中交路桥华南工程有限公司 广东中山 528400
摘要：CRTS型双块式无砟轨道因其具有结构整体性强、弹性逐层递减、轨道结构高度低、经济性好等特点，已先后在武广、兰新、贵广等客运专线实践和应用，本文结合郑万高铁湖北段的CRTS型双块式高速铁路工程，为了实现智能化铁路，采用了智能化的施工技术，有效减少施工劳动力和成本。
关键词：CRTS 型双块式；智能化；施工技术
1工程概况
郑万客运专线设计时速为350km/h，全线采用CRTS型双块式无砟轨道，混凝土强度等级为C40。郑万高铁湖北段4标全长28.384km，仅一座特大桥-汉江双线特大桥，CRTS型双块式无砟轨道单侧延米56.768km。底座板及道床板结构形式主要有6755mm、6320mm、5610mm三种。
双块式无砟轨道结构由60kg/m钢轨、WJ-8B扣件、SK-II轨枕、道床板、中间隔离层及底座板组成，轨枕间距一般为600～650mm，底座板厚度210mm，道床板厚度260mm。
2智能化无砟轨道施工主要机具设备
施工主要设备由表 1可知
表 1主要机具设备表
3.无砟轨道底座板施工
3.1底座板施工工艺
施工准备→测量放样→底座钢筋安装（含连接筋安装）→底座钢筋检查→模板安装（含凹槽模板）→模板复测→混凝土浇注→混凝土收面（整平、精平）→混凝土养护→质量检验。
根据施工工艺流程，自动化施工设备主要集中在混凝土浇整平、精平工序。
3.2底座板混凝土施工
底座板混凝土自动整平机用于部分和全部替代人工扒料、提浆、抹平、压光操作。具有自动行走、变频调速功能。施工过程中根据线路底座板设计值，由全站仪比对CPIII数值和检测设备上的棱镜位置，自动追踪、指导设备运行轨迹，通过自动化控制实现底座板整平纵向标高、横向微动位移尺寸。具有抹面平整、一次成型、尺寸控制准确的优点，可实现质量稳定、节省人工、工作效率高等特点。
底座板混凝土布料时应按“前高后底”的原则进行，即在在一块底座板内混凝土整平机行走方向布料高度高于设计标高2cm，第二个凹槽后布料高度低于设计标高2cm，利用整平机将混凝土面振平，多余的混凝土向前推进填补后面。
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图 1 底座板混凝土自动整平机
4.道床板施工
4.1道床板施工工艺
施工准备→测量放样→底层钢筋安装→轨排组装及粗铺→模板安装→模板复测→顶层钢筋绑扎→轨排精调→混凝土浇注→混凝土收面→应力释放（松扣件、鱼尾板及螺杆）→混凝土养护→质量检验。
根据道床板施工工艺流程，自动化施工设备主要运用在轨排拼装、运输、铺设，精调工序，减少了粗调工序。
4.2智能分枕施工
根据CRTS I型双块式轨枕的外形特征、轨枕堆放形式、轨枕吊运方法采用“四块三分”模式，采用机、电、光学三位一体的智能化控制系统。具有不同轨排、轨枕间距的记忆功能，实现了轨枕的自动分枕、自动对中。分枕精度误差±3mm。智能分枕装备由分枕平台、分枕定位车、节距分枕小车、智能电控系统组成。易于操作，效率高，可降低工人劳动强度。
施工时利用龙门吊将4根轨枕吊至分枕平台上，利用分枕平台进行分枕，龙门吊继续吊运第二批4根轨枕至分枕平台上，此时第一批已分布就位，开始第二批轨枕均分，龙门继续第三批轨枕吊运，依次完成吊运及匀枕作业。
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图2 自动分枕装备
4.3新型精调轨排
新型精调轨排采用防护墙侧固定外托梁方式，既能灵活调节内托梁，又能内外互锁，由外托梁、内托梁、高程调节装置、中线调节装置、内外托梁锁紧装置，轨排支护系统等组成。轨排高程调节采用高强度螺杆，并有地脚支撑座，调节省力。轨排中线调节采用高强度自锁调节装置，内托梁精调后不能变动。
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图 3 新型精调轨排
5.智能轨排运输粗铺车
智能轨排运输粗铺车，用于替代原来的人工吊运、铺设。具有轨排变频运输和初铺设功能，实现了轨排自动抓取、自动运输和自动精确定位。该智能设备采用电脑编程控制系统与全站仪测距技术，自动追踪设置在设备上的棱镜位置，通过专用测量软件，计算出轨排坐标位置，驱动伺服动力系统将轨排准确定位铺设。设备具有高程、中线、里程控制准确的优点，实现质量稳定、节省人工、工作效率高等特点。定位精度±3mm。
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图 4 智能轨排运输粗铺车及粗铺流程
1）行走车变频驱动，到达轨排预存放位置后，通过行走定位装置使抓放手臂在轨排的设定位置上方手臂张开，系统控制提升装置下降，位置感应器感应到钢轨位置后抓放手臂关闭抱紧钢轨，提升装置上升将轨排吊起锁定，行走车前行到达轨排铺设位置后定位停止，等待轨排铺设动作启动。
2）通过全站仪测量系统计算待铺设轨排上4个棱镜的坐标调整量。全站仪依次扫描完成四个棱镜后，得到棱镜的位置数据；通过数据电台将四个棱镜点的位置数据传回作业平板电脑；平板电脑上安装有一套程序计算机软件，该软件可根据棱镜点的位置数据计算出当前轨排的控制点位置；平板电脑将当前控制点位置与目标位置进行比较，可得出轨排初铺时横向、纵向、高程的偏移量；平板电脑将偏移量数据发送到与之连接的工业PLC，PLC将驱动各个伺服调节机构进行偏移量修正；修正后，全站仪进行复测，并将复测数据传回平板电脑继续进行比较，如果比较后偏移量为0或接近控制范围，则认为调整到位，本次调整结束。否则重复进行以上步骤，直至调整结束。
6.轨排精调
轨排精调采用一种智能智能化设备—TAS-4型双块式无砟轨道精调机器人。
TAS-4型双块式无砟轨道精调机器人，集成全站仪自动测量技术、自动化技术、无线通讯、精密机械与一体，以机载电脑为核心，配精确伺服系统为执行器，并且以独特轨上行驶与摆臂结构，解决了移动与装卸的难题，可快速、精确地驱动轨排螺杆，对轨排高程、中线进行精确定位。与 Amberg 测量小车复测误差在±0.3mm 之内。
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图 5 TAS-4型精调机器人及工作流程
TAS-4双块式无砟轨道精调机器人工作时，2台组成一个机组，一次调节一榀轨排。就位时使用遥控器操作，方便可靠。每套机组中两台机器人硬件结构完全相同，通过软件序列号识别身份和位置，自动识别全站仪测量数据，独立调节。单台TAS-4双块式无砟轨道精调机器人，由棱镜、控制箱、自行小车、调整器等组成，工作时与全站仪配合，它通过蓝牙信号与全站仪数据通讯，测量得到误差数据经过运动模型修正后，控制伺服调整器，驱动轨排调整螺杆转动，进行高程、中线定位。
7.结语
高速铁路采用CRTSI型双块式智能化施工工艺，在我国尚属初步研发试验阶段，在施工质量控制及减少工人作业强度上发挥了巨大的作用；但智能化施工技术还不够成熟，施工工效还不能有效的发挥，需在施工中边施工、边学习、边总结，对智能化施工设备进行优化改进，逐步完善智能化施工装备并形成一套成熟的CRTSI型双块式无砟轨道智能化施工技术。
参考文献：
[1]卿三惠，高速铁路施工技术[M].北京：中国铁道出版社，2013：1-105.
[2]卿三惠，高速铁路建造技术设计卷[M].北京：中国铁道出版社，2013：1-788.
[3]汪亚军，王大军，宋捷，高速铁路技术200问.[M].北京：中国铁道出版社，2010：1-126.
[4]QCR 9605-2017，高速铁路轨道工程施工技术规程.[S].
基金项目：
（含科研项目）：京张京雄高铁智能建造技术深化研究（项目编号：P2018G050国铁集团2018年度科技开发项目）。