验，选取轨道板理论配合比：水泥：掺合料：砂：碎石（5-10mm）：碎石（10-20mm）：减水剂：水=419: 47: 690:352:823:4.66:131。
每次施工时按理论配合比换算成施工配合比计算每盘（每次投料拌合的混凝土重量）各项材料的实际需用数量进行投料拌合。
（2）混凝土拌合物性能
采用混凝土输送系统+运灰料斗进行的运输，混凝土的坍落度在入模时按80～120mm进行控制，含气量应在2%-4%。
（3） 混凝土耐久性
碱含量：混凝土总碱含量不应超过3.0 kg/m3。氯离子含量：由水泥、掺合料、砂、石、外加剂和水带入混凝土的氯离子总量应不超过胶凝材料总量的0.06%。混凝土中三氧化硫总含量不应超过胶凝材料总量的4%。混凝土56d氯离子扩散系数（DRCM）不应大于5×10-12 m2/s。
电通量：混凝土电通量应小于1000C。
抗冻性：混凝土抗冻性应满足F300的要求。
收缩性：混凝土56d收缩率不应大于400×10-6。
2 混凝土拌制
（1）计量检定
各种材料的计量系统必须满足称量精度要求，必须经计量检定合格后，方能使用。电子秤、磅秤每半年检定一次，每月使用量程自校一次。
（2）骨料含水率测定
每工作班应至少测定含水率一次，遇阴雨天气应增加测定次数，并据此调整混凝土施工配合比，施工配合比的调整应由试验技术人员负责，任何人均不得擅自调整，混凝土拌合物出机后严禁二次加水。
（3） 施工配合比的开具和接收
试验室接收混凝土开盘证后，及时开具施工配合比通知单。通知单应经驻厂监理签字，由拌和站站长接收。拌和站根据下达的施工配合比通知单在试验人员确认各材料用量输入无误后方可进行拌制。
（4）计量误差
各种原材料计量设备的最大允许偏差符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、掺合料）、外加剂、拌合用水：±1%；粗、细骨料±2%。
（5）混凝土性能指标测定
每个台座拌制的混凝土按规定测定混凝土性能指标，坍落度控制在80-120mm，混凝土拌合物入模温度控制在5℃～30℃，混凝土含气量为2%～4%。每天开盘前三盘进行测量，以后每台座进行测量一次。
（6）混凝土搅拌
混凝土采用强制搅拌机搅拌，电子计量系统自动计量原材料。混凝土拌制投料顺序：先向搅拌机投入骨料、水泥和掺合料，搅拌均匀后，加水和外加剂，直至搅拌均匀为止。全部材料投入搅拌机开始至搅拌结束所用时间不应少于120s。
3 混凝土运输
混凝土采用混凝土输送系统及运灰料斗进行混凝土的运输，混凝土浇筑前应检查料斗是否正常。检查各种斗门启闭是否正常，并清理各种残渣，防止在混凝土中混入已凝固的灰浆和杂物。混凝土在运输过程中，保持其匀质性，在运灰料斗放料至布料机时发现有杂物或灰块时及时进行剔除。
4 混凝土浇筑和振捣
（1） 混凝土浇筑前检查
a. 确保上道工序（终张拉、绝缘检测、电子芯片安装等）满足相关要求。
b. 检查机械设备工况，坍落度、含气量、入模温度等测量仪器准备情况，作业人员就位情况。
c. 混凝土浇筑令（安质部下达→工程部→班组→试验室）、混凝土施工配合比通知单（试验室→拌和站）是否准备完毕。
d. 混凝土浇筑前应将混凝土料斗内、外清理干净，并喷水润湿料斗内壁。
（2）混凝土及模板温度控制
混凝土浇筑时，模板温度在5℃～35℃。混凝土拌和物入模温度控制在5℃～30℃。
（3）混凝土布料及振动
a. 一个台座配置8套模板，一套模板配置8台2.0kw的附着式高频振动器，1～4，6～8布料顺序为：1、2号→3、4号→5、6号→7、8号（或7、8号→5、6号→3、4号→1、2号），单块轨道板浇筑时，沿模板纵向方向分三层布料，严禁浇筑间隔超过初凝时间的混凝土。
b. 混凝土浇筑前通过振捣工艺性试验，确定了最佳振动频率、振幅和时间等工艺参数:混凝土布料分三层进行:第一层(约10cm厚)浇筑后，振动20s（频率100hz）+40s（频率110hz）+20s （频率90hz）。第二层(约8cm厚)浇筑后，振动20s（频率100hz）+40s（频率110hz）+20s （频率90hz）。第三层(约2cm厚)浇筑后，振动约20s（频率90hz）。各层布料应均匀、分散。
c. 混凝土浇筑，下料口距模板高度以0.5m左右为宜，下料量要适度，以振捣后混凝土平齐钢模顶面为准。在每层布料完毕后，观察混凝土顶面的平整度，安排专人对局部凹凸不平处采用铁锹及时进行整平。
d. 第三层混凝土浇筑时指挥人员，及时安排作业人员对第三层布料后整。时刻观察混凝土的振动效果，并根据混凝土塌落度的大小调整第三层的振捣时间。确保混凝土既不欠振又不过振，做到混凝土外光内实，混凝土振动成型后，板底粗糙，骨料略有外露，外露不大于6mm，不抹面。注意填边填角，表面整平但不需进行压光处理，终凝前严禁踩踏。每次浇筑混凝土振动过程中，必须检查侧端模紧固件是否松动、脱落是否松脱，如发现问题必须及时处理。混凝土浇筑完成后，将侧模、端模边上等处的混凝土清理干净，同时去除固定门形筋用的钢筋。在每块轨道板混凝土初凝前将接地端子的固定螺栓拧松按螺栓不脱落、不持力为标准，以防止该部位因引力集中引起混凝土局部产生“八”字形裂纹。
（4）试件制作和强度检验
混凝土浇筑过程中，以每个台座为一批，每批以最后一块轨道板浇筑成型过程中，取样制作2组混凝土强度抗压试件(1组预应力筋放张抗压强度、1组备用)，用于预应力筋放张抗压强度检测。每工班制作一组混凝土抗压强度试件，用于28d抗压强度检测。
每隔7天取样制作2组混凝土弹性模量试件，用于放张前混凝土弹性模量和28d混凝土弹性模量的检测。试件与轨道板相同条件下振动成型和养护，28d试件在脱模后进行标准养护，试件制作、养护符合 GB/T 50081-2002 的规定。试件同模板同条件振动后与产品一起养护，养护条件与产品相同。试件养护位置放在最后完成混凝土浇筑的板处和该板蒸汽最薄弱的地方，根据生产线蒸汽管道设置情况，生产试件放在轨道板钢模侧模或端模上。
按规定的养护制度养护完成后，取出一组试件送试验室做放张强度检验，混凝土轨道板放张、脱模砼强度不低于45MPa，弹性模量不低于33500MPa。满足要求后,试验人员下发放张、脱模通知单，待降温温度达到规定要求方可揭蒸养篷布。
5 混凝土蒸汽养护
（1）温控线布设
每个张拉台座内设置5个温度传感器，其中①至③号为生产台座内蒸汽温度，取平均值作为台座内蒸汽控制温度；④号为芯部温度，测温点埋设为轨道板厚度的2/3处（约13cm）；⑤号为混凝土表面温度；台座外设置1个传感器，为⑥号，用于测试环境温度。温度传感器布设均匀，能反映轨道板板面、芯部位置的温度，确保温度监测全部覆盖同批轨道板，台座蒸汽养护测温点布置示意见图5-2。蒸养系统能够自动记录并生成蒸养曲线。养护记录每30分钟采集一次数据。
（2）蒸汽养护系统设置
轨道板厂设置一套蒸汽养护系统，位于两车间中间5号张拉控制室内，用于整体控制8个台座蒸汽养护。蒸汽养护系统的显示器采用一台25英寸的电脑液晶显示屏，通过电脑进行蒸汽养护系统的操作可现实8个台座蒸汽养护的启动、关闭、监控、采集、设置、记录等功能。在生产车间共设置4台蒸汽养护分控柜+监视器，用于监测台座蒸养温度，蒸养启动后,通过分控柜可手动操控温度和启停蒸汽养护系统。
（3）安装蒸汽养护支架
每套模板在侧模两侧对称位置处设置8道共计16个φ18mm支架孔道，支架采用φ25mm的钢管弯制成型，在混凝土浇筑完毕后在每套模板上安装蒸汽养护支架。
（4）安装自动补水管道
二次补水系统主要由蓄水池、增压泵、主管道、支管道、电磁阀、开关阀、控制系统等组成。蓄水池为拌和站蓄水池，设置在拌和站内。主管道沿锅炉管道沟纵向布置。每个台座布设四排φ16的铝塑软管，每排控制2套模板。铝塑软管每50～60cm设置两处约φ1mm喷水孔。在混凝土初凝后至轨道板起板前，电磁阀及开关阀打开后每半个小时自动进行一次补水，每次补水7s，使每块轨道板表面始终保持湿润状态。
在支架上安装铝塑软管时，软管应按轨道板中心线方向与蒸养支架进行安装，确保喷水孔方向面向轨道板板底成雾状喷射。
（5）覆盖养护篷布
养护篷布遮盖必须保证篷内蒸汽畅通，篷布离混凝土表面必须有足够的距离，不能直接盖在模板上，需制作专用支架支撑篷布，以达到篷内蒸汽畅通的效果。轨道板蒸汽养护控制系统可依次控制轨道板蒸汽养护的静置、升温、恒温过程，降温过程可自动记录，各阶段时间和温度可在计算机上远程设置和修改，蒸汽调节可用电磁阀或电动调节阀，每个台座的温度独立由智能温控仪控制，允许各台座处于不同的养护阶段，计算机实时记录各测点温度时间数据曲线。
混凝土浇筑完毕后把模板的蒸养棚架安装牢固，并加盖塑料薄膜，防止失水开裂。
在5℃-30℃的环境中静置3小时后方可开始送蒸汽养护。蒸汽养护升温速度不大于15℃/h,恒温时蒸汽温度控制在37±2℃，混凝土芯部最高温度不超过55℃,蒸汽养护降温速度不大于10℃/h。养护制度为：3h(静停)+2.5h（升温）+10h（恒温）+2.5h（降温）。
降温阶段根据温控系统监控的张拉台座内温度与环境温度差，实行逐步降温。首先揭开整体覆盖篷布四角，然后掀起整体篷布四边及单模覆盖薄膜的边角，最后收起单模上的的薄膜及支架。在支架拆除前，继续自动补水保湿。
轨道板芯部混凝土和表面混凝土、表面混凝土与环境之间的温差均不大于15℃。恒温温度具体数值由试验室根据环境温度、板芯温度、放张强度及时间进行调整。调整时，由试验室下相关通知单，工程部在平台上根据通知单进行设置。
养护人员认真做好巡查工作，及时调整蒸汽量，保证养护质量，揭篷布前的混凝土轨道板表面与环境温度差不大于15℃。每工作班至少有一块混凝土芯部温度记录，并与养护温度、环境温度共同形成三个曲线反应在一张图上形成资料。
参考文献：
［1］《高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道板》
（Q/CR 567-2017）
［2］《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2018）
［3］《铁路混凝土》（TB/T 3275-2011）
［4］《CRTSIII型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道板设计图》
［5］《CRTSIII型板式无砟轨道先张法预应力轨道板设计及制造技术交底》