成渝客专crtsⅰ型双块式无砟轨道道床板裂纹成因分析及应对措施

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1、成渝客专CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板裂纹成因分析及应对措施成渝客专CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板裂纹成因分析及应对措施魏登科摘要：当前我国正致力于建设高速铁路和客运专线，大量铺设无砟轨道结构。然而，CRTSⅠ型双块式无砟轨道路基道床板为现浇连续板式结构，开裂风险极高。本文结合成渝高速铁路施工实际，通过实地统计调查，阐述了道床板混凝土的各种裂纹形式及其成因，从材料、施工等方面提出了降低和减小裂纹出现的相应措施，并阐述了常见裂纹的修补措施。以期能够降低混凝土开裂风险，增强道床板耐久性，提高列车运营安全。

2、关键词：高速铁路；道床板；裂缝；成因分析；应对措施1、工程结构概况新建铁路成都至重庆客运专线全线正线一次铺设无缝线路进行设计，正线铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道，设计时速350km/h。本标段DK156+854.2～DK187+824.65线路长度30.858km，主要工程内容包括50座桥梁、52段路基、1座车站、1座隧道。1.1路基无砟轨道结构组成CRTSⅠ型路基双块式无砟轨道由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板和支承层等部分组成。道床板采用C40钢筋混凝土结构，路基地段道床板为连续钢筋混凝土结构，不设置伸

3、缩缝，如下图1.1-1所示（单位：mm）。道床板下层结构为支承层，采用C15水硬性混凝土材料浇筑而成，直接在基床表层上铺设。如下图1.1-2所示（单位：mm）。图1.1-2直线路基上无砟轨道断面图1.2无砟轨道结构高度路基地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构高度为815mm。如下表1.2-1所示。表1.2-1双块式无砟轨道结构高度2、道床板裂缝分类型统计下图2-1描绘了成渝高速铁路路基地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板的典型裂缝类型。表2-1统计了绘了成渝高速铁路路基地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板的

4、典型裂缝的形态、出现时间和所占比例。图2-1路基地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板的典型裂缝表2-1路基地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板的典型裂缝类型3、道床板裂缝成因分析图2-1及表2-1表明，高速铁路路基地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板裂缝的形成主要由混凝土的早起塑性收缩及长期干燥收缩形成（占裂缝总量的90%以上）。具体成因如下。3.1混凝土塑性收缩变形对结构的连续无缝性影响混凝土早期塑性收缩是造成道床板早期裂纹的主要原因，道床板混凝土施工具有线路长及环境复杂的特点，施工时采用人工抹面，造成

5、处于塑性状态的混凝土表面长期暴露在空气中，表层混凝土失水较快，一旦混凝土中的水分蒸发速度超过其泌水速度，表层混凝土就会绸硬收缩，当其强度不足以抵抗其收缩受限引起的拉应力时就会开裂。由于结构的连续无缝性，收缩量无法通过施工缝得到补偿，裂纹产生较多。3.2混凝土干燥收缩变形对结构的连续无缝性影响干燥收缩是指混凝土在养护停止后，混凝土在不饱和的空气中失去内部毛细孔水、凝胶水、吸附水而引起的体积变小，是一种不可逆收缩，一般认为混凝土的自由水越多，可蒸发水量越大，其干燥收缩程度就越大。由于结构的连续无缝性，收缩量无

6、法通过施工缝得到补偿。干燥收缩产生的裂纹在高速铁路路基地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板裂缝的形成中占有较大比例。3.3温度变化对结构的连续无缝性影响由于该种形式的轨道道床板是连续无缝连接浇筑而成，即该段路基有多长，则其道床板亦有多长，中间无缝、连续不间断。而正常情况下，混凝土结构会随着周围环境温度的变化而产生热胀冷缩效应，温度上升时混凝土结构体积膨胀变大，温度下降时混凝土结构体积收缩变小。而道床板下层C15支撑层混凝土为松散结构，其热胀冷缩效应可以通过自身的空隙的变大缩小来消除。道床板两端头为桥梁结构

7、，不会随着周围环境温度等的变化而产生位移，这就导致路基道床板混凝土在温度上升是产生很大的压应力，在温度下降时产生很大的拉应力。混凝土结构不能够承受拉应力，时间一长，混凝土结构表面就会因拉压力疲劳产生拉伸裂缝。这是CRTSⅠ型路基双块式无砟轨道道床板的通病。基本这种形式的路基道床板多多少少都会存在裂缝。相比桥梁结构，他是每隔6.40米就有一条10cm的断开缝，混凝土的热胀冷缩规模小，产生的拉压应力小，混凝土自身的粘结力能够克服这种由于热胀冷缩产生的拉压应力，所以桥梁结构道床板基本不存在裂缝。3.4路基的不均

8、匀沉降特性铁路路基是一层一层填筑起来的，在路基填筑碾压过程中不可能100%碾压密实，总会存在孔隙。路基在时间与自重的作用下这些孔隙会慢慢变小，路基面会慢慢下沉，且由于路基基地土质承载力的不同、填筑碾压力量方式的不同、填筑高度的差异、填筑材料特性的差异，路基的下沉有多有少，极不均匀。这是路基填筑的特性，现阶段来讲，由于工期的压力，这种沉降无可避免。当道床板下层的基础产生不均匀沉降的时候，道床板在自重作用下就会受到支撑层对它的不均