裝配式建筑工程知識(shí)分享：無砟軌道滑動(dòng)層起拱及施工控制

1 作用原理及施工流程

在現(xiàn)有CRTSⅡ無砟軌道體系中,底座板寬2. 95 m,下部滑動(dòng)層施工鋪設(shè)時(shí)寬度3. 05 m,兩側(cè)各寬出底座板5 cm,底座板施工完成后,將多余部分裁除至與底座板等寬。

滑動(dòng)層由三層布膜組成,從下往上依次為土工布(聚丙烯土工布),土工膜(高密度聚乙烯薄膜)和土工布(聚丙烯土工布),簡(jiǎn)稱“兩布一膜”。其作用是隔離底座板與梁體之間的相互作用,減小摩擦力,以免底座板和梁體在溫度變化時(shí)的相互影響。施工中,要先將第一層土工布用粘合劑粘貼在梁面防水層上面,在鋪設(shè)土工膜和第二次土工布后,按照“梅花形”擺放混凝土墊塊,要求每延米內(nèi)鋪設(shè)墊塊面積不少于0. 185 m2;然后現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋪設(shè)鋼筋籠;最后支立模板并澆筑混凝土。施工過程中,一定要注意不能將滑動(dòng)層破損,并且杜絕砂、石等雜質(zhì)進(jìn)入滑動(dòng)層內(nèi)。

2 滑動(dòng)層起拱類型和原因分析

“兩布一膜”的起拱現(xiàn)象從土工膜鋪設(shè)后就比較明顯地出現(xiàn),根本原因是土工膜對(duì)溫度變化比較敏感,受溫度影響熱脹冷縮變化比較明顯。

根據(jù)底座板滑動(dòng)層的起拱所存在的形態(tài),將起拱分為以下三種類型:半封閉型、全封閉型和通縫型。

2.1 半封閉型

半封閉型起拱形成于底座板的邊沿部,而且有一部分邊緣與外界連通的拱包。

這種起拱在平時(shí)最容易觀察得到,但由于其與外界環(huán)境連通,水、空氣和雜質(zhì)等容易進(jìn)入到底座板滑動(dòng)層的內(nèi)部,對(duì)底座板的影響相當(dāng)大。

根據(jù)這種起拱的外觀形狀,又可以分為圓拱形和波浪形。相對(duì)來說,圓拱形的拱高較大,可達(dá)3. 5 cm,后期不易補(bǔ)救,危害也大。波浪形的拱高較小,一般在1. 5 cm左右,但相連數(shù)量較多。

2.2 全封閉型

全封閉型起拱形成于底座板的中部,四周閉合不與外界連通。全封閉型起拱由于鼓包周圍的土工布被底座板壓住,為全隔離,全封閉結(jié)構(gòu),外界的空氣和水一般難以進(jìn)入拱包內(nèi)部,不受外界環(huán)境影響,所以其對(duì)底座板的影響也就較小。

這種起拱由于不能直接觀察到,所以無法觀察其具體起拱高度,其產(chǎn)生的原因主要有兩種: 1)由土工膜材料本身不平整、不均勻等質(zhì)量原因引起的,一般呈現(xiàn)“月牙形”,鼓包方向一般有橫向和縱向兩種; 2)由于“梅花形”擺放的墊塊在其中心隔離出來的拱包,一般呈圓形或多邊形。

2.3 通縫型

通縫型起拱指所起的“拱包”為長(zhǎng)條形,并且橫穿了整個(gè)底座板,空氣、水和雜質(zhì)能通過該“拱包”而橫穿整個(gè)底座板。這種起拱方式并不多見,主要存在于底座板鋼筋籠接頭和后澆帶處,其對(duì)底座板的危害是相當(dāng)大的,在施工中要盡力避免。這里特別指出后澆帶處的通縫型起拱是由于底座板在冷熱收縮時(shí)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的,可起拱到鋼板連接器鋼板下緣,起拱高度最高可達(dá)4 cm,占用混凝土的空間,混凝土斷面將受到削弱,施工中應(yīng)盡力避免。

3 起拱的危害

3.1 影響結(jié)構(gòu)的耐久性

對(duì)于半封閉型和通縫型起拱,外界的水和空氣能夠進(jìn)出滑動(dòng)層,這將加快土工布、土工膜和防水層這幾類聚合物材料的老化速度。同時(shí),砂石等硬顆粒雜質(zhì)也會(huì)通過半封閉型和通縫型起拱進(jìn)入到滑動(dòng)層內(nèi)部。軌道運(yùn)營(yíng)后,隨著底座板本身的反復(fù)滑動(dòng),砂石等雜質(zhì)將會(huì)損傷、破壞滑動(dòng)層的結(jié)構(gòu),增大相應(yīng)的摩阻系數(shù),影響結(jié)構(gòu)的耐久性。

3.2 對(duì)底座板的受力結(jié)構(gòu)造成影響

在底座板起拱存在處,混凝土的斷面將受到一定的削弱。這樣,一方面可能會(huì)造成底座板偏心受力,最終形成較大的裂縫;另一方面,起拱處的混凝土和鋼筋可能會(huì)由于底座板的反復(fù)作用而產(chǎn)生疲勞破壞,使整個(gè)底座板在此處斷裂。

3.3 對(duì)施工過程造成影響

筆者在施工過程中注意到,墊塊擺放和鋼筋籠綁扎時(shí),起拱處的滑動(dòng)層更加的容易被扎破損壞,造成極大的浪費(fèi)。

4 應(yīng)對(duì)措施

4.1 嚴(yán)把材料關(guān)

滑動(dòng)層起拱的根本原因是土工膜由于“熱脹冷縮”引起的,所以首先要從土工膜等材料入手,嚴(yán)把材料進(jìn)場(chǎng)關(guān),檢驗(yàn)每批材料的伸縮率,杜絕不合格材料進(jìn)場(chǎng),一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有問題材料應(yīng)立即清場(chǎng);另外,我們要探索使用伸縮率更小的替代材料。

4.2 化開為閉,化大為小

鋪設(shè)滑動(dòng)層、擺放墊塊和綁扎鋼筋時(shí),應(yīng)注意將半封閉型和通縫型起拱的對(duì)外“開口”壓住,使其成為危害較小的全封閉型起拱。同時(shí),也應(yīng)注意避免大體積和大拱高的起拱的存在,而應(yīng)該利用增加墊塊的方式將其劃分成體積和拱高較小的起拱。

4.3 施工過程中的控制

1)鋪設(shè)土工膜時(shí),用水將其濕潤(rùn),以利于將聚乙烯薄膜吸附在土工布上; 2)鋪設(shè)土工膜過程中,要用水平尺刮壓幾遍,保證平整,并用夾具將其張拉固定住; 3)在溫度較高時(shí)鋪設(shè)“兩布一膜”;4)縮短滑動(dòng)層鋪設(shè)后到鋼筋籠綁扎前的等待時(shí)間; 5)在已鋪好的滑動(dòng)層上要立即“梅花形”擺放撐面墊塊: a.防止安裝鋼筋籠時(shí)將滑動(dòng)層刺穿; b.防止大風(fēng)將滑動(dòng)層刮起; 6)綁扎鋼筋籠前和支立混凝土模板前都要將滑動(dòng)層起拱處拉平; 7)對(duì)于后澆帶處起拱,一般在張拉完成后比較明顯,如處理不好對(duì)底座板的危害也相當(dāng)大。我們可以采取在鋼板連接器下和左右兩側(cè)增加3排墊塊(每排8個(gè))的方式,將起拱劃分成為4個(gè)拱高較小的起拱,這樣拱的高度和相應(yīng)的空拱體積將大幅減少。

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