楊 凱

（吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 長春 130012）

1 無砟軌道施工技術(shù)

1.1 布設(shè)無砟軌道基樁燮制網(wǎng)

本文設(shè)計(jì)的鐵路工程無砟軌道施工技術(shù)中，根據(jù)鐵路工程建設(shè)施工的需求，對無砟軌道的基樁燮制網(wǎng)作出全方位布設(shè)，保證其與鐵路工程線路燮制網(wǎng)之間的緊密銜接，為提高施工質(zhì)量與水平提供基礎(chǔ)保障[1-2]。

首先，采用平面測量的方法，測量無砟軌道基樁燮制網(wǎng)的高程，選取燮制網(wǎng)高程的二等水準(zhǔn)點(diǎn)與基樁燮制點(diǎn)，將各個(gè)點(diǎn)連接起來，形成無砟軌道三維坐標(biāo)網(wǎng)[3]。根據(jù)鐵路工程建設(shè)的實(shí)際情況與特征，通常將基樁燮制網(wǎng)布設(shè)在線路兩側(cè)，若安裝了接觸網(wǎng)支柱，則將基樁燮制網(wǎng)布設(shè)在接觸網(wǎng)支柱上，并設(shè)置基樁燮制網(wǎng)的間距不超過60 m。基樁燮制網(wǎng)布設(shè)結(jié)束后，采用全站儀，通過平面測量法與后方交會法測量基樁燮制網(wǎng)，并從中選取需要測設(shè)的燮制點(diǎn)，完成測設(shè)操作。

1.2 設(shè)計(jì)無砟軌道支撐層

基于上述鐵路工程中無砟軌道基樁燮制網(wǎng)布設(shè)完畢后，獲取無砟軌道三維坐標(biāo)網(wǎng)與測設(shè)燮制點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，利用軌道支撐層施工工藝，對無砟軌道的支撐層進(jìn)行設(shè)計(jì)[4-5]。

本文設(shè)計(jì)的無砟軌道支撐層主要包括兩種結(jié)構(gòu)：路基上支承層與軌道橋上底座支撐層。接下來，分別對兩個(gè)軌道支撐層結(jié)構(gòu)進(jìn)行一一設(shè)計(jì)。首先，基于鐵路工程中無砟軌道路基上支承層來說，本文設(shè)計(jì)的施工流程，見圖1。

圖1 無砟軌道路基上支承層施工流程

如圖1 所示，首先，在施工前全方位檢查級配碎石的大小與形狀是否符合支承層施工需求，修正承載面上的缺陷。對路基上支承層的下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，避免在施工過程中，混凝土凝固所需水分被支承層下部結(jié)構(gòu)吸收，影響支撐層施工的質(zhì)量。依據(jù)上節(jié)測設(shè)操作獲取到的測設(shè)燮制點(diǎn)，確定各個(gè)支承層模板的安裝位置，進(jìn)行模板安裝。安裝結(jié)束后進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，模板安裝的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 支承層模板安裝驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

支承層模板安裝驗(yàn)收后，灌注混凝土。根據(jù)粗骨料、水泥與細(xì)骨料等原材料的品質(zhì)，設(shè)計(jì)混凝土配比，以提高混凝土施工耐久性與使用強(qiáng)度為核心目標(biāo)，不斷試配與調(diào)整混凝土配比，最終選定與鐵路工程無砟軌道施工需求相符的配比。在滿足無砟軌道板混凝土施工前提的要求下，調(diào)整混凝土的坍落度。利用電子計(jì)量系統(tǒng)，按照選定好的配比，稱量原材料，燮制各個(gè)原材料稱量結(jié)果不超過最大允許偏差。

在此基礎(chǔ)上，實(shí)行混凝土連續(xù)澆筑，在澆筑過程中，綜合考慮溫度的動態(tài)變化，當(dāng)大氣溫度低于5 ℃時(shí)，應(yīng)當(dāng)對骨料進(jìn)行加熱處理，并且在鐵路工程施工現(xiàn)場放置加熱蓬。若混凝土澆筑施工中出現(xiàn)間歇，應(yīng)當(dāng)盡量縮短間歇時(shí)間，若間歇時(shí)間較長，則應(yīng)當(dāng)立即中斷混凝土澆筑操作，留置施工縫，相關(guān)施工人員作出記錄，并標(biāo)明相關(guān)原因。利用振搗棒，將混凝土振搗密實(shí)，并將混凝土表面整平，此過程中，需要時(shí)刻測量支承層的高度，避免其高度與相應(yīng)的技術(shù)要求不符。待混凝土初凝后，采用養(yǎng)護(hù)方法，對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，為了防止混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)出現(xiàn)開裂問題，利用混凝土切割機(jī)，設(shè)置切割間隔為5 m，對其進(jìn)行切縫處理，完成無砟軌道路基上支承層的施工。

針對無砟軌道橋上底座支撐層來說，其施工流程與路基上支承層的流程基本一致，不同的點(diǎn)在于橋上底座支撐層采用分段施工的方式，在混凝土施工時(shí)需要安裝漏斗型模板，達(dá)到燮制混凝土灌注量的目標(biāo)。另外，在橋上底座支撐層上需要放置抗剪凸臺，保證后續(xù)鋼模板軌道與軌枕設(shè)置的精度。

1.3 安裝鋼模板軌道與軌枕

基于鐵路工程中無砟軌道支撐層設(shè)計(jì)完畢后，接下來進(jìn)行無砟軌道板鋼模板軌道與軌枕安裝施工。本文設(shè)計(jì)的安裝施工流程，見圖2。

圖2 鋼模板軌道與軌枕安裝流程

如圖2 所示，首先，在無砟軌道上定位支腳坐標(biāo)，鉆取4 個(gè)大小相同的鉆孔，埋入尼龍?zhí)淄玻瑢⒅_放置在打好的孔內(nèi)，并擰上對應(yīng)的六角螺釘，固定支腳。在無砟軌道模板的接觸面上涂抹一層薄薄的隔離劑，選取匹配度較高的尼龍錨栓，固定鋼模板軌道，利用標(biāo)尺測定固定距離，根據(jù)支腳安裝的實(shí)際位置，調(diào)整模板固定的間距與平整度，保證鋼模板軌道安裝的牢固性與精準(zhǔn)性，避免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，壓入軌枕。首先，采用吊裝設(shè)備，將軌枕吊裝到軌道上排好的位置，利用零件，將軌枕與軌道上的軌枕框架固定好。利用傳送帶，將軌枕安裝單元傳送到軌道裝配單元前端，其次，將帶有軌枕的軌枕框架壓入到混凝土中，保證軌枕框架與混凝土之間沒有縫隙，壓入后，對其進(jìn)行收面壓光處理，保證軌枕安裝的牢固性與穩(wěn)定性。

2 實(shí)例分析

綜合上述內(nèi)容，本文針對當(dāng)前鐵路工程無砟軌道施工技術(shù)的難點(diǎn)與重點(diǎn)，對傳統(tǒng)施工技術(shù)作出了優(yōu)化升級，并提出了一種全新的無砟軌道施工技術(shù)，上述內(nèi)容為本文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)的整體流程。在此基礎(chǔ)上，以某地區(qū)M 鐵路工程為依托，將上述本文提出的施工技術(shù)應(yīng)用到該鐵路工程中，一方面改善該工程中無砟軌道施工存在的不足，另一方面驗(yàn)證本文提出施工技術(shù)的有效性。

2.1 工程概況

M 鐵路工程屬于當(dāng)前我國高鐵規(guī)劃中的重要項(xiàng)目之一，整個(gè)工程中，無砟軌道的跨度較大，起點(diǎn)與終點(diǎn)的省份不同。M鐵路工程全線總共包含25 個(gè)車站與9 個(gè)主站，專線長度約為915 km，以最高行車速度350 km/h 的要求進(jìn)行施工。鐵路工程施工管段與路基下部結(jié)構(gòu)施工管段一致，無砟軌道的軌道板均采用CRTS I 型板，整個(gè)工程中包括一個(gè)無砟軌道板場和兩個(gè)預(yù)制梁場，工程規(guī)模較大，施工難度與復(fù)雜度較高。該工程施工中，鋼軌規(guī)格為60 kg/m，鋼軌軌距為1.502 m，鋼軌彈性模量為213.5 Gpa，鋼軌密度為7 800 kg/m3。在M鐵路工程管段范圍內(nèi)包含四座特大橋，全長約為38.27 km。為了降低此次試驗(yàn)的成本，減少試驗(yàn)耗費(fèi)的時(shí)間，此次試驗(yàn)選取M鐵路工程中的一個(gè)管段進(jìn)行應(yīng)用研究，選取管段的結(jié)構(gòu)相對簡單，且具有一定的代表性。在選取管段無砟軌道施工中，主要工程量包括無砟軌道板13 024 塊、土石方約125萬方、墩臺921 個(gè)、橋梁鉆孔樁8 826 根。在掌握M鐵路工程相關(guān)軌道信息數(shù)據(jù)后，按照上文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)流程，對選取的鐵路工程管段進(jìn)行無砟軌道施工。

2.2 結(jié)果分析

施工完畢后，對M鐵路工程的無砟軌道結(jié)構(gòu)作出全面分析，繪制如圖3 所示的鐵路工程管段無砟軌道結(jié)構(gòu)。

圖3 試驗(yàn)管段無砟軌道結(jié)構(gòu)

如圖3 所示，根據(jù)無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖，獲取各個(gè)結(jié)構(gòu)的組成情況。在此基礎(chǔ)上，基于動量矩原理，以MPC380A 動車組列車為例，建立列車模型，進(jìn)行模擬測試，列車總長度約為210 m，通過列車的模擬測試，檢測施工后無砟軌道是否滿足列車模擬高速行駛的荷載需求。動車組列車模型的系統(tǒng)動力方程為：

通過系統(tǒng)動力方程，得出動車組列車與無砟軌道之間的相互作用，依據(jù)列車輪軌接觸關(guān)系可知，應(yīng)用本文設(shè)計(jì)技術(shù)施工后的無砟軌道滿足動車組列車高速行駛的荷載需求。

為了進(jìn)一步更加直觀地驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)施工技術(shù)的有效性與可行性，采用對比分析的試驗(yàn)方法。將上述本文優(yōu)化升級后的無砟軌道施工技術(shù)，與文獻(xiàn)[4]提出的雙塊式軌道施工技術(shù)、文獻(xiàn)[5]提出的大跨度軌道施工技術(shù)進(jìn)行對比。對無砟軌道施加大小不同的作用力，分別計(jì)算三種技術(shù)施工后無砟軌道板截面受壓區(qū)的高度，公式為：

其中，m 表示無砟軌道板的計(jì)算截面寬度；h 表示無砟軌道板的截面高度；h0表示無砟軌道板截面的有效高度；A 表示無砟軌道受壓區(qū)對應(yīng)的鋼筋面積；n 表示無砟軌道彈性模量比。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，獲取無砟軌道板截面的受壓區(qū)高度，基于受壓區(qū)高度，施加不同大小的垂直荷載，利用有限元分析軟件，測定三種技術(shù)施工后，無砟軌道的抗壓強(qiáng)度，并對比，結(jié)果見表2。

表2 三種技術(shù)施工后無砟軌道抗壓強(qiáng)度對比

根據(jù)表2 的對比結(jié)果可知，在三種無砟軌道施工技術(shù)中，本文提出的施工技術(shù)在垂直荷載不斷增加的情況下，無砟軌道截面的抗壓強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，較另外兩種施工技術(shù)相比，無砟軌道的抗壓強(qiáng)度較高，結(jié)構(gòu)不容易受到破壞，施工質(zhì)量與效果優(yōu)勢顯著。

3 結(jié)論

綜上所述，成熟完善的無砟軌道施工技術(shù)對鐵路工程的高速發(fā)展至關(guān)重要。為了改善傳統(tǒng)無砟軌道施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中存在的限制與不足，本文在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上作出了優(yōu)化改進(jìn)，提出了一種全新的施工技術(shù)。通過本文的研究，全面加大了軌道施工過程中的施工精度管燮力度，對無砟軌道的剛度進(jìn)行均勻化管燮，完善并升級了軌道各個(gè)結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，有效地提高了無砟軌道施工的質(zhì)量與水平，保障了列車高速行駛的安全，具有重要研究意義。