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谭仕波（中铁十三局集团第四工程有限公司）地铁浮置板整体道床预制短板的设计与拼装施工技术中铁十三局集团高速铁路无砟轨道施工技术交流会基础施工浮置板设计•地铁浮置板整体道床预制短板设计与拼装施工技术短板预制施工1工程简介短板运输与拼装24357结束语6浮置板轨道施工1、工程简介天津地铁3号线为天津市轨道交通线网中规划的贯穿城市西南－东北的一条骨干线路，它连通西青、南开、河西、和平、河北、河东、北辰七个行政区，正线全长29.506km，沿线下穿的保护目标共18处。根据天津市环境影响评价，决定在特殊减振地段采用浮置板整体道床。全线共有钢弹簧浮置板整体道床线路5.75Km，橡胶浮置板整体道床1.90km。浮置板整体道床浮置板整体道床浮置板整体道床浮置板整体道床天津地铁3号线第1合同段铺轨线路平面布置图1、工程简介浮置板线路状况分布散线路长线路状况复杂1、工程简介序号起点终点长度（m）曲线半径（m）坡度浮置板类型分布区间1DK8+000DK8+2002004505.3‰钢弹簧浮置板周邓～天塔2DK8+950DK9+60065030530‰钢弹簧浮置板天塔～吴家窑3DK12+050DK13+0009508007.8‰橡胶弹簧浮置板营口道～和平路4DK13+200DK13+80060080017‰短板拼装浮置板和平路～津湾广场浮置板地段统计表1、工程简介施工条件运输距离远、施工干扰大、运输难度大采用料斗法浇筑混凝土，进度缓慢地铁分段调试，更加阻碍物料运输浮置板需28天龄期后顶升施工1、工程简介国内施工状况传统浮置板设计中断面、配筋等相关设计都较为复杂，无法进行通用设计。传统浮置板轨道大多采用现场浇筑施工，由于浮置板体量大，配筋复杂，施工受到隧道内作业空间限制，施工精度和作业效率较低，施工速度缓慢。传统浮置板施工采用扣件模板替代法，扣件需要二次换铺；采用隔离膜、横向限位装置、预埋隔振器套筒等措施，造成大量材料浪费，降低施工效率，提高了工程造价。在隧道偏差较大时，隔振器外套筒不得已调整到钢轨底部，不便于今后检修维护。1、工程简介钢筋笼轨排绑扎1、工程简介钢筋笼轨排吊装1、工程简介轨道平板车远距离运输1、工程简介钢筋笼运输到现场1、工程简介钢筋笼轨排调整1、工程简介料斗法浇筑混凝土1、工程简介浇筑完成的浮置板整体道床1、工程概况浮置板顶升施工放置定位板冲击钻打孔清理筒内粉尘安装定位销安装完成的定位销用安装杆放置隔振器旋转隔振器调整垫片顶升泵千斤顶4种厚度1、工程简介浮置板快速施工急需解决的问题：解决洞内狭长作业面条件下钢筋、混凝土施工进度缓慢的问题；解决复杂线路状况条件下浮置板钢筋笼与轨排调整难度大的问题；研究浮置板物料运输方案，解决与各专业相互干扰的问题；研究弹簧隔振器的布置形式，解决因盾构施工偏差而引起后期浮置板养护维修不便的难题；研究浮置板整体道床轨道结构的设计，形成标准地段图纸，解决浮置板设计复杂、周期长等问题。2、浮置板设计设计原则优化断面，简化和统一浮置板结构，形成标准图纸。保证轨道结构的使用性能。应具备减振降噪能力，满足环保的要求。采用合理的断面形状，增加预制拼装式浮置板的重量。必须能够满足快速施工、拼接、方便检修及更换弹簧隔振器。2、浮置板设计通过对天津地铁2号线、上海地铁、北京地铁等国内地铁浮置板施工现场考察，对香港地铁、德国地铁、美国地铁等国内外浮置板施工技术进行调研，从施工进度、施工质量、后期维护等多方面进行对比、分析，通过理论计算、现场试验和工程实践总结，形成“3.6m预制短板拼装式浮置板”和“板下板式弹簧隔振器”的设计方案，采用“预制短板拼装与轨排二次浇筑”的施工技术方案。2、浮置板设计设计3.6米长预制短板采用下置、侧置式隔振器2、浮置板设计预制短板拼装式浮置板轨道结构模型2、浮置板设计支座布置形式有限元模型图最不利工况示意图最不利工况放大图轨道结构静力学分析模型2、浮置板设计位移结果分析按扣件节点编号：钢轨位移编号从左端0开始至右端91结束；浮置板位移编号从1’开始至右端90’结束。2、浮置板设计振动频率分析的有限元模型板长(m)板下支座个数结构型式支座纵向间距(m)68第一种、第二种、第三种结构1.55.41.54.21.23.66只有第二种、第三种结构，没有第一种结构1.231.22.441.21.21.20.6一种结构形式的有限元模型图2、浮置板设计隔振性能分析模型预制式浮置板轨道结构落轴冲击有限元模型普通浮置板轨道落轴冲击有限元模型普通轨道落轴冲击有限元模型有限元模型局部放大图2、浮置板设计浮置板区段整体道床区段整体道床区段车体轮对构架行车动力学分析模型2、浮置板设计预制短板拼装式浮置板设计优越性：形成3.6m长度浮置板预制短板标准图纸。优化隔振器的布置形式，利于后期运营过程中隔振器的检查和维修。形成“预制短板拼装技术”，将洞内复杂的钢筋混凝土工程转化成工厂标准化预制生产。形成“轨排二次浇筑技术”，浮置板轨排施工采用国内经验成熟的“轨排架轨法”。采用板下板式隔振器，无需顶升施工，无需二次换铺，完成后即具备减振降噪功能，大大降低了施工对周围环境的影响。3、短板预制施工预制短板在工厂标准化生产，生产区间分钢筋笼绑扎区、模板加工与维护区和混凝土浇筑区，按照“建筑工业化”模式组织施工。为了保证预制短板的浇筑质量，混凝土采用振动平台振捣，脱模后进行正常养生。3、短板预制施工浮置板短板预制厂3、短板预制施工钢筋笼绑扎与存放3、短板预制施工振动平台上加工模板3、短板预制施工混凝土浇筑3、短板预制施工预制短板脱模与养生3、短板预制施工采用短板预制方案，短板的生产不受时间和区域限制，可根据施工工期提前生产，冬季施工或严寒地区生产时亦可采用蒸汽养生等措施加快生产周期，保证短板生产进度满足施工需求。短板强度达到设计规范要求后，采用汽车运输至施工现场指定地点存放。3、短板预制施工施工现场指定地点存放4、浮置板基础施工浮置板基础的施工精度直接影响到预制短板的拼装精度和轨道几何形位调整的精度，基础的高程和平整度的控制是施工控制的重点。4、浮置板基础施工浮置板基础采用C40钢筋混凝土，基础纵向设中心水沟，横向间距12.5m设置伸缩缝。基础钢筋采用场外绑扎、洞内拼接的工艺，混凝土施工采用料斗法或泵送法。基础混凝土浇筑完成后，及时检查基础面高程和平面度，根据检查结果做相应的找平处理。并按技术交底测设二次加密基标，做为预制短板拼装和轨道几何尺寸调整的基准点。4、浮置板基础施工基础钢筋笼拼接4、浮置板基础施工洞内混凝土接力泵送法施工4、浮置板基础施工施工完成的浮置板基础5、短板运输与拼装洞内运输可根据现场情况（如车站预留下料口尺寸、洞内运距等因素）灵活选择运输方式。传统运输方式是采用轨道平板车由铺轨基地远距离拉运至施工现场，常因施工障碍、交叉作业等影响，轨道平板车的运输速率非常低。而且轨道平板车需借助已铺完轨道作为运行线路，现场还需要铺轨龙门吊进行二次倒运，运输效率极低。5、短板运输与拼装本工程浮置板地段临近和平路站，根据现场实际情况，和平路站左、右线均预留有盾构吊装井，盾构吊装井尺寸为12m×7.5m，下方正对着铺轨区域。依据现场有利条件，采用25t汽车吊吊装进洞、10t叉车洞内运输、铺轨龙门吊吊装就位的方案进行预制短板的洞内运输。5、短板运输与拼装洞内叉车运输预制短板施工组织示意图5、短板运输与拼装吊车吊装预制短板进洞5、短板运输与拼装叉车洞内运行5、短板运输与拼装洞内龙门吊吊运5、短板运输与拼装洞内预制短板初摆放5、短板运输与拼装本工程利用现场有利条件，将10t叉车吊入洞内，预制短板的运输采用汽车吊吊装进洞、叉车洞内运输的方式，运输灵活、快捷，大大减小了洞内运输距离，减少施工干扰和运输难度。5、短板运输与拼装预制短板由端头板开始向另一端顺序拼装，定位和安装方法如下：1)端头板定位安装端头板所用隔振器分端头、中间和接头隔振器三种。首先按照弹线位置将隔振器摆放到位，检查隔振器顶面高程及平整度；然后操作铺轨门吊吊起预制短板放至隔振器上方约10cm处，调整预制短板位置；最后将短板缓缓放在隔振器之上。2)中间预制板定位安装相邻两块预制短板共用一个接头隔振器，短板中间设四个中间隔振器。首先按照弹线将中间隔振器和另一端接头隔振器摆放到位，龙门吊吊起中间预制短板，依次将预制短板按顺序定位安装。5、短板运输与拼装隔振器间距测量5、短板运输与拼装隔振器定位5、短板运输与拼装平整度检查与调整5、短板运输与拼装预制短板吊装就位5、短板运输与拼装短板位置调整5、短板运输与拼装拼装完成的预制短板6、浮置板轨道施工在拼装完成的预制短板上铺设轨道。视线路情况选择铺轨工艺：1)直线地段采用轨排架轨法；2）小半径曲线地段及缓和曲线地段采用散铺法。6、浮置板轨道施工在缓和曲线和曲线地段，钢轨轨排连接时因内、外股弧长差，轨排端头会产生相互错位，造成轨排的短轨枕与预制板预留钢筋相互碰触，故采用散铺法铺轨。6、浮置板轨道施工轨枕、扣件散布6、浮置板轨道施工钢轨运输6、浮置板轨道施工钢轨铺设6、浮置板轨道施工在直线地段，因预制短板拼装误差产生的整体偏移量较小，轨排调整也较容易，可采用国内经验成熟的轨排架轨法铺轨。6、浮置板轨道施工浮置板轨排吊运6、浮置板轨道施工轨排铺设6、浮置板轨道施工轨道几何尺寸精调完成后，进行凹槽内钢筋绑扎和混凝土填充施工。凹槽宽度600mm、高度140mm，凹槽侧面混凝土即可作为填充混凝土的模板。为保证短轨枕与预制短板之间填充混凝土的密实性，填充混凝土使用自流平混凝土，采用“料斗法”逐段浇筑。6、浮置板轨道施工凹槽内钢筋绑扎、混凝土填充7、结束语通过对天津地铁3号线浮置板整体道床快速施工技术的深入分析和研究，不断优化设计方案，优化施工工艺，国内首次采用3.6m预制短板和板下板式隔振器的设计方案和预制拼装的施工工艺，填补了国内地铁浮置板预制短板拼装施工技术的空白，提高了我国地铁铺轨的施工水平，为今后地铁浮置板整体道床的设计、施工积累了宝贵的经验，具有重要的借鉴作用和推广价值。
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