CRTSII型无砟轨道板与CA砂浆产生离缝的原因浅析

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翻新时间：2023-02-04

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CRTSII型无砟轨道板与CA砂浆产生离缝的原因浅析

【摘要】高速铁路CRTSII型无砟轨道在施工过程中，轨道板与CA砂浆调整层出现离缝现象较为普遍，本文通过对轨道板温差变形进行观测，根据观测数据对轨道板温差变形的规律进行了总结，进而浅析了轨道板与CA砂浆调整层产生离缝的原因，并提出建议改进措施。

【关键词】 CRTSII型无砟轨道轨道板 CA砂浆离缝温差变形

1、CRTSII型板式无砟轨道结构简介

高速铁路CRTSII型板式无砟轨道由钢轨、弹性扣件、预制轨道板、CA砂浆调整层、连续底座板（桥上）/支承层（路基上）、滑动层（桥上）、侧向挡块（桥上）等部分组成。见下图：

桥上CRTSII型板式无砟轨道结构图

2、问题的提出

高速铁路CRTSII型板式无砟轨道施工流程如下（以桥上施工为例）：滑动层→底座板→粗铺轨道板→轨道板精调→灌注CA砂浆调整层→轨道板纵连→铺轨→侧向挡块。施工过程中，在CA砂浆灌注后约10天后，轨道板和CA砂浆调整层开始出现不同程度离缝现象，离缝位置绝大部分出现在轨道板四角部位（见下图）。

3、产生离缝现象的原因浅析

根据离缝位置绝大部分出现在轨道板四角的现象，初步分析是由于轨道板温差变形引起的。可通过轨道板变形观测进行验证。

3.1、观测方法：选择了桥上3块轨道板进行温差变形观测，每块轨道板底埋设4个温差电偶，用于测量轨道板底面温度；轨道板表面温度采用红外测温仪测量；千分表变形观测点6个，布置位置见下图：

轨道板温度与变形观测布置图

说明：1～6为千分表编号，位于精调爪附近； Ⅰ～Ⅳ为温差电偶编号，位于板端和板中（轨道板底）。

3.2、观测过程及观测数据

观测板号：L74984，L74985，L74986，三块轨道板于2010年7月4日早晨6点左右灌注完成并开始观测，至7月6日观测结束。

观测数据：

3.3、数据分析（说明：表中千分表数值变大表示轨道板上浮，数值变小表示轨道板下沉）

以编号L74984轨道板测量数据为基础进行分析，其他两块板变化规律相似。通过分析6块千分表读数随时间的变化，轨道板变形存在以下规律：

③、从温度监测数据中可以看出，轨道板表面温度变化幅度明显大于轨道板底部温度变化幅度，轨道板表面在升温过程中（夜间至中午），轨道板边缘向下翘曲；轨道板表面在降温过程中（中午至夜间），轨道板边缘向上翘曲。通过2天的观测数据可以推论轨道板变形每天按此规律循环。三块板2天的观测数据向上、向下变形的幅度在0.1mm至0.45mm之间。

4、数据分析总结

通过上述数据分析，可以看出轨道板表面在升、降温过程中，轨道板边缘会发生方向相反的翘曲，每日一个循环。轨道板四角处于横向、纵向变形的叠加区，其变形幅值大于其他区域。当轨道板和CA砂浆调整层接触面因轨道板翘曲产生应力大于其和CA砂浆调整层的粘结力时，便会产生离缝现象。当然这只是通过现场观测数据得出的定性的分析，灌注CA砂浆后的轨道板，底表面受到CA砂浆的约束，上表面及侧面处于自由变形状态，其温差变形是非常复杂的，需要建立数学模型进行力学分析并通过更为严谨的观测加以验证。

5、建议改进措施

目前的CRTSII型无砟轨道施工工艺及验收标准，在轨道板精调灌注CA砂浆后，对轨道板纵连间隔时间无明确规定。建议应及时对灌注完成的轨道板进行纵连及宽接缝砼浇注，使其连接成为整体，这样就减少了轨道板的自由变形面，进而降低产生离缝的可能。根据施工现场的观察，产生离缝的时间约在灌注砂浆后10天左右，建议在轨道板完成砂浆灌注后10天内完成纵连及宽接缝浇注。上述建议尚未得到工程实践验证，仅供参考。