无砟轨道铺设施工技术难点与措施

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:牛璐飞
[导读] 摘要:随着我国科学技术的日益进步,高速铁路运输行业发展蓬勃,无砟轨道建设越来越多。
        中铁六局集团丰桥桥梁有限公司  北京  100000
        摘要:随着我国科学技术的日益进步,高速铁路运输行业发展蓬勃,无砟轨道建设越来越多。无砟轨道是先进的轨道组成结构,其铺设施工水平直接影响轨道运行质量,应予以重视。文章简要分析了无砟轨道的优势及其铺设施工难点,并从明确无砟轨道铺设流程、注重无砟轨道测量准度、合理控制混凝土浇筑效果、科学铺设无砟轨道长轨条等方面展开论述,以期改善无砟轨道铺设施工现状。
        关键词:无砟轨道;长轨铺设;安装技术;铁路施工
        引言
        随着车辆运行速度的提高,轮轨相互作用加剧,加大了车辆和轨道结构振动强度,对线路质量状态提出更高的要求。无砟轨道铺设具备良好的防尘环保特性,值得广泛推广。我国最早的无砟轨道为长达 1km 的南疆线支承块式道床,而后在 1995 年开始研究弹性道床结构。无砟轨道因其良好的结构性能,被广泛应用于各地区轨道建设项目中,由此解决了以往有砟道床道砟飞溅的问题,保障轨道运行安全。
        1无砟轨道
        无砟轨道是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构,又称作无碴轨道,是当今世界先进的轨道技术。无砟轨道与有砟轨道相比,无砟轨道避免了道砟飞溅、平顺性好、稳定性好、使用寿命长、耐久性好、维修工作少,列车运行时速可达350km以上。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。
        2无砟轨道铺设施工的难点
        2.1地基沉降不易控制
        无砟轨道的确具有显著的应用优势,甚至在遂渝铁路中达到了232km的时速试验要求,但在实际施工过程中,无砟轨道存在一定的施工难度。最为明显的是,在无砟轨道地基建设期间难以控制其沉降程度,导致无砟轨道铺设施工作业期间受到扣件性能的影响而增加了运行风险。为了进一步增加地基稳定性,应从质量与经济性指标方面选择适合的扣件系统,进而为后续无砟轨道铺设施工环节的顺利进行提供保障。
        2.2温度效应
        针对高性能混凝土,在施工中结合温度效应加以控制。温升影响因素包括浇筑工艺、水化热的发生量、碱骨料的影响等。施工工艺还会影响到散热速率,温度效应还与浇筑的环境条件有关,最有代表性的是浇筑温度、水化热、砼散热速率。在无砟轨道工程的施工中,高性能混凝土胶凝强度高于400kg/m3。通常工程规模大,施工会持续较长的时间。高性能混凝土凝结后散热速度较慢。在持续施工中,会集中浇筑,混凝土结构内部由于水化放热反应强烈,热量会集中产生,会发生聚集,不能有效排出,因此温升快。在浇筑初始阶段,混凝土发生初凝时本体的强度不足,弹性模量也较小,在温度下降时会发生收缩,变形过程中如果缺少外部约束力,在水化热作用下会有温升,导致变形的发生。混凝土在龄期凝固中强度与弹性模量会增加,会发生收缩变形。
        2.3道岔施工难度高
        无砟轨道道岔施工阶段的缝隙把控与长轨条施工质量的控制是当前施工作业中的重要难题。施工人员需按照区间分段、无缝施工的方式使轨道线路具备突出的协调性,以此为无砟轨道铺设施工技术的应用创造便捷条件,最终可展现出无砟轨道的优势,保障无砟轨道施工质量。


        3完善无砟轨道铺设施工技术的措施
        3.1合理安排各工序施工组织衔接
        无砟轨道施工工序的限制条件严格,架梁与无砟轨道施工之间,无砟轨道施工各工序之间,各专业施工之间的衔接十分紧凑,无砟轨道的高精度对测量工作提出严格要求,高精度的测量技术是保证客运专线无砟轨道线路高平顺性的重要关键,高平顺性的轨道取决于路基、桥涵和隧道等工程的高质量、高稳定性的实现,各项基础设施的施工既是相互独立自成体系,又是相互制约,形成一个有机整体的系统工程。通过对无砟轨道施工工序的阐述,以期能为之后的无砟轨道施工作业提供参考。
        3.2配制标准
        第一,结合无砟轨道的结构特点、施工条件及周围环境条件合理配制。配合比要综合自密实混凝土的工作性能、力学性能、耐久性、收缩性能等基础上合理确定。第二,在确定配合比时,需要结合高速铁路实际工况及周围条件,通过多次实验确定拌和物性能实际控制指标和坍落扩展度经时损失值。第三,配合比选定后,应开展现场工艺性灌揭板试验,根据灌揭板试验结果调整并最终确定施工配合比。第四,如果混凝土配制原材料、施工环境温度等发生较大变化,要重新设计配合比。
        3.3科学铺设无砟轨道长轨条
        无砟轨道长轨条的铺设是无砟轨道铺设施工项目中的重要部分,应注重铺设的科学性。以长度为500m的长轨条为例,在长轨条铺设施工项目开始前,应用铺轨机1#车(牵引车)实施有效运输,按照5m的标准布置运输滚轮,两个滚轮的横向间距应在1435mm;之后运用长轨滚轮运输的方式将长轨条运输至指定位置,以此在降低人力运输压力的基础上提高铺设效率。为了保证无砟轨道铺设工作的顺利进行,长轨条的运输速度应保持在30km/h,并注重长轨条吊装的安全性,防止受长轨条铺设质量的影响使无砟轨道出现高风险。此外,在长轨条铺设过程中,施工人员还需在无砟轨道铺设施工现场摆放橡胶垫板以及动力装置;在长轨条运输环节,施工人员应借助动力装置的力量在滚轮抽出后将长轨条置入轨道槽内部,并且跟随运输进度开展下一分段的铺设工作。
        3.4精调轨道板
        在铺设之前,要先清理底座混凝土上的杂物及积水,预先在表面放置支撑钢管。当粗铺就位之后,利用精调爪、螺栓扳手等对轨道板进行精调定位。精调采用高精度全站仪自由设站的方法确定测站点的精确位置。将全站仪放在轨道板承轨槽位置的精调标架棱镜之后,测量出棱镜具体位置的三维坐标,再利用相关软件就可以获得此处的理论三维坐标,保证轨道板铺设精度符合规范的要求。轨道板精调作业时,如果多次重复使用精调爪,螺栓安装位置会发生位移,精调调整量会大幅度降低。因此,在安装精调爪之前,需要将螺栓调整到中间位置,为后期精调预留出充裕的余量。所选择的各种精调仪器和设备,必须经过全面检定并在有效期内。精调之前需要对现场进行标定,轨道板自密实混凝土灌注之前要重复检测,合格之后才能灌注。
        结语
        综上所述,无砟轨道施工工序的限制条件严格,架梁与无砟轨道施工之间,无砟轨道施工各工序之间,各专业施工之间的衔接十分紧凑。应从无砟轨道铺设流程、无砟轨道测量准度、混凝土浇筑效果、长轨条铺设等方面着手,促进我国轨道事业的可持续发展,为后续高质量无砟轨道施工项目的建设创造有利条件。
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