馬福山

摘要:雙塊式無砟軌道是一種適用于高速鐵路的新型軌道結(jié)構(gòu)，結(jié)合雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)形式，詳細(xì)分析介紹雙塊式無砟軌道的施工方法和施工工藝流程，為高速鐵路雙塊式無砟軌道施工提供借鑒和技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞:客運專線雙塊式無砟軌道施工工藝精度控制設(shè)備配置

Abstract: double pieces type frantic jumble no track is a suitable for high-speed railway track structure of the new type, combined with double pieces type frantic jumble no track structure forms, a detailed analysis is introduced double pieces type without the tracks of the construction method and frantic jumble of construction process of high speed railway double pieces type is to provide a reference for the construction of the frantic jumble orbit and technical support.

Keywords: passenger special line double pieces type frantic jumble no track construction technology accuracy control device configuration

中圖分類號：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

雙塊式無砟軌道是以現(xiàn)澆混凝土方式將預(yù)制的雙塊式軌枕嵌入到均勻連續(xù)鋼筋混凝土道床內(nèi)并形成整體的無砟軌道結(jié)構(gòu)。與有砟軌道相比，雙塊式無砟軌道具有更好的的整體性、穩(wěn)定性和耐久性。雖然施工技術(shù)復(fù)雜，一次性投資大于有砟軌道，但其使用壽命周期長，在使用周期內(nèi)基本上免維修，運營過程中維修工作量可減少70%以上，能夠有效緩解客運專線鐵路運營與維修的矛盾，且總體成本不高于有砟軌道。

1、 雙塊式無砟軌道系統(tǒng)介紹

1.1 雙塊式無砟軌道系統(tǒng)

雙塊式無砟軌道系統(tǒng)由鋼軌、扣件、軌枕(雙塊式軌枕、岔枕) 、混凝土支承層(橋面為混凝土底座) 、道床板等部分組成。軌道結(jié)構(gòu)安裝將鋼軌與雙塊式軌枕用扣件連接，組裝成軌排，綁扎鋼筋骨架，采用專用支承架，通過精密測量和調(diào)整，使軌道精確定位后，再現(xiàn)場澆筑混凝土形成無砟軌道。

1.2 雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

雙塊式無砟軌道的支承塊只保留承軌和預(yù)埋扣件螺栓部位的預(yù)制混凝土，其余為桁架式鋼筋骨架，顯著提高了施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的整體性。桁架式鋼筋骨架連接改裝的雙塊式軌枕構(gòu)成該軌道系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。桁架式鋼筋骨架的鋼筋僅部分澆筑到軌枕混凝土中。軌道扣件元件緊緊錨定在雙塊式軌枕內(nèi)，保證軌枕與混凝土承載層之間的有效接合；連體鋼?？杀ＷC軌道基座保持精確的幾何形狀與軌底坡度；雙塊軌枕與鋼筋桁梁之間的連接可確保軌距準(zhǔn)確?；炷淋壍莱休d層、雙塊式軌枕與軌道承載層整體相連。

2 路基地段雙塊式軌枕無砟軌道施工工藝及精度控制

2.1 施工方法

路基沉降穩(wěn)定且線路交接完畢后，在路基表面采用混凝土攤鋪機進(jìn)行水硬性混凝土支承層施工。待強度達(dá)到要求，在工作區(qū)內(nèi)組裝跨雙線移動起重機，將運輸?shù)綀龅能壵怼⒐ぞ哕壍炔牧峡烤€路一側(cè)順線路散布，利用軌枕分配機鋪設(shè)軌枕，組裝軌排、架軌、綁扎道床板鋼筋、調(diào)軌、立模、澆筑道床板混凝土，循環(huán)作業(yè)。

2.2 施工工藝流程

2.2.1 混凝土支承層施工及養(yǎng)護

無砟軌道30 cm 混凝土支承層采用SP500 型混凝土攤鋪機直接在路基面上一次攤鋪成型，混凝土由專用混凝土運輸車運送。曲線地段的超高設(shè)置通過支承層來實現(xiàn)。

2.2.2 道床板下層鋼筋綁扎及雙塊式軌枕鋪設(shè)

(1) 施工方法①綁扎道床板下層鋼筋:軌排就位前，按設(shè)計文件要求綁扎下層鋼筋，并對其絕緣性能進(jìn)行檢查。②雙塊式軌枕鋪設(shè)方法:采用專用的軌枕分配機每5根一組進(jìn)行鋪設(shè)散布軌枕，然后組裝軌排。

(2) 技術(shù)要求①在鋪設(shè)軌枕之前，測量人員需在軌枕外緣做標(biāo)記，在支承層上每10 m 釘出一個點，進(jìn)行標(biāo)記。②軌排組裝后應(yīng)對軌排的軌距、軌枕位置、軌枕間距進(jìn)行復(fù)測，對達(dá)不到規(guī)定要求的項目進(jìn)行調(diào)整。③軌枕按設(shè)計間距布設(shè)，在路橋、路隧交界地段，軌枕間距可做適當(dāng)調(diào)整，最大軌枕間距為Smax，600 mm ≤Smax ≤650 mm。

2.2.3 工具軌的安裝及扣件緊固

對采用每5 根軌枕鋪設(shè)法施工地段，每鋪設(shè)100余米軌枕后，安裝25 m 工具軌，用雙同步動力扳手同步施擰扣件螺栓。

圖1 雙塊式無砟軌道橫斷面圖(單位:m)

2.2.4 固定鋼銷釘?shù)陌惭b及調(diào)整器的裝配

(1) 固定鋼銷釘(鋼管) 的安裝

為避免鋼筋骨架橫向移動，需要安裝定位鋼管。當(dāng)調(diào)整好軌枕后，開始鉆孔安裝鋼銷釘( < = 55～60mm) 。每隔3根(曲線地段2根) 軌枕之間的軌枕中心線位置安裝1個，與安裝螺旋調(diào)整器位置對應(yīng)。鉆孔深度16～18cm ，鉆孔后需要使用空氣壓縮機清理孔洞。通過快硬水泥砂漿將鋼管固定于孔中。當(dāng)軌道骨架精確調(diào)整好后，用鐵件將軌枕的鋼格架與定位鋼管相連。埋設(shè)鋼管時要絕對保證鋼管的孔應(yīng)該鉆在軌枕鋼筋網(wǎng)格之間，并且中心要垂直于支承層的橫縱方向。

(2) 調(diào)整器的裝配

在每隔3 根(曲線地段2 根) 軌枕之間的鋼軌上安裝一組螺桿調(diào)整器，其調(diào)整軸和鉸接擋塊必須始終位于軌道的外側(cè)，其最大的軸向偏差為2cm。螺旋調(diào)整器安裝于軌枕中心線位置的鋼銷釘上，必須通過水平調(diào)整螺栓中間位置進(jìn)行定位。通過水平調(diào)整螺栓對軌排進(jìn)行方向調(diào)整。

2.2.5 提升軌排骨架

在軌枕鋪設(shè)完成、鋼軌固定、調(diào)整器裝配之后，使用液壓鋼軌升降機(即移動式固定梁) 或固定梁，將軌道在原位垂直方向提升約5～7cm，使之不依賴于支承層表面。

2.2.6 軌道粗調(diào)

(1) 利用液壓鋼軌升降機(移動式固定梁) 對軌道初步調(diào)整。調(diào)整后，軌道位置偏差5 mm，高程偏差+ 6～- 4 mm。

(2) 液壓鋼軌升降機按照高程控制及位置要求控制液壓系統(tǒng)自動調(diào)整水平位置和豎向位置，實現(xiàn)軌道架橫向及豎向處于正確位置，然后擰緊螺桿調(diào)整器，將軌道固定。如此循環(huán)施工。

2.2.7 模板安裝

(1) 軌道粗調(diào)工序結(jié)束后，使用模板安裝車完成模板安裝工作。

(2) 安裝要求①模板必須同軌道獨立排列，不允許有任何的連接；②模板和交叉加強配筋之間的距離≥50 mm；③鋼模板要牢固地固定在支承層混凝土上，幾何偏差為±10 mm。

2.2.8 螺桿的潤滑和模板內(nèi)面的預(yù)處理

在澆筑混凝土之前和最終軌道調(diào)整之前，所有的螺桿必須使用潤滑材質(zhì)，潤滑至少32cm，并且側(cè)面的模板必須徹底地使用模板油進(jìn)行處理。

2.2.9 軌道精調(diào)

這是最關(guān)鍵的一道工序，對能否達(dá)到要求的最終軌道位置起著決定性作用。

(1) 時間安排及調(diào)整長度①最終軌道調(diào)整應(yīng)在混凝土澆筑之前完成。②調(diào)整長度比當(dāng)班計劃澆筑段長度(一般150 m) 超前≥70 m 的距離。

(2) 架設(shè)及調(diào)整方法主要使用螺桿調(diào)整器和螺旋調(diào)整器配置軌道GPS 定位測量系統(tǒng)進(jìn)行軌道精確調(diào)整。根據(jù)測量顯示數(shù)據(jù)，調(diào)整螺桿或螺旋調(diào)整器。調(diào)整器夾在組裝好的軌道架鋼軌基面，支承軌道架置于軌道基面下，軌枕之間每兩個間距設(shè)有一組。

①垂直調(diào)整:通過旋轉(zhuǎn)螺桿調(diào)整器豎向螺桿進(jìn)行垂直調(diào)整，調(diào)整軌道高程和高低、水平。在曲線地段，調(diào)整時可能產(chǎn)生水平位置和高度的沖突，因此必須在垂直及水平方向同時進(jìn)行調(diào)整。

②水平調(diào)整:通過旋轉(zhuǎn)螺旋調(diào)整器橫向螺桿進(jìn)行水平調(diào)整，調(diào)整軌道中線方向。

③軌道精確調(diào)整結(jié)束及檢驗完畢后，按照檢驗結(jié)果的最大距離，在軌枕鋼筋網(wǎng)格上安裝金屬固定扣件，將其焊接在軌道鋼筋構(gòu)架上，并與預(yù)埋件焊接后方可澆筑混凝土。

④按下述要求進(jìn)行所有的測量工作：a軌道的水平投射在曲線下，參考鋼軌始終是外側(cè)軌(較高軌);在直線部分，參考軌與鄰近的曲線段相同，并始終是在測量鏈測量的距離的遞增方向。b軌道軸線跨越在2個鋼軌之間，以標(biāo)準(zhǔn)軌矩(1435mm)一半的距離平行于參考軌并同2個鋼軌表面上的連貫線垂直。c軌距測量的位置是鋼軌頂部表面之下14 mm。

3) 技術(shù)要求①軌道調(diào)準(zhǔn)的定時和混凝土澆筑之間的時間中斷必須嚴(yán)控制，以上步驟必須在10h內(nèi)完成，避免溫度變化造成調(diào)整固定的鋼軌伸長或收縮。②逐一檢測每一斷面線路的水平、高低、軌向等幾何形位和中線位置并進(jìn)行調(diào)整，直至滿足下表1要求。③道床混凝土澆筑前再次對軌道狀態(tài)進(jìn)行檢查，對不合格部位進(jìn)行調(diào)整。

2.2.10 混凝土澆筑

(1) 澆筑方法①澆筑工藝(軌道1) ：混凝土泵安置在軌道2 的支承層上進(jìn)行軌道1 的澆筑工作。混凝土攪拌車就位于混凝土泵的后方，在澆筑作業(yè)完成前，下一個攪拌車立即上前補充新混凝土。②澆筑工藝(軌道2)：在軌道2未澆筑道床板混凝土的一側(cè)適當(dāng)位置支立混凝土輸送泵，混凝土攪拌車直接就位在混凝土輸送泵后方，向澆筑面泵送混凝土。

(2) 技術(shù)要求①道床混凝土施工前，模板安裝必須穩(wěn)固牢靠，接縫嚴(yán)密，不得漏漿;模板與混凝土的接觸面必須清理干凈并涂刷隔離劑。②混凝土澆筑前對鋼軌、扣件和軌枕表面必須進(jìn)行覆蓋，防止混凝土澆筑被污染；同時，混凝土支承層及軌枕以水濕潤。③澆筑前，復(fù)測(2次以上) 軌排幾何形位、保護層厚度，并檢測長軌排絕緣性能，符合要求后進(jìn)行混凝土澆筑。④混凝土應(yīng)采取措施預(yù)防堿骨料反應(yīng)，并符合《鐵路混凝土工程預(yù)防堿骨料反應(yīng)技術(shù)條件》(TBPT3054) 的要求。⑤道床板混凝土的強度等級為C40，鋼筋混凝土保護層最小厚度為50 mm。⑥混凝土品質(zhì)必須在整個澆筑過程中保證始終恒定，坍落度應(yīng)控制在50～80mm范圍之內(nèi)。⑦混凝土道床澆筑振搗密實后，表面需按設(shè)計認(rèn)真做好橫向排水坡，且人工整平、抹光。

2.2.11 扣件和調(diào)整軸的應(yīng)力釋放、軸架拆除

(1) 混凝土初凝后(約3 h)，適當(dāng)松開軌道扣件。否則，因為鋼軌的溫度力，將破壞軌枕和道床板混凝土的黏結(jié)性。

(2) 混凝土澆筑大約2～5 h 之后，扣件和螺桿可通過工具逐步進(jìn)行釋放。釋放時機由現(xiàn)場試驗觀測確定。

參考文獻(xiàn)

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注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。