徐 健 中國鐵路上海局集團有限公司上海高鐵維修段

1 前言

為了提高剛度和承載力，我國目前所采用的CRTSⅠ型無砟軌道板通過在軌道板的橫向和縱向配置預應力鋼棒來施加預應力。然而在實際運行使用過程中，動車組列車高速通行，會對對軌道板產生復雜的反復荷載作用，導致部分預應力鋼棒斷裂失效并竄出，進而導致軌道板在預應力鋼棒的端部錨固區(qū)開裂，影響軌道板使用的耐久性，典型的開裂破壞如圖1所示。同時預應力鋼棒斷裂使得軌道板的預壓應力損失，因此軌道板的結構受力性能發(fā)生改變。從工程設計角度來看，由于軌道板有較大的設計強度冗余，因此軌道板仍具有足夠的承載力以保證列車的正常運行，不會對列車的安全性造成影響。但為了保證軌道板的使用壽命，及時對斷裂預應力鋼棒的軌道板進行防護和修復顯得尤為重要。

有關學者和專家對上述問題進行了詳細的研究和探討，本文則在簡要介紹預應力鋼棒斷裂防護和修復施工流程的基礎上，基于滬寧城際線實際的施工經驗，詳細探討了施工流程中需要注意的問題，對修復時鋼絞線的張拉順序進行了討論，并針對需要注意的問題提出了改進意見。

圖1 典型的鋼棒斷裂導致局部破壞示意圖

2 修復施工流程介紹

軌道板原先配置的橫向和縱向預應力鋼棒施工工藝復雜，而現(xiàn)場修復只能利用夜晚列車停止運行的天窗期作業(yè)，因此在斷裂鋼棒修復時，采用工藝較為簡單的預應力鋼絞線代替原先的鋼棒，軌道板橫向和縱向預應力鋼棒修復的工藝相同，工藝分為七個步驟，具體的修復施工流程如圖2所示：

圖2 鋼棒斷裂修復施工工藝流程圖

由于在實際施工過程中軌道板之間的縱向間距較?。▋H有70 mm，如圖1所示），機械張拉的作業(yè)面空間不夠，因此在修復縱向預應力鋼棒時采用套筒扳手通過旋動螺母進行人工張拉（如圖3所示），通過伸長量的測量控制使得拉力到達預定值，而在修復橫向預應力鋼棒時則采用液壓機器張拉。鋼棒斷裂修復施工主要環(huán)節(jié)的現(xiàn)場施工情況如圖3。

圖3 主要環(huán)節(jié)的現(xiàn)場施工情況

另外由于預應力鋼棒斷裂失效時會釋放出巨大的能量，會竄出破壞端部錨固區(qū)的混凝土，進而影響列車的行駛安全。因此在軌道板橫向端部（預應力鋼板端部錨固區(qū)位置）需要放置一塊槽鋼，防止預應力鋼棒斷裂時端部錨固區(qū)混凝土飛出砸到運行列車。在橫向鋼棒斷裂修復施工完成后要及時將該槽鋼安裝上去，并確保安裝的牢固性。

3 注意問題及改進建議

由于施工時間的限制，如圖2所示的現(xiàn)場修復工藝流程較為簡單，然而為了確保短時間內軌道板達到較好的修復效果，同時確保在修復過程中不造成二次破壞，在實際施工中對應每個環(huán)節(jié)都有一些需要注意的問題，具體改進意見如下：

（1）鑿開錨穴環(huán)節(jié)。在本環(huán)節(jié)需注意在鑿開錨穴的過程中不要因為用力過大而對錨穴周邊的軌道板造成二次破壞，因此建議采用人工破除的方式進行開鑿，盡量減小開鑿對軌道板的影響。

（2）抽出鋼棒環(huán)節(jié)。在本環(huán)節(jié)需注意在截斷鋼棒分節(jié)取出的過程中要避免乙炔切割產生的高溫對旁邊軌道的影響，因此建議采用常溫機械切割的方式進行切割，盡量減小高溫對軌道的影響。

（3）清理錨穴環(huán)節(jié)。在本環(huán)節(jié)需注意檢查錨穴內是否有水分，如有則需要完全清理干凈，由于施工時間限制，因此建議采用高效干燥劑進行水分清理，盡量減少錨穴內水分對鋼絞線的腐蝕。

（4）注入油脂環(huán)節(jié)。在本環(huán)節(jié)需注意使油脂均勻涂抹在護套孔道的內壁，由于孔道是水平的，油脂不易進去，因此建議采用壓力較大的黃油槍進行油脂注入，盡量使得油脂在護套孔內覆蓋均勻。

（5）穿鋼絞線環(huán)節(jié)。在本環(huán)節(jié)需注意在鋼絞線從護套孔道另一端穿出時，避免孔道內被擠出的油脂污染錨穴，因此建議在另一端設置專門的導管引流被擠出的油脂，盡量減小擠出油脂對錨穴的污染。

（6）應力張拉環(huán)節(jié)。在本環(huán)節(jié)需注意在鋼絞線張拉時控制好張拉應力，尤其是縱向鋼棒修復時采用的是人工張拉，因此建議規(guī)范人工張拉流程，嚴格控制張拉量，盡量不改變軌道板原有受力特性。

（7）封錨養(yǎng)護環(huán)節(jié)。在本環(huán)節(jié)需注意留足最后的封錨時間，避免封錨后砂漿強度還未到達設計值列車便開始運行，因此建議在砂漿中加入早強劑等摻合料，盡量減少封錨砂漿形成一定強度的時間。

與此同時，在端部錨具放置的地方要注意開鑿的平整以及錨具放置的平整，避免在張拉或者后期使用過程中由于應力集中造成錨具周圍混凝土的剪切破壞。

4 張拉順序和效果的討論

由預應力施工方法可知，在進行預應力張拉時應遵循對稱張拉的原則，而對于軌道板的預應力張拉順序如圖4所示，其中平面圖中所標注的數(shù)字為橫向預應力鋼棒的張拉順序，剖面圖中所標注的數(shù)字為縱向預應力鋼棒的張拉順序。橫向方式為單端張拉，縱向張拉方式為雙向同步張拉。

圖4 軌道板的預應力張拉順序

因此在預應力鋼棒斷裂修復施工過程中也要考慮修復的順序，建議按照圖4中軌道板的預應力張拉順序進行修復張拉，同時在張拉過程中應嚴格控制預應力的大小。避免修復張拉的順序以及張拉力過大或者過小對軌道板的受力產生影響。

另外軌道板預應力鋼棒斷裂修復施工過程中僅對預應力鋼棒斷裂的地方進行替換修復，因此修復后的軌道板由先前完好的預應力鋼棒和現(xiàn)在替換的預應力鋼絞線提供預應力共同工作。然而預應力鋼棒和預應力鋼絞線兩者的材料性能不同，兩者錨固的方式也不同，兩者放置的時間也不同。因此修復替換后的軌道板和未替換修復的軌道板之間的受力性能差別有多大不得而知，因此作者認為該修復方法的有效性需要進行深入的科學驗證。就現(xiàn)階段而言，可在修復施工過程中在替換的鋼絞線上放置應力傳感器，監(jiān)測修復后的鋼絞線的受力情況，進而可以獲知修復后的軌道板的受力特性。

5 結論

本文在簡要介紹鐵路CRTSⅠ、Ⅲ型無砟軌道板預應力鋼棒斷裂修復施工流程的基礎上，基于實際工程對施工流程中需要注意的問題進行了詳細探討，并針對需要注意的問題提出了相應的改進建議，通過改進建議可提高修復效果。