混凝土整體道床應(yīng)用于鐵路平交道口的階段性總結(jié)

1、混凝土整體道床應(yīng)用于鐵路平交道口的階段性總結(jié) 唐山港集團股份有限公司鐵路運輸公司 劉德坤摘要：本文主要介紹了京唐港鐵路道口鋼筋混凝土整體道床的特點，應(yīng)用過程及效果，并分析其結(jié)構(gòu)，闡明其意義，對比優(yōu)缺點，介紹其改良措施。關(guān)鍵詞：鐵路道口 結(jié)構(gòu)形式 優(yōu)缺點 整體道床 應(yīng)用效果 改進1、背景：1.1吞吐量快速增長給道口帶來壓力近年來，唐山港集團京唐港區(qū)吞吐量快速增長，2009年、2010年雙雙突破億噸大關(guān)。2010年年鐵路運量達到2707萬噸，2011-2013年均達到2700萬噸。形勢喜人的同時，鐵路設(shè)備設(shè)施承受了較大壓力，尤其是各鐵路平交道口，損壞嚴重，維修頻繁，困難重重，改造道口道床勢在必行。

2、1.2現(xiàn)有道口結(jié)構(gòu)及其優(yōu)缺點我港鐵路始建于1995年，道口有多種形式：1.2.1軌底采用木枕，鋪面采用木枕排滿覆蓋鋼板，長道釘透過鋼板上的釘孔釘緊。此種形式優(yōu)點為承載力較強，鋼板層耐磨。維修簡便，更換損壞枕木和鋼板即可。缺點是鋼板易活動，道釘更換后不夠牢固，鋼板和道釘更易活動翹起，給火車和汽車帶來的行車隱患很大。以貨14道口和庫1、2道口為代表。1.2.2軌底采用木枕或水泥枕，鋪面采用橡膠板，優(yōu)點是整潔美觀，載重汽車通過道口時可以緩沖震動，減少對鐵路下部結(jié)構(gòu)的沖擊，適合小型車輛。缺點是重車通過時起反作用，車輪碾壓使鋪面板與軌枕頂面相互摩擦，使軌枕厚度變薄，鋪面下沉，下部結(jié)構(gòu)變得脆弱。橡膠板單塊

3、達100200公斤，用直徑25mm光圓鋼筋穿孔連接成為一體，拆除維修麻煩。道口與公路銜接處一般澆注12米的混凝土過渡段，道口范圍寬度一般為2.8-3.5米，無法抽換2.5米的木枕，軌枕一旦損壞，只有將道口及混凝土過渡段全部拆除，重新安裝。維修成本在各種道口形式中維修成本最高。以港3道口（見圖1）、進港路道口、和原6、7號磅房道口為代表。 山皮石圖1 港3道口改造前橫斷面結(jié)構(gòu)圖1.2.3軌枕采用木枕或水泥枕，鋪面采用水泥板A、B、C板，以43軌充當護輪軌，該道口形式多見于非正式和汽車流量小，載重小、寬度小道口，以滿足通車需求。優(yōu)點是設(shè)置靈活，不必特意改造，蓋上板即可實現(xiàn)道口通車，掀開板則斷交，缺

4、點是承載力低，水泥板易壓碎，易活動，板容易壓沉，水泥板上的角鐵時常被翹起給行車帶來較大隱患。建設(shè)之初各道口未采取特別加強之措施，現(xiàn)倒運汽車載重多為100150噸，通過道口的速度快，車流大。車輪碾壓為道口損壞主因，且損壞頻繁，維修需要封閉部分道口，有時還需要要點搶修，影響火車和汽車通行，給生產(chǎn)帶來了較大影響。道口道床寬度有限，換枕和換砟操作都很困難，道口維修成為我公司工務(wù)維修的一大難點。1.3、主要出現(xiàn)問題及常規(guī)維修：1.3.1鋼軌下沉量大，鋼軌活動，軌距方向高低超限；維修方式為掀開鋪面，緊固扣件，起撥改道，恢復(fù)鋪面1.3.2水泥枕折損，扣件折斷；維修方式為掀開鋪面，破除兩側(cè)公路，更換枕木和扣件

5、，起撥改道，恢復(fù)鋪面。1.3.3木枕與鋪面磨耗量大，鋪面下沉，活動，變形；維修方式為掀除鋪面，破除兩側(cè)公路，更換枕木，起撥改道，恢復(fù)鋪面。1.3.4排水不暢，道床軟弱，加劇各部件磨損，道床底部預(yù)埋排水鋼管，但由于港區(qū)煤、塵較多，鋼管預(yù)埋不久即堵塞，排水問題難以解決。為應(yīng)對道口問題，我工務(wù)積極尋找對策，不斷摸索，發(fā)現(xiàn)道口混凝土整體道床是解決以上問題的有效方法。2、混凝土整體道床簡介：混凝土整體道床是一種無砟道床，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有整體強度高，維護工作量小，防臟、防凍、不長草等特點，適合地鐵、高速鐵路、站內(nèi)線、隧道線及大載重貨車線路。它可使道床的下沉量比普通道床減小約90%，而且可使線路的縱向、

6、橫向阻力增加約0.74倍，排水性能也大大得到改善。我們先后對7號路道口，大泊位道口，港3道口，貨16、17道口，貨12、13道口，9號路道口進行了改造，收到了預(yù)期效果。3、混凝土整體道床的應(yīng)用分析最具代表性的案例為港3道口改造工程。港3公路是港區(qū)主要的疏港通道，運輸任務(wù)繁重，每天取送火車30余列，集疏港載重汽車千余輛。港3道口以前水泥枕，50型軌加橡膠板鋪面的形式。該處道口每年維修次數(shù)為3到4次。雨季每月1到2次。主要問題是：軌距高低水平方向超限，水泥枕磨損嚴重，枕中部斷裂，露筋。軌枕螺栓拔錨失效，扣件折斷，排水不暢。2013年7月4日對該處道口進行了整體道床改造施工，動工前進行了精密的測量定

7、位，然后拆除原有道床結(jié)構(gòu)至設(shè)計底標高，為縮短工期，減少對生產(chǎn)的影響。我們采用科學設(shè)計，提前預(yù)制，吊車組裝的方案。該道口長27米，寬3.5米，分三段預(yù)制，每段9米，過長則對起重機械要求較高，增加成本，過短則接縫較多穩(wěn)定性較差。接縫處在側(cè)面預(yù)埋上下兩塊鋼板，組裝時加以焊接，增強橫向連接，阻止兩塊間的不均勻沉降，接縫以瀝青木板填塞作為伸縮縫，兩側(cè)與公路連接處澆注混凝土帶過渡，以瀝青木板填塞，阻止水的下滲。整體道床斷面為矩形，頂面依線路水平，高低要求設(shè)置橫坡，縱坡，頂面有兩道承軌槽，槽內(nèi)按縱向間距500mm鉆孔，硫磺砂漿錨固扣件螺栓，鋼軌安裝完畢后鋪筑瀝青砂漿并搗實。道床結(jié)構(gòu)層自下而上依次是：100m

8、m厚碎石墊層；300mm厚C30快硬混凝土基礎(chǔ)墊層；20mm厚1:2干硬砂漿找平層；600mm厚、3500mm寬C35鋼筋混凝土預(yù)制道床（圖2）圖2 港3道口整體道床橫斷面圖整體道床兩端分別設(shè)15米的過渡段，過渡段結(jié)構(gòu)自下而上依次是：100mm厚C30快硬混凝土墊層；20mm厚1；2干硬砂漿找平層；300mm厚C35鋼筋混凝土預(yù)制平板；枕下250mm厚碎石道碴；軌枕及鋼軌等（圖3）圖3 港3道口整體道床過渡段橫斷面結(jié)構(gòu)圖該道口未改造前由于公路灑水及雨雪等降水經(jīng)由橡膠鋪面板縫隙流入石砟道床后匯集在道床底部，下滲緩慢，道床兩側(cè)無排水設(shè)施，不易排出，道床及底部基礎(chǔ)常年濕潤，基礎(chǔ)下部雖鋪有山皮石層，但

9、多年煤、塵存積，再加上汽車車輪頻繁碾壓，造成基礎(chǔ)翻漿，道床夾泥，承載力下降，幾何尺寸不能保持，線路磨損加劇，混凝土墊層隔離了水與土的接觸，不存在翻漿問題，且整體道床只有接縫處少量滲水，因而基礎(chǔ)采用整體道床后，水穩(wěn)定性大大增強。橡膠鋪面板承載力有限，小型汽車適合，但在重車的碾壓下，變形較大，與下面起支撐作用的水泥枕不斷摩擦，水泥枕及枕盒間的道砟磨損嚴重，水泥枕一般磨耗量在10mm左右，骨料外露，嚴重的軌枕中間露出預(yù)應(yīng)力筋。道砟經(jīng)過磨耗，形狀變得光圓，幾乎變成“卵石”。該道口改造為整體道床后，鋼軌兩側(cè)承壓面不是彈性的橡膠板，而是堅硬的混凝土面，汽車車輪下沉量微小，車輪是從軌頂平過而不是“爬過”，減

10、少了車輪碾壓時的側(cè)向力，鋼軌主要承受垂直壓力，對道口結(jié)構(gòu)的持久性有決定性意義。過渡段道床底部鋪設(shè)混凝土板增強地基承載力，改善水穩(wěn)定性，解決整體道床與線路間無有效過渡，造成整體道床兩端鋼軌下沉的問題，承軌槽內(nèi)軌扣件螺栓間距定為500mm，比線路水泥枕間距減少了70mm。過渡段15m水泥枕也是從道口兩端開始到線路由加密的300mm至正常570mm。港3道口于改造后，幾何尺寸保持良好。軌距最大變化量為-2mm。高低未見變化，方向最大變化量為2mm，鋼軌未見活動，平穩(wěn)度過雨季，冬季結(jié)冰期，春融期，至2014年4月初仍保持良好的使用性能，各項指標仍在監(jiān)測中。4、混凝土整體道床的維修整體道床應(yīng)用后，取得了

11、預(yù)期效果，使道口維修量大幅減少，但也有部分整體道床道口出現(xiàn)了問題：4.1由于整體道床幾乎無彈性，軌底所用的大膠墊硬性磨損嚴重，造成鋼軌懸空活動，后考慮車速通過道口時只有15公里/小時左右，震動帶來的影響非常小，結(jié)合要進行的電氣微機聯(lián)鎖控制，要求道口結(jié)構(gòu)絕緣的要求，選用調(diào)高尼龍墊板代替大膠墊，增大了軌底墊板的更換周期，降低了維修成本。4.2 7號路承軌槽寬度較寬，扣件后部支撐在槽底臺階上，容易退縮，造成失效。后在扣件后與承軌槽壁之間加焊楔鐵，問題得以解決。圖4 承軌槽楔鐵結(jié)構(gòu)圖5、改進分析：5.1承軌槽內(nèi)一般鋪筑瀝青砂漿，容易隨鋼軌震動而出現(xiàn)裂縫，逐漸失去強度，粉碎成塊。修復(fù)時因材料所需量小，我工務(wù)組又無瀝青砂漿制作能力，在瀝青砂漿粉碎后，難以修復(fù)。部分承軌槽以石粉填充夯實，石粉支撐強度小，不能阻止水的滲入，內(nèi)部扣件及鋼軌容易銹蝕。如果能找到一種簡易的替代材料為最佳。5.2過渡段使用水泥板后，過渡段整體道床端5米范圍內(nèi)仍有下沉現(xiàn)象，需起道2-3次后才達到穩(wěn)定。在以后的應(yīng)用中，準備在過渡段整體道