中铁五局集团第四工程有限责任公司 广东韶关 512031
摘要:CRTS Ⅲ型板式无砟轨道是我国具有完全自主知识产权的板式无砟轨道体系,其无砟轨道的施工流程、轨道板精调施工特点与其它板式无砟轨道有极大地区别,本文通过京沈客专CRTSⅢ型板式无砟轨道轨道板精调施工,对有关问题进行了总结。
关键词:无砟轨道施工 轨道板精调
一、工程概况
京沈客专五局施工段线路全长41.338km(含路基15.853km;桥梁23.036km,隧道2.449km;站场2个:朝阳北站、北票东站)除站场外管内无砟轨道结构全部采用 CRTS III型板式无砟轨道,预制轨道板通过与板下自密实混凝土调整层,铺设于现场浇筑的具有限位凹槽的钢筋混凝土底座上;CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构由钢轨、扣件、预制轨道板、配筋的自密实混凝土、限位凹槽、中间隔离层(土工布)和钢筋混凝土底座等部分组成。
二、作业准备
1.组织技术人员学习有关规范和技术标准,审核施工图纸。对精调测量作业人员进行前进行实操培训和练习,测量人员和现场作业人员应配合默契。测量技术人员应熟练掌握测量仪器、精调软件的使用方法,现场调整作业人员应掌握精调技巧和指令要求的内容,培训合格后上岗。
2.各种精调设备已校检合格。全站仪应具有自动目标搜索、自动照准、自动观测、自动记录功能,其标称精度应满足:方向测量中误差不大于±1″,测距中误差不大于±1mm+2ppm。温度计读数精确至0.5℃,气压计读数精确至0.5hPa,在进行距离或坐标测量时,应进行气象数据改正。
3.轨道板粗铺已完成,且达到粗铺精度要求,位置偏差在1cm以内;施工现场无影响精调作业的因素。
三、技术要求
1.轨道板精调施工以CPIII控制点为依据,全站仪精度应满足:方向测量中误差不大于1″,测距中误差不大于1mm+2ppm,自由设站应符合高速铁路测量相关标准的规定。
2.轨道板精调后精度要求见下表
表3.1 轨道板精调后精度要求表
3.在进行轨道板精调作业时严禁碰撞损坏轨道板,严禁使用蛮力旋转精调器。
四、施工程序及工艺流程
轨道板精调施工程序 :施工准备→轨道板粗调→测量系统的布置和通信→测量与精确调整→(压紧与封边)→轨道板位置精度复测→数据导出分析处理。
五、施工要求
1.技术人员对轨道板的粗铺情况进行检查。轨道板粗铺位置偏差满足要求,纵向相邻轨道板间基本平顺,没有板下钢筋网片或垫块顶住轨道板的现象。
2.由于温度,运输等因素对测量标架的精度和实际几何关系都会产生一定的影响,故在工作前要对测量标架进行校验。将校验标架与标准标架之间的差值代入软件中,在以后的施工作业中进行数据的自动修正。在使用过程中,如发现异常应重新检校。
3.检查精调爪外观质量,新购置的精调爪与轨道板密贴面不得出现毛刺,调节螺杆应活动自如,检查过程中对调节螺杆适量加注润滑油。精调作业前将精调爪安装到轨道板左、右两侧的预埋套管上,每块板安装4个支座。安装套管螺杆时扭紧力应大小合适,保证支座侧面与轨道板侧面密贴,两根螺杆受力均匀。
六、轨道板粗调
1.精调作业前对轨道板进行粗调。首先在轨道板左、右两侧的预埋套管上安装精调爪,每块板4个。安放前目视轨道板两侧与放样边线的偏差情况,若两侧偏差不大,则将支座横向(水平)调节螺杆的初始位置设置在中间点位,以留出调整余地。安装支座时,同一支座的两根固定螺杆应使用相同的扭紧力矩,扭紧力矩在 200~300N* m 范围,保证支座侧面与轨道板侧面平行密贴,受力均匀。
2.支座安装妥当之后,4个精调爪同步转动竖向调节螺杆,使轨道板慢慢升起,取出粗铺轨道板时安放的垫木条,并确认轨道板下无其它废弃物。
3.轨道板粗铺时应严格控制位置偏差,其中纵向不应大于 10mm,横向不应大于精调支架横向调程的 1/2。
4.粗调到位后应在24h内实施精调,以利提高精调爪利用率、提高轨道板精调作业效率。
七、测量系统的布置和通信
1.首先在测段前后线路两侧各2对共8个CPIII点套管上插入配套的观测棱镜,再将全站仪架设在测量前进方向的轨道板上(如图3.1),其中心尽量靠近轨道板中心线,使全站仪分别照准8个CPⅢ棱镜进行设站,建站精度为0.7mm。精调前利用标准标架对另外3个标架(精调标架数量与所采用产品及软件有关)进行检校,满足 1mm 精度要求。
2.精调标架采用扣件的预埋套管定位结构形式并采用与之配套的精调处理软件。精调前,将 1 号、2 号标架插脚放置到待调轨道板板端向内数第 2 个承轨台内侧的扣件预埋套管内,将3号标架放置在前一块(已调整好的)轨道板向内数第 2 个承轨台上用于搭接。测量过程中,全站仪的位置与1号标架间距控制在5~40m,超过此范围时须重新设站。全站仪与精调标架布设位置如图3.1。
3.利用蓝牙使得全站仪与PC端电脑轨道板精调系统连接,完成设站。
图3.1 全站仪设站
八、测量与精确调整
1.CRTS III型板式无砟轨道在轨道板施工完成后,直接安装扣件及钢轨,为了保证线路的高平顺性,要求轨道板的定位精度非常高,严格按照相关规范、要求调整定位,减少后期扣件的调整量。
2.设站完成先调整纵横向位置,后调整高程。4 个精调支座各配置 1 名操作人员,作业时按照精调系统显示数据或精调技术员发出的指令等方式进行轨道板调整,调整高程时注意避免单个支座受力,调整水平时须左右两侧同向调整。正常情况下调整2~3次即可到位。
3.若延续已精调的轨道板连续作业,须对上一块轨道进行搭接复核测量,相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差不大于0.5mm,再精调下一块轨道板。
4.精调过程中,应采用水平靠尺对已完成精调的轨道板进行复核,测量相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差及相邻轨道板接缝处承轨台顶面平面位置,偏差均小于0.5mm 为合格,方可进行下一块轨道板精调,否则重新调整。
5.两个测量段落相向合龙时,最后约100m 范围内应兼顾搭接控制,确保线形平顺。
6.轨道板调整完毕、误差满足要求后,及时存储测量数据。在轨道板上放置“禁止踩踏”等警示标识,在轨道板上安装跨线栈桥,以避免踩踏、碰撞对精调结果产生影响。
九、封边与压紧装置
1.为保持精调成果,提高轨道板的精调质量和作业效率,宜在轨道板精调后24小时内完成板下自密实混凝土灌筑。为此,可在精调一个段落(如:40块轨道板或单线 200m)后及时进行轨道板的封边和压紧作业,在精调班组未离开前进行轨道板复测。
2.轨道板封边与压紧装置为组合式独立作用结构,轨道板四周缝隙采用封边模板密封,封边模板内侧固定有模板布,以改善封边透气性,每一块板有3~5 根压紧横梁。轨道板封边、压紧与跨线栈桥见图9.1。
图9.1 封边与压紧装置
十、轨道板位置精度复测
1.轨道板精调后,因为没有及时灌注自密实混凝土(如:时间超过24h、或温差超过15℃)、以及受到外力扰动(如:封边压紧、灌筑自密实混凝土等),可能对精调成果产生影响,在上述三种情况下应检查轨道板的位置精度。CRTSⅢ型轨道板铺设精度复测可利用CPⅢ自由测站方法进行。
3.使用1个标准标架对轨道板上的4个支撑点进行数据采集,具体采集方法为一站测量大约 6-7 块板(40 左右米为宜),每一测站的板看作一个整体,用标准标架由远及近或者由近及远的顺序进行测——路线为 U 字型;
4.在换站测量的时候要搭接上一测站的 1-2 块板。以减少测站间的误差。(在换站的时候最好测量搭接区轨道板坐标和上一站所测坐标进行比较,如相差较大则检查测站精度,进行重新设站);
5.导出数据予以分析,必要时解除压紧装置重新调整。
十一、数据采集处理
1.CRTS Ⅲ型轨道板铺设精度测量数据的采集处理采用专用软件进行。一个工作日或一个测量段落完工后,现场测量人员须向内业数据处理技术人员提交现场测量数据,内业组人员应及时检查测量数据。现场测量数据由内业数据处理技术人员集中归档保存。
2.测量完成后应完善以下资料:㈠轨道板精调成果;㈡在测量完成之后,该对测量成果进行整理,并报监理审核之后执行。
十二、质量控制及检验
1.精调作业前,测量人员必须按规定对测量仪器、精调标架进行校核。全站仪应在使用地点提前20分钟以上架立,保证全站仪温度与环境温度相适应,然后现场检校全站仪的精度指标,包括l补偿器,t补偿器,i指标差,c视准差,a横轴差,ATR水平差,ATR垂直差等,检校合格后,方可投入使用。
2.测量系统的安放位置必须正确,精调标架安装到位且保持稳定,尤其注意全站仪设站所处轨道板必须稳定。轨道板精调作业应避免在夏季午后日光强烈、气温变化剧烈、大风、雨雾雪等条件下进行。必须进行精调时要采取相应防护措施,如搭设防护棚等。遇偶然出现的机械振动过大、雷雨天气,应停止作业。
3.轨道板精调后,禁止人员踩踏,并尽量在 24h 内完成自密实混凝土灌筑。若24h 内不能灌注轨道板,或者精调轨道板时与灌注轨道板时的温差超过 15℃,应予以复测。
4.轨道板封边、压紧后可能影响精调成果,应予以复测。轨道板精调后的位置偏差应符合表3-1规定
5.精调作业时,首先在距待调整轨道板前方五块板的位置处,架设全站仪进行自由设站,自由设站观测的CPIII点不少于4对,全站仪宜架设在线路中线附近,位于所观测CPIII控制点的中间,更换测站后,相邻测站重叠观测的CPIII点不少于2对,具体建站精度应满足表12-1的要求。
表12-1:自由设站精度要求
6.精调过程中遵循先横向后高低的调整顺序,操作人员应听从技术员的指挥,密切合作。
结束语
通过京沈铁路客运专线的修建,成功的解决了 CRTS Ⅲ型板式无砟轨道轨道板精调施工问题,各项技术指标满足设计及规范要求,对于打造我国具有自主知识产权的无砟轨道意义重大,并为无砟轨道的高平顺性施工奠定了良好的基础,取得了良好的社会和经济效益,同时为我国高速铁路的快速发展积累了宝贵的经验。
参考文献(References)
[1] 高速铁路工程测量规范 TB10601-2009 中国铁道出版社,2010.4 版
[2] 高速铁路轨道工程施工技术指南 铁建设 [2010]241 号 中国铁道出版社,2010.12 版
[3] 高速铁路轨道工程施工质量验收标准 TB10754-2010 中国铁道出版社,2010.12 版
(中铁五局集团第四工程有限责任公司 张慧 广东 韶关 512031)