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摘要:无砟轨道采用自身稳定性较好的混凝土或沥青道床代替有砟道床来传递行车时的动、静荷载,而行车时需要的弹性变形主要由设置在钢轨或扣件下精确定义的单元材料提供。无砟轨道结构设计要求其具有足够的抗冻安全性,特别是对其下部结构在铺轨完成后出现的后续沉降变形要求十分严格。所以,无砟轨道线路的长期稳定性较好,特别是在高速行车条件下,属于一种正常情况下很少需要维修的上部结构形式。
关键词:铁路;无砟道床;施工工艺;研究
1、铁路无砟道床
根据下部结构的类型,无砟轨道可分为路基上无砟轨道、隧道内无砟轨道和桥上无砟轨道三大类。按下列五个参数,无砟轨道可以分为不同的结构类型:1)按钢轨支承方式可分为点式和连续式;2)按支承扣件方式可分为有轨枕和无轨枕;3)按轨枕支承方式可分为埋入式、嵌入式和支承式;4)按道床板材料可分为混凝土和沥青;5)按道床板施工方式可分为预制和现浇。
无论何种形式的无砟轨道结构,由于采用了刚性较大的黏结硬化材料作为道床板,一方面使得系统的荷载传递、扩散功能显著提高,另一方面其适应下部结构沉降变形的能力却大为下降,所以各种无砟轨道结构对基础或者说路基的要求原则上是一样的。大量的现场测试对比表明,在其他条件相同的情况下,行车时,无砟轨道和有砟轨道下基床和路基中的动荷载差别很大,如动应力和振动速度,相比较而言,不同无砟轨道结构条件下路基中动荷载的差别较小。
2、铁路无砟道床工程施工工艺
2.1施工准备
做好无砟轨道施工前的现场调查,切实做好预制件、原材料哦、加工料的生产、存放与运输及气候条件的现场调研。无砟轨道位于隧道内,便道不畅通时,应根据现场调研与相关接口工程沟通情况,制定无砟轨道施工组织和物流管理预案。为减少与无砟轨道施工的相互干扰,要尽早安排排水沟、电缆槽的施工,统筹安排站后工程元器件的预埋和过轨管线施工。无砟轨道施工前,应按照隧道内无砟轨道相关技术条件的要求对线下工程进行评估验收。线下工程验收合格,工后沉降变形符合合计要求后方可进行无砟轨道施工。无砟轨道施工应严格遵守隧道内无砟轨道相关技术条件及施工指南要求;无砟道床模板、钢筋、混凝土施工均应符合现行《铁路混凝土工程施工质量验收标准》的有关规定。
2.2道床结构
正线CRTSI型双块式无砟轨道由钢轨、WJ-8型扣件、双块式轨枕、底座板、道床板组成。
2.3施工顺序
底板凿毛→铺设底层钢筋→轨排就位→安装工具轨精调→砼浇筑→抹面、养护安装调节架→绑扎上层钢筋→粗调→安装模板→钢筋绝缘测试
2.4预埋件检查
在铺设整体道床之前对所有结构、预埋件进行一次彻底检查,检查是否有差错漏现象,如有及时处理。确保所有结构与预埋件数量、位置准确无误。
2.5底板处理
在无砟轨道施工前,对隧底仰拱填充面混凝土进行彻底清理,凿毛后露出的新鲜混凝土面积达到100%,并用高压水清洗干净。基地表面要提前24h进行湿润,混凝土浇筑前要确保湿润且不得存在积水。
2.6底层钢筋安装
2.6.1放样
施工放样测量作为钢筋绑扎、架立轨道排架、粗调定位和轨面高程的控制,中线测量采用后方交会坐标法放样。测量人员采用全站仪根据道床板间距放出道床板四个角以及轨道中心线,放样完毕后采用墨线弹出道床板边框和轨道中心线。
2.6.2布置钢筋
道床板底层钢筋网片,钢筋布置时要求每一横筋一纵筋交叉处采用绝缘卡绝缘。为保证钢筋绝缘质量要选用合格且通过实验检验的绝缘卡,施工期间保证绝缘卡安装和绑扎牢固,绝缘测试时每根必测,不得遗漏。
底层钢筋安装完毕后,按梅花型布置40mm×40mm×40mm预制好的混凝土垫块,每平方不少于4块。钢筋自检合格并报监理工程师检查合格后进入下道工序——轨排施工。
2.7轨排组装及铺设
2.7.1散轨
散轨在作业面由随车吊、人工配合进行,将轨枕上的浮尘杂物清理干净后按照设计间距布设,完成散轨工作,轨枕间距允许误差±5mm。
2.7.2组装轨排
用随车吊将钢轨吊至找平层上由人工进行定位安装。使钢轨和扣件承轨槽密贴即完成轨排组装。
2.7.3扣件组装
扣件组装严格安装WJ-8A型扣件组装程序和注意事项进行,施工时必须使用正线标准扣件,严禁扣件拆除倒用。
注意事项:弹条的紧固以弹条中部前鄂与绝缘块接触为准;锚固螺栓拧紧扭矩在300~350N.m之间,如果扭矩不够会导致铁垫板移动,影响精度。
2.7.4上层钢筋安装
轨道排架就位完成后,进行道床板上层纵、横向钢筋的安装。结构钢筋之间采用绝缘卡绝缘,并采用绝缘扎丝绑扎牢固。纵向钢筋单面焊长度不得小于20cm。
2.7.5绝缘电阻测试
首先通过目测检查,钢筋没有直接搭接接触情况,绝缘卡是否安装良好,然后采用摇表进一步检查钢筋间的绝缘情况,相互绝缘的钢筋之间电阻必须达到2MΩ以上。
2.8粗调
轨排的粗调由轨排支腿和轨向锁定器完成。轨排的高低、轨面水平由左右螺旋支腿螺栓进行调整,轨向由轨向锁定器完成。1435mm曲线超高通过外轨抬高方式实现,超高过渡在缓和曲线全长范围内线性过渡,超高设置半径轨距和轨底坡不进行调整。6000m曲线超高设置为65mm,半径9000m曲线超高设置为45mm排架粗调作业依据施工放样的中线、高程进行控制,调整顺序原则上先中线后高程顺序循环进行调整。粗调的精度直接影响轨排精调速度,为加快精调进度,粗调精度一般为:中线允许偏差。2mm,轨面高程允许偏差控制在±2mm。同时注意排架的平面位置,以免造成相邻轨轨道板轨枕间距误差过大。
2.9模板安装
道床板侧模采用定型钢模,侧模采用“L”型支撑将其加固,同时采用钢支撑撑在两侧水沟墙上,模板内侧浇注混凝土前清理干净并刷脱模剂。端模采用地面混凝土嵌钉加固。
2.10轨道排架精调
排架的精确调整由人工利用排架支腿和锁定器完成,排架精调按轨道排架粗调精度符合要求后,拧紧支腿螺栓及轨向锁定器螺栓,使用全站仪、水准仪、道尺逐点实时进行轨道精调测量,以精确检查轨道每个测量点的偏差值。”的程序进行。“线路中线→内轨面高程→外轨面高程→复核高程及中线
2.11混凝土浇筑
2.11.1浇注方法
自动计量拌合站集中拌制混凝土,混凝土搅拌运输车将混凝土运至施工现场,混凝土使用漏斗将混凝土吊入模。插入式振捣器振捣密实。
2.11.2施工要点
在混凝土浇筑前,使用防护罩保护钢轨及轨枕、扣件不被混凝土污染。混凝土保持从起始端一个轨枕的浇筑口浇筑,直至轨枕面下为了使混凝土和轨枕较好的结合,轨枕必须在浇注前用水湿润。1cm,振捣密实后移至下一个轨枕浇筑口,使用振捣棒震动密实。表面使用木抹抹平。施工时严格要求在第一个轨枕下混凝土未密实之前,不要将混凝土浇筑移至下一个浇筑口。在浇注过程中加强对轨枕底部及其周围混凝土的振捣,振捣时应避免振捣棒接触排架及支撑架,插点布置均匀,补漏捣。同时注意轨道排架几何状态的变化,保证轨排、模扳、支撑架的稳定牢固,并随时监测。道床板混凝土浇注完成后,表面需要抹面平整,抹面应形成设计要求的横向排水坡。在抹面的同时清理钢轨、轨枕、扣件、和支撑架表面的灰浆。
2.12拆除调节架及模扳
道床板混凝土强度达到5MPa后可拆除轨道排架,道床板混凝土未达设计强度75%前,严禁各种车辆在道床板上通行或碰撞支承块。拆除时,先拆掉扣件螺栓然后人工转移模板,拆除过程中注意保护成品混凝土。
2.13养护及成品保护
2.13.1混凝土养护
混凝土初凝后采用洒水覆盖的方式进行养护,轨道排架拆除后采用土工布覆盖保水保湿养护,养护时间不少于14天。2.13.2成品保护轨道排架、模板拆除后通过人工移至下一循环施工,对道床板表面、轨枕块、扣件进行清理。旋紧“T”型螺栓,防止弹条、绝缘快等丢失。
3、结束语
无砟道床具有精度高,平顺性好,耐久性好的结构特点,成为现代高铁和轻轨轨道结构的发展趋势。只有可靠的施工工艺,才能保证铁路无砟轨道道床施工质量。
参考文献:
[1]CRTS I型双块式无砟轨道施工质量控制[J].冯君胜,贺保辉. 建筑技术开发.2018(15)
[2]某高铁湖北段无砟轨道病害整治技术研究[J].何新辉.铁道勘察.2017(06)
[3]城市轻轨无砟道床施工要点与质量控制[J].郑敏.工程建设与设计.2017(15)