钢棒断裂防护和修复作业指导书

铁路CRTSⅠ、Ⅲ型无砟轨道板预应力钢棒断裂防护和修复施工作业指导书中国铁道科学研究院铁道建筑研究所2011年9月1铁路CRTSⅠ、Ⅲ型无砟轨道板预应力钢棒断裂防护和修复施工作业指导书一．目的及适用范围为了让施工管理人员和操作人员了解钢棒断裂安全防护和修复的施工工序、操作方法，掌握施工过程中的工艺、技术要求及质量控制，以确保施工质量满足相关标准的规定，特编制本作业指导书。本作业指导书适用于铁路CRTS－I、Ⅲ型无砟轨道板预应力钢棒断裂防护和修复施工。二．相关标准防护施工用C型镀锌钢、镀锌钢板、起吊螺栓、弹簧垫圈及修复施工用预应力钢绞线、封锚砂浆和修复材料的性能、技术要求应满足下列标准、技术条件和图纸的相关规定。GB/T2518—2009连续热镀锌薄钢板和钢带GB/T6725-2008冷弯型钢GB93-87标准型弹簧垫圈GB/T5224-2003预应力混凝土用钢绞线JG3007无粘结预应力筋专用防腐润滑油脂TB/T3193铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件GB/T17671水泥胶砂强度检验方法（ISO法）DL/T5126聚合物改性水泥砂浆试验规程《客运专线铁路CRTSI型板式无砟轨道混凝土轨道板暂行技术条件》《客运专线铁路CRTS－I（Ⅲ）型板式无砟轨道标准轨道板设计图》2三．轨道板预应力钢棒断裂防护作业目前在CRTSⅠ、Ⅲ板型无砟轨道板中，所用预应力钢棒的无粘结方式有两种：在线热挤塑成型和后穿套管，根据线路上钢棒断裂情况和已进行的试验验证，后穿套管的钢棒在断裂后会窜出轨道板，对行车安全构成隐患，因此须对使用后穿套管钢棒的轨道板两侧全部采取防护措施。防护方案分为已开通线路、未开通线路（含已预制未铺设）两种情况。混凝土轨道板外形尺寸示例如图1（以下C型镀锌钢、镀锌钢板尺寸以该型轨道板为例）。图1轨道板外形尺寸示意图1．已开通线路（1）在轨道板两侧加装C型镀锌钢防护。（2）采用厚度3mm的镀锌钢板，冷弯加工成长4462mm、腰高50mm、腿宽25mm的C型镀锌钢（如图2），槽口朝向轨道板，利用轨道板侧面的8个起吊套管锚固螺栓作为C型钢紧固点，紧固点处安装长度为240mm的加强扣板（如图3）。图4为C型镀锌钢防护组装图。（3）紧固螺栓的螺杆长度为160mm。（4）紧固螺栓与C型镀锌钢间加30号标准弹簧垫圈。3图2C型镀锌钢图3C型镀锌钢扣板图4C型镀锌钢防护组装图2．未开通线路（含已预制未铺设）（1）在轨道板两侧加装镀锌钢板防护。（2）采用长4462mm、厚5mm、宽度50mm的镀锌钢板。利用轨道板侧面的8个起吊套管作为防护钢板紧固点，在距防护钢板板端50mm处，采用钻孔植入M12胀钉的方式紧固防护钢板，如图5。（3）紧固螺栓的螺杆长度为130mm。（4）紧固螺栓与镀锌钢板间加30号标准弹簧垫圈。图5镀锌钢板防护组装图3.轨道板防护施工作业（1）已开通线路轨道板防护作业均在夜间封闭天窗点，每天施工前召开施工准备会，对当天的施工进行合理安排，并做好应急预案及安全防护措施。（2）未开通线路轨道板侧面M12胀钉的钻孔可集中在线路上进行，应保证钻孔位置，孔眼应垂直，并避免损伤板内钢筋。（3）根据施工现场的情况，每日提前将C型镀锌钢（镀锌钢板）运至施工现场外侧，并安排人员看守。4（4）所有参与作业人员须熟悉现场布置情况并熟知轨道板防护作业内容。（5）施工作业人员按2人负责一侧，6-8人一组分配，按上下行线将C型镀锌钢板（镀锌钢板+隔离垫板）、加强扣板、紧固螺栓、弹簧垫圈放置于轨道板两侧，然后集中进行紧固，避免发生遗漏现象。（6）C型镀锌钢（镀锌钢板）的定位孔可为长孔，安装时要确保与轨道板起吊套管孔同心。（7）安装紧固螺栓时必须加弹簧垫圈，防止紧固螺栓与起吊套管松动，用电动扳手将紧固螺栓锁紧，用力矩扳手进行校核，每个螺栓的锁紧力矩为200±10Nm。（8）安装M12胀钉时必须加弹簧垫圈，防止胀钉松动，可用普通扳手锁紧。（9）防护措施均以轨道板起吊套管作为紧固点，起吊套管型式尺寸如图6所示。图6轨道板起吊套管示意图4.紧固螺栓防松措施为防止紧固螺栓松动，除使用弹簧垫圈外，还应采取螺栓防松措施，以下几种方法可供选择，施工单位也可根据现场情况采用其它防松措施。（1）防松销钉在弹簧垫圈与C型镀锌钢（镀锌钢板）之间加一个螺母，螺母侧面钻M6孔，在紧固螺栓锁紧后，将M6销钉拧紧。如图7-1、2。5（2）串联钢丝紧固螺栓的螺母钻Φ6mm孔，在紧固螺栓锁紧后，用Φ5mm低碳钢丝将两个紧固螺栓串联在一起。如图8-1、2。（3）偏心保险平垫在弹簧垫圈前加一个偏心保险平垫，在紧固螺栓锁紧后，将偏心垫片较宽的一边弯折挡在螺母侧面。如图9。图7-1防松销钉图7-2组装图图8-1串联钢丝图8-2组装图图9偏心保险平垫65.防护注意事项：（1）防护前，需对存在缺陷的轨道板进行标识记录。（2）两种防护措施均以轨道板起吊套管作为定位紧固点，要求紧固螺栓须严格按其尺寸要求进行加工，减少配合误差。（3）紧固螺栓须进行热镀锌防锈处理，M12胀钉的螺母可采用油漆防锈处理。（4）所有使用材料必须进行进场验收，存在缺陷的不得使用。（5）夜间施工时用的各类材料、机具按照规定进行放置，每天施工完成后应将施工现场清理干净。在施工封闭点后恢复线路时，全部机具材料等退出网外。（6）当轨道板侧面有电务设施影响C型镀锌钢（镀锌钢板）的防护安装时，可断开，当C型钢悬臂端头距紧固点位置超过1.0米时，端部用M12胀钉固定；断开的镀锌钢板两端均需用M12胀钉固定。四.轨道板用预应力钢棒断裂修复作业考虑现场施工材料、张拉设备和技术要求的统一，钢棒断裂后采用Φ12.7、1860MPa钢绞线并配合使用DSM13-1型低回缩夹片式锚具进行更换。轨道板在修复完成后，两侧加装C型镀锌钢（镀锌钢板）防护。钢棒断裂修复施工工艺流程：凿开锚穴→抽出断裂钢棒→清理锚穴和锚垫板→护套内注入油脂→穿入钢绞线→张拉→封锚→养护→轨道板防护1.施工机具、材料（1）施工机具预应力钢棒置换采用的机具见表1。表1预应力钢棒置换采用的机具序号机具名称数量规格/性能备注1前卡式张拉千斤顶1台YGB180-100钢绞线张拉伸长量记录2手动油泵（电动油泵）1台3钢板尺2把4加长杆专用扳手2把纵向钢绞线张拉5电动锤1套干电池型锚穴清理6铁钎子、锤子、钳子各4件7抹子2件78吹风机1件9电动扳手1套干电池型断裂钢棒取出，钢棒涂油、穿入钢棒10手砂轮1套11压杆式黄油枪1把12吊钩称及量杯1套封锚砂浆及树脂砂浆配比称重13小型发电机1台10KW夜间施工14照明设施1套（2）施工材料预应力钢棒置换采用的材料见表2。表2预应力钢棒置换采用的材料序号材料名称规格/性能备注1预应力钢绞线φ12.7mm、1860MPa、低松弛更换断裂钢棒2低回缩夹片式锚具DSM13-1型，张拉端用3普通夹片式锚具JM13-1，固定端用4中性或碱性防腐油脂PH≥7护套内灌注及钢绞线表面涂覆5封锚砂浆见表3锚穴封锚、养护，修复破损混凝土6界面剂、养护剂7钢丝、棉丝、手套及其他辅助材料备用DSM型低回缩锚具2．施工准备（1）在轨道板钢棒断裂修复施工前，必须做好修复施工所需要的材料、机具准备，配备必要的施工人员。（2）施工人员必须进行安全及技能培训，必须熟练掌握张拉及封锚操作。（3）提前熟悉施工现场环境，了解施工现场轨道板的布置情况及钢棒断裂数量，做好标记，合理的施工方案。（4）检查所有施工机具材料是否安全可靠，千斤顶及油泵必须送有资质的单位进行配套标定，并在有效期（一个月）内方可使用。83.横向预应力钢棒断裂修复作业（1）每日施工前，现场负责人对所有使用的机具材料进行清点，做好记录，方可开始施工。（2）根据断裂钢棒锚穴的破坏情况，用凿子及冲击钻凿开锚穴，将原有破损的封锚砂浆清理干净。然后用铁钎（或电锤）在锚穴内壁进行凿毛处理，清除原有砂浆层，凿毛处距侧面约10mm。凿毛后，清理干净凿毛混凝土渣，清除锚垫板表面混凝土及锈蚀。处理一个锚穴约用时10分钟。（3）凿毛后，抽取断裂钢棒。将加长套筒套在钢棒的锚固螺母上，用电动扳手将断裂钢棒逆时针缓慢旋转抽出。（4）当断裂钢棒处于轨道板外侧的一端较长，且轨道板外侧有竖墙不易抽出时，将一根细钢棒穿入孔道中，然后用锤子慢慢敲打细钢棒，将断裂钢棒从另一侧顶出螺纹部分后，再用电动扳手将断裂钢棒旋出，然后用切割锯将钢棒切断后分段取出。该工序约需10分钟。（5）先检查锚穴孔道内壁是否有水份，如有，则用棉丝等套于细钢棒上，穿入孔道内，将护套内壁的水份擦干。用黄油枪在轨道板两侧分别向护套内慢慢压注专用防腐油脂，当油脂不易进入时，先注入一部分，然后用细钢棒穿入孔道内，使油脂均匀涂覆在孔道内壁。总注油量约100g防腐油脂。该工序约需5分钟。（6）根据轨道板的尺寸情况，提前备好需使用的Φ12.7mm、1860MPa钢绞线，固定端钢绞线露出夹片外10mm，张拉端预留350mm供张拉使用，一般钢绞线长度为2800mm。（7）将备好的钢绞线一端涂覆油脂，旋转使钢绞线穿入护套内。在旋入过程中，不间断的在钢绞线表面涂覆防腐油脂。当钢绞线从另一端穿出时，使用挡油板防止护套孔道内挤出的油脂污染锚穴。固定端采用普通JM13-1型锚具锚固，张拉端采用DSM13-1型低回缩夹片式锚具锚固，使用钢套管敲紧夹片。该工序约需5分钟。（8）钢绞线张拉施工（关键工序，约20分钟）a.张拉前，确保张拉设备和机具安全可靠，千斤顶与手动油泵（电动油泵）已连接，且无漏油等问题。b.张拉人员需掌握油压表压力与张拉力的关系，了解张拉力与张拉伸长量的9规定，按设计张拉控制应力进行张拉，如实记录油压表压力及张拉伸长量。c.将前卡式千斤顶穿进钢绞线，张拉开始前，将油泵摇杆放置到进油位置后，手动操作油泵压杆，开始进行张拉，油压表读数缓慢上升，当油压达到张拉荷载20％时，持荷，测量、记录千斤顶活塞伸出量。d.继续加压，当张拉力达到设计荷载后，静停1分钟，如油压有下降，重新补足，记录油压值和钢绞线伸长值。e.张拉分两次进行，第一次张拉到设计荷载时，回油锚固；卸下张拉千斤顶，在轨道板侧面安装张拉支架，重新穿入千斤顶后进行第二次张拉，当张拉力再次达到设计荷载时，旋动锁紧螺母抵紧在锚垫板上，回油锚固，完成张拉。f.张拉完成后，用砂轮据（或等离子切割机）切断外露钢绞线，预留钢绞线距夹片20～30mm。不得使用电焊切割。g.施加预应力值采用双控，以油压表读数为主，以钢绞线的伸长值作为校核。实际伸长值以20％张拉力作为测量的初始点。横向钢绞线张拉力为127kN，伸长值为14±2mm。h.张拉作业时，预应力钢绞线两端严禁站人。（9）锚穴封锚施工（关键工序，锚穴集中处理，每组锚穴约20分钟）a.封锚前，检查锚穴是否进行了凿毛处理，且没有油污积水等问题。然后用毛刷在锚穴内壁均匀涂刷界面剂，以增加封锚砂浆与锚穴的粘接效果，涂刷时注意界面剂不得涂到钢绞线和锚垫板上。如涂刷时间过长出现界面剂干燥、凝固，应清理干净后重新涂刷。b.在界面剂涂刷30分钟内，进行封锚作业。已开通线路如当日钢绞线张拉完成后封锚时间不够，不得进行张拉施工作业。c.封锚修复砂浆材料宜采用TK－F型轨道板封锚砂浆（快干型），性能应符合表3要求。d.采用轨道板封锚砂浆进行封锚施工，砂浆水灰比为0.08－0.1。e.封锚砂浆在施工现场人工搅拌，先将称量好的水泥、砂放入铁皮桶中，边加水边搅拌，搅拌时间不少于3分钟。搅拌完毕的砂浆宜在30分钟内用完。f.封锚时应分三层填压。使用空气手锤等工具对砂浆分层进行振捣，振捣力不小于3kg，每层振捣不少于3次，每次不少于30s。内层填实后，继续添加10砂浆，重复振捣，最后用抹子将砂浆外层抹平。g.填压砂浆过程中，为保证砂浆的匀质性，可以二次搅拌，但严禁二次加水。h.封锚砂浆需制作强度试块，预留2小时、7天试块各三组，以备检验封锚砂浆强度。i.封锚砂浆填压完毕后，涂刷养护剂进行养护。j.将散落现场的砂浆材料清理干净，并不得再次使用。k.封锚砂浆填压时的施工环境温度宜为5℃－35℃。l.已开通运营线路尽量避免冬季施工，当