摘要：本文从高铁梁端缓冲防震构造的原理出发，从施工工艺等因素进行分析，提出了解决高铁梁端缓冲防震的方案。
关键词：梁端缓冲防震；工作原理；施工工艺；结论
一、前言
遂渝铁路引入重庆枢纽的新北碚嘉陵江大桥，桥梁全长为450.70m，最大孔跨168m。全桥铺设底座连续、轨道板连续，底座与桥梁可相对滑动的纵连板式轨道，轨道两端设承受纵向力的固定限位台座结构。在大跨度连续梁桥和简支桥上铺设纵连板式无碴轨道时，为解决桥梁温度应力与纵联板间温度应力间相互作用的问题以及梁端转角对桥梁结构、行车安全的影响，正确选择高速铁路桥梁梁端缓冲防震构造材料，优化施工工艺，成为突破大跨度桥上铺设无碴轨道的技术瓶颈的关键之一。
二、施工原理
在桥梁上铺设纵连板无渣轨道，基于工程力学、材料力学、声学等学科的基本原理，采用在大跨度桥梁与纵连板间设置一层滑动磨擦副，使桥梁弯曲变形与纵连板变形相互独立，只传递摩擦力而不传递剪力和弯矩，解决了桥梁温度应力与纵联板间温度应力间相互作用的问题。
三、施工工艺
(一)关键技术
1、滑动层材料聚酯长丝土工布、HDPE膜、PE复合土工布的粘接技术；
2、硬质闭孔泡沫板的纵向齿形扣接和表面复膜。
3、采用吊架固定底座钢筋骨架后进行底座砼分层法施工。
(二)工艺流程
1、滑动层施工工艺流程图
当桥面保护层施工完毕并经验收合格后，进行无碴轨道桥梁滑动层施工。
2、梁端防挠板施工工艺流程图
当无碴轨道桥梁滑动层施工完毕并经验收合格后，进行无碴轨道桥梁梁端防挠板施工。
3、底座钢筋混凝土施工工艺流程图
四工艺操作要点
1、施工准备
准备工作主要有：
⑴组织现场调查和设计图纸会审。
⑵编制实施性施工组织设计，内容包括施工方案、主要技术措施、进度安排、人员组织、机具配备、材料计划、场地布置等。
⑶根据现场实际工况，做好材料和施工机具的确认工作。
2、测设基标
按设计要求在无碴轨道施工范围内埋设基标。基标分为控制基标和加密基标两种。段内的基标以定测导线为依据设置，可先用极坐标法测设两端基标，中间用全站仪加密。曲线地段以闭合环导线为依据用极坐标法设置。
在两端桥台上设置水准基点，水准基点利用精密水准仪从设计院提供的定测水准点引测，测设精度不低于四等水准测量要求。沿线路中心线做桥面高程检测，桥面高程应往返测量，且闭合于水准基点。根据水准基点测设桥上水准控制基标，间隔15m，可设置桥梁两侧防护墙上，对于没有防护墙的施工现场要按设计设置水准基准器。
根据设计院提供的平面控制点在两端桥台附近各测设出一段定测导线，通过曲线桥面做闭合环导线。全桥直线每隔100m、曲线每隔50m设一个方向控制基标，曲线控制点、变坡点和竖曲线起止点均应增设。
根据设计提供的导线点和高程点核对施工范围内的中线、高程系统的复测布设高程控制网，进行贯通闭合测量。布设闭合环导线，进行平面控制测量，并按设计要求测设基标。基准点的测设误差要满足相关规范和标准要求，基准点经反复复核无误后，方可使用。
用极坐标法放样时，应满足下列要求
⑴放样时应置镜于导线点且不得转点，前视边长度不得大于150m。
⑵两测回定点，一测回检核，测站限差要求同精密导线。检核水平角较差不大于6"，距离较差不大于2mm。
⑶基标高程自水准基点引出，按精密水准方法往返观测。
基标允许误差：
控制基标：⑴方向允许误差为4"；⑵高程允许误差为±1mm；⑶距离允许误差为直线1/5000、曲线1/10000。
加密基标：⑴直线上偏离控制基标方向误差为±1mm；⑵曲线上偏角法测量，在偏角方向线上允许误差为±1mm；⑶每相邻基标间距离允许误差为±2mm；⑷每相邻基标高程允许误差为±1mm。
基标测设和施工测量应符合《新建铁路工程测量规范》（TB10101-99）的有关规定。
3.桥面保护层清理、打磨、找平
在施工前应先进行桥面清理，做到无浮碴、浮灰、油污等，再对基层进行验收，基层应做到平整、无尖锐物，不起砂、不起皮及无凹凸不平现象，同时应无蜂窝麻面，以保证两布一膜的铺设质量。
平整度的要求：用1m长的靠尺，空隙不大于3mm，空隙只允许平缓变化，每米不超过1处。
如不符合上述要求，可用机械打磨的方法进行处理或用水泥砂浆进行找平，用水泥砂浆填补蜂窝、麻面找平基层前，先清除蜂窝、麻面中的松散层、浮碴、浮灰、油污等，并使之湿润。用水泥砂浆作局部找平时，应在水泥砂浆中添加适量水溶性胶粘剂，以增强水泥砂浆与基底的粘结。
在桥面保护层清理、打磨、找平过程中，其施工用具、材料轻吊轻放，严禁碰伤已铺设好的防水层，确保保护层表面平整、流水畅通。
桥面打磨后要重新清除浮碴、浮灰、油污等，且必须等局部找平砂浆强度满足继续施工要求后，才进行分档和弹线。
4、分档、弹线
根据测设的基标，找出梁两端的中点，弹出桥面的中心线，以中心线为幅宽基准，全桥面放出一个幅宽为2.8±0.005m的区域，弹出横向边线。在梁固定支座一侧以梁端为长度起点，放出一个幅宽为2.8±0.005m、长度为1.5米的区域，弹出纵向边线。如果是连续刚构梁，还需在梁板固结机构处进行分档，并在分档处弹出纵向边线。
5、铺设两布一膜
铺设范围：对于简支梁上留出的1.5米区域和边续刚构梁梁板固结机构处不铺设两布一膜，其他桥面全断面连续铺设。
下层聚酯长丝土工布的铺设：在桥面防护层清理符合要求后，按照弹出的边线，聚酯长丝土工布卷绕在移动式专用摊辅机上，在保护层一边涂刷粘结剂，一边铺贴下层聚酯长丝土工布，粘结剂应做到涂刮均匀，厚度应控制在1.2～1.5mm，同时用光滑的橡皮或木刮板在聚酯长丝土工布上部来回刮实，随时用开刀将周边挤出的粘结剂刮平。聚酯长丝土工布铺贴时应做到平直，严禁起鼓、起泡等现象。在水泥粘接剂涂刷完毕后，聚酯长丝土工布的粘贴必须20分钟内作完。
所有下层聚酯长丝土工布铺贴完毕并符合上述各项要求后，下层聚酯长丝土工布的周边内8cm涂刷水泥粘接剂的部位用聚氨脂水泥粘接剂封边，其涂刷厚度均不低于1.5mm，宽度不小于8cm。
对铺好的下层聚酯长丝土工布应做好成品保护，除正常的养护外，应做到24小时无重压。
当梁跨度大于90m时，允许下层聚酯长丝土工布进行纵向搭接1处，先行纵向搭接，再进行沿桥面纵向中心线的横向搭接。纵向搭接的粘贴宽度不得小于120mm,横向搭接的粘贴宽度不得小于100mm。搭接时，搭接处两层聚酯长丝土工布之间的土工布胶厚度不得小于1mm。
聚酯长丝土工布粘接注意事项：
⑴粘接前先应检查两粘接面，注意保持清洁。
⑵在两粘接表面均匀涂胶，使胶液浸透两粘接面土工布纤维的空隙，注意不能留有空白。
⑶待胶粘剂晾至快干时，将两被粘面一次性对准、合拢、压紧，并用木锤敲击以清除气泡，增加胶层的融合。
高密PE膜的铺设：铺好下层聚脂长丝布后，以布的边线为界，将卷绕在移动式专用摊辅机上的高密PE膜铺贴在下层聚酯长丝土工布上，同时用光滑的橡皮或木刮板在高密PE膜上部来回刮实，铺贴时应做到平直，严禁起鼓、起泡等现象。
当梁跨度大于90m时，允许高密PE膜进行斜向焊接施工，可采用双轨热融、单轨热融、挤出式焊条焊接工艺；接缝搭结宽度为10cm-15cm。
PE复合土工布的铺设：铺好高密PE膜后，以膜的边线为界，将卷绕在移动式专用摊辅机上的复合土工布铺贴在高密PE膜上，同时用光滑的橡皮或木刮板在复合土工布上部来回刮实，铺贴时应做到平直，严禁起鼓、起泡等现象。
当梁跨度大于90m时，允许复合土工布采用KS胶进行粘粘，接缝连接方式如图5，其粘接要领与聚酯长丝土工布粘接注意事项相同。
两布一膜铺设的工艺要求：
⑴铺设前应保证基面（坡面）平整，保证两布一膜不被锐物棱角戳破，现场施工时发现有聚酯长丝土工布破损时必须立即修补。
⑵铺设时应注意均匀平整，不可出现扭曲、褶皱、重叠，并要特别注意过量拉伸超过其强度和变形的极限发生破坏或撕裂、局部顶破等现象。
⑶聚酯长丝土工布连接时搭接长度应大于100mm，施工人员不可穿带钉的鞋子，不可携带火种，防止人为地损害聚酯长丝土工布。
⑷各类机械不能在未覆盖的两布一膜上面行驶。
⑸聚酯长丝土工布的存放以及施工铺设过程应尽量避免长时间的暴晒或暴露，以免聚酯长丝土工布的性能劣化。雨天不宜作露天施工；施工现场严禁烟火；粘接表面不允许有水或过量潮湿。
⑹周边接界处理。聚酯长丝土工布与周边的砼连接紧密，封堵渗流入口，截断侧面的渗漏路径，防止渗水进入聚酯长丝土工布的底面形成水泡。
6、安装硬质闭孔泡沫板
在两布一膜铺设完成后，进行硬质闭孔泡沫板的安装。
在施工前应先清理简支梁上留出的1.5×2.8米区域、梁缝、相邻梁处1.5×2.8米铺设两布一膜的位置，确认无浮碴、浮灰、油污等，以保证硬质闭孔泡沫板的铺设质量。
清理板材表面的浮灰、油污，使用氯丁型胶粘剂在两齿形扣接表面分别涂胶，并朝同一个方向涂胶，利于赶出空气和提高涂胶的均匀度，增强粘接力。晾置数分钟，待胶膜干后再涂第二遍胶。涂两次胶后等胶层呈干膜状（约5～25min/25℃）即可粘合（手感有粘性而不粘手），有条件可适当加压，24小时后投入使用。由于初粘力强，粘合时应一次性对准，并需加压敲实，勿来回移动，以免影响粘接效果。
在简支梁上固定支座一侧的1.5×2.8米的桥面区域、扣接完成后的硬质闭孔泡沫板以任一端为起点的1.5×2.8米区域先刷一道EC-6胶液，再满刮EC-6砂浆型胶粘剂，按弹线位置将板的一端粘接在简支梁的固定支座侧，另一端为自由端，平放在梁活动支座一侧的滑动磨擦副上。安装时用手推挤，并用橡皮锤敲振，使所有相拼合面挤紧冒浆，随时用开刀将挤出的胶粘剂刮平。
安装过程中随时用2m靠尺及塞尺测量墙面的平整度，用2m托线板检查板的垂直度。高出的部分用橡皮锤敲平。
安装完成后，再次清理板材表面的浮灰、油污，并在板面全区域内匀涂氯丁型胶粘剂一遍，晾置数分钟，待胶膜干后再涂第二遍胶。涂两次胶后等胶层手感有粘性而不粘手时，将塑料薄膜与被粘面一次性对准、合拢、压紧，并沿同一方向依次挤压以清除气泡，增加胶层的融合。
7、底座混凝土施工
⑴施工前以闭合环导线上方向控制基标和方向加密基标为依据，用极坐标法确定混凝土底座的中线及纵向位置。根据水准控制基标测设高程。
⑵绑扎底座钢筋骨架，设置钢筋保护层垫块。安装底座混凝土施工吊架，将底座钢筋骨架按设计要求固定在吊架上。
⑶在底座两侧支立钢模板，模板外侧可与防护墙撑联，内侧可采用对拉或支撑形式，以确保模板稳定。曲线地段混凝土底座施工时，曲线外侧模板高度应满足曲线超高的设计要求。底座侧面与端部的相应位置留出镶嵌防水卷材的凹槽。
⑷在底座伸缩缝处固定好20mm厚的沥青板，固定牢靠，防止沥青板上浮。沥青板的尺寸根据梁面横坡与设计标高确定。并按设计要求预埋底座内的预埋件。
⑸检查合格后及时灌筑底座混凝土。所有底座混凝土均应分两步施工。靠近两布一膜和防挠板一侧的50mm厚的保护层不允许有粒径大于15mm以上颗粒，以免刺破土工膜。施工期间，施工人员以及机械操作人员一定要精神集中，防止疏忽大意破坏土工膜。如在覆盖保护层时发现有土工布或防挠板损坏，应立即停止覆盖，修补或更换。混凝土拌和站的成品混凝土，利用汽车运输至混凝土灌注处位置，混凝土灌筑过程中，采用机械振捣，振捣密实后，用木抹将其抹平，最后将两边200mm压光。
⑹混凝土灌注完毕后，在12h内用麻袋、草帘等覆盖并洒水养生，养护期一般不应少于7昼夜。混凝土强度达到2.5MPa以上方可拆除模板。在混凝土未达到设计强度之前，严禁各种车辆在底座上通行。
五、效益分析
PE复合土工布采用KS胶粘接快速施工方法，弥补了膜焊接可能存在的渗漏缺陷，提高了接缝强度和抗渗能力，确保了施工质量。KS胶粘接成本低于复合土工膜应用成本的5%，但使用KS胶粘接，复合土工膜可以任意拼接，既保证复杂结构的铺设要求，节省了材料，又降低了应用成本。KS胶粘剂为非极性材料，不被水解，耐酸碱腐蚀，浸泡后对水质无污染。
六、结论
在桥梁上铺设纵连板无渣轨道，采用在大跨度桥梁与纵连板间设置一层滑动磨擦副，使桥梁弯曲变形与纵连板变形相互独立，只传递摩擦力而不传递剪力和弯矩，解决了桥梁温度应力与纵联板间温度应力间相互作用的问题。在桥台上两片梁接缝上端铺设硬质闭孔泡沫板作为桥梁梁端防挠板，基于工程力学、材料力学、声学等学科的基本原理，降低桥端转角对底座混凝土板的作用力，达到缓冲和防震的目的，满足列车行驶的平顺性的要求；另外泡沫塑料通过吸收声波能量，使声波不能反射传递，通过增加泡体刚性消除共振，以此来减少噪音。达到施工便捷，质量保证等目的。
参考文献
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[3]于金帆苗丽雯李克顺吴润民。现代化高速铁路设计、施工与线路提速改造新技术。2004年。
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
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