高速道岔施工技術(shù)

1、高速道岔施工技術(shù)摘要： 道岔是實現(xiàn)列車轉(zhuǎn)線運行的軌道結(jié)構(gòu)，鐵路軌道的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)復雜，零 件較多， 技術(shù)要求嚴格， 是我國高鐵建設的關(guān)鍵技術(shù)之一。 迫于鐵路運輸對通過道岔速度的要求 不斷提高， 道岔的應用朝著高速、 大號碼方向發(fā)展。 道岔作為鐵路線路的關(guān)鍵設備起著重要的作 用，同時也是限制列車運行速度的薄弱環(huán)節(jié)。 要保證道岔的質(zhì)量， 必須按照鋪設程序， 嚴格進行 事前、事中及事后的施工工藝，如何使道岔具有良好的技術(shù)性能一直是備受關(guān)注的課題。關(guān)鍵字： 高速鐵路；道岔；施工技術(shù)0 引言國內(nèi)高速鐵路的大號碼有砟道岔鋪設一是原位鋪設法， 二是采用整體移位鋪設法 1。無砟道 岔施工遵循“專業(yè)化、

2、機械化、標準化”施工確保道岔的鋪設質(zhì)量，滿足鐵路建設的總體工期要 求的原則， 根據(jù)施工現(xiàn)場工況條件， 進行施工方案的技術(shù)經(jīng)濟比選， 優(yōu)先采用原位組裝施工法也 可采用道岔預組裝整組鋪設等其他施工方法。在鋪設前，應詳細審核圖紙，全面掌握技術(shù)要求， 詳細檢查軌料及部件。 在鋪設時要嚴格遵循鋪設程序， 嚴格各個部件的尺寸， 對鋪設質(zhì)量進行實 時監(jiān)控。 在鋪設后， 要認真檢查鋪設質(zhì)量， 確定是否滿足規(guī)范要求， 如果達不到要求應進行整改。 1 高速道岔在高速鐵路上，道岔有特殊的要求，在功能上和結(jié)構(gòu)上與常速道岔相比沒有原則上的差異， 但是他們的安全性和舒適性要求更高。高速道岔采用的是活動心軌道岔 2 ，轍叉

3、部分和普通道岔 有較大的區(qū)別。 活動心軌最大的特點在于列車高速運行中需進行變道時， 活動心軌道岔能夠更好 的平穩(wěn)列車車體，較少對列車速度的限制，更適合在高鐵道岔中使用3 。高速道岔分為兩類：一類是適用于直向高速行車的道岔。這類道岔不僅使用在新設計的高 鐵線路上，也可用于普通線路改建成高鐵的線路上，一般為常用號碼道岔，如 9號、12 號等。 另一類是直向和側(cè)向都能通過高速列車的大號碼道岔，如 18號， 38 號等。一般鋪設在新建的高 速線路以及舊線改建時需高速通過的部位 4 。1.1 高速道岔平縱斷面方面的特征 導曲線以圓曲線為主，也有少數(shù)采用變曲率曲線的，如法國用于渡線的UIC60軌道岔的導曲

4、線采用單支三次拋物線，瑞士鐵路在UIC-54E1 ：25 道岔中采用螺旋曲線。 采用大半徑的曲線形尖軌，從尖軌尖端到最大可能沖擊斷面的半徑較導曲線部分較大。尖軌與基本軌工作邊在平面上多為切線形，減小列車逆向進入道岔側(cè)線時的沖角。 各部分軌距小于常速道岔的軌距，減小游間，使機車平面車輛平順通過。 根據(jù)車輪滾動面及轍叉外形尺寸及相互位置的分布情況，經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計分析，提岀了優(yōu)化 的轍叉縱橫斷面。 采用可動部件轍叉，如可動心軌、可動翼軌等消滅有害空間。 在大號碼道岔中導曲線外軌設置超高。有些國家的道岔設置軌底或軌頂坡。1.2高速道岔結(jié)構(gòu)方面的特征新型高速道岔5在構(gòu)造上采用了一系列的加強措施，具體措施如下

5、： 在基本軌和尖軌的貼靠部位，對基本軌距線下的軌頭下顎做1:3的刨切，以獲得藏尖式結(jié)構(gòu)，確保逆向行車的安全，保持良好的豎向穩(wěn)定性。在可動心軌轍叉中心，心軌與翼軌的貼靠部位采用這種結(jié)構(gòu)，對心軌尖端起良好的保護作用。 采用高度比基本軌矮的特種尖軌鋼軌加工成尖軌，尖軌為彈性可彎式。尖軌跟部軋制成 與普通軌相同的截面，與連接軌直接焊接相連。 大號碼道岔的尖軌，一般較長，為確保尖軌轉(zhuǎn)換可靠及扳動到位，常使用多根轉(zhuǎn)轍桿， 并在長尖軌下設置尖軌扳動時的減摩擦裝置。 采用特種斷面的護軌鋼軌。護軌軌面高于基本軌，這樣可以增加護軌與車輪的接觸面， 更有效的引導車輪，減少心軌的磨耗 在焊接道岔部位的接頭，能提高列車

6、過岔時的走行平穩(wěn) 在道岔范圍內(nèi)使用新型軌下基礎，以便與區(qū)間線路的軌下基礎類型一致。近年來，我國已自主研制出新型高速道岔，在秦沈客運專線上鋪設了CHN60軌的18號和38號高速道岔，其主要參數(shù)如下表 1-1所示，表1-1 CHN60軌18號和38號高速道岔的主要參數(shù)道岔號數(shù)18號38號導曲線形式及參數(shù)圓曲線，半徑1100m半徑3300m的圓曲線加三次拋物線道岔全長m69136.2道岔前長m31.72948.771道岔后長m37.27187.429尖軌長度m22.0137.60轍叉長度m18.59629.392長心軌長m13.67523.875側(cè)向護軌長m7.510拉桿數(shù)量（根）3+26+3通過速

7、度直向250250(km/h)側(cè)向801402有砟道岔的鋪設方法2.1主要作業(yè)工序控制要點2.2有砟軌道的道岔鋪設前工作(1) 準備編制測量方案，完成 CP皿7控制網(wǎng)的交接和復測(2) 道岔位置測量以線路導線控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)為基準，根據(jù)站場設計圖進行中線和高程測量，確認無誤后進行道岔樁位放樣(3) 道岔控制基樁測設從CP皿測量控制網(wǎng)引測并建立道岔控制網(wǎng)。道岔區(qū)應在岔心、岔前、岔后位置及道岔前后100m200m范圍內(nèi)增設控制基樁，其位置一般在直股和曲股的兩側(cè)，并應埋置永久性樁位。道岔與區(qū)間有砟軌道銜接時應以道岔控制基樁為依據(jù)進行調(diào)整(4) 預鋪道砟預鋪道砟前對道砟進行檢驗，包括道砟的等級、材質(zhì)

8、、級配等，對路基基床表面的平整度再次進行檢驗，清楚表面雜物、積水等。運砟車輛應緩行緩停，載重運行速度宜小于15km/h，壓實強度不小于 160kPa.(5) 質(zhì)量檢驗道砟整平和壓實時的機械設備要統(tǒng)一指揮，并在攤鋪機兩側(cè)設置專人觀測傳感儀的工作狀況，發(fā)現(xiàn)誤差及時調(diào)整或終止工作。鋪設完成后道砟的密度不小于1.7g/cm3，平整度用3m靠尺檢查，需在誤差允許范圍內(nèi)。2.3有砟道岔鋪設(1) 準備搭設道岔組裝平臺并組裝道岔，檢查道岔換鋪設備狀態(tài)。(2) 機械換鋪法鋪設道岔拆除臨時軌排，由龍門架將換鋪設備的上部小車吊放到道岔鋼軌上，上部小車通過液壓鉗與道岔鋼軌鎖定并提升道岔至合適位置，下部小車進入，并運

9、輸?shù)啦碇敛砦?，上部小車提升道岔，下部小車退出，上部小車調(diào)整并下方道岔，將道岔鋪設就位，并進行道砟回填。(3) 原位鋪設在岔位壓實平整后的道床上放好臺位線，按照平臺尺寸要求搭設道岔拼接平臺，并在平臺 上按照道岔間距要求臨時標注岔枕位置，在平臺上組裝道岔，用龍門吊吊裝軌枕到位組裝道岔。 道岔組裝完成后應進行粗調(diào)， 然后整體頂起架空道岔， 撤除拼裝平臺， 完成道岔鋪設， 回填道砟。（ 4 ）質(zhì)量檢驗 道岔的鋪設標準及允許偏差需符合設計規(guī)定，并按規(guī)定標記軌距、支距、查照間隔、道岔 規(guī)格和岔位編號等。2.4 鋪設完成后期工作道岔鋪設完成后 9 的工作主要有道岔鋪砟整道，道岔焊接和道岔的精細調(diào)整等。道岔修

10、整后內(nèi)軌距允許偏差在士 1mm范圍內(nèi)，軌距變化率不應大于 0.5%o,支距允許偏差在 士 mm內(nèi)。道岔搗鼓前應根據(jù) CP皿軌道控制網(wǎng)和加密樁對道岔整體平順性進行人工整治，保證 誤差在允許范圍內(nèi)。道岔的焊接主要才贏鋁熱焊，并在焊接完成后對焊接接頭進行探傷檢查。 道岔精細調(diào)整的設備包括大型道岔振搗車、風動卸砟車等配套機械，需檢查道床及補砟， 對道岔的幾何尺寸及平順度進行調(diào)整3 無砟道岔鋪設無砟道岔鋪設的基本步驟為： CP皿復測-清理道岔板-道岔控制點放樣-取岀螺栓涂油- 擺放UPF墊板-安裝彈性基板-放置軌下膠墊-分段吊裝鋼軌件-粗調(diào)道岔線型-安裝鎖閉裝 置-粗調(diào)道岔-道岔內(nèi)鋁熱焊接-道岔精調(diào)-道

11、岔驗收。原位組裝換鋪法是指在岔區(qū)先攤鋪道碴，整好道床，鋪設臨時軌道與線路銜接，待道床穩(wěn) 定及前后長軌鎖定后，拆除臨時過渡軌排， 攤平、碾壓道碴，在道床密實度和表面平整度達到規(guī) 定要求后， 在原位搭設組裝平臺， 用軌道吊或輪胎式龍門吊進行道岔卸車和組裝。道岔現(xiàn)場組裝完成后，調(diào)試道岔各處幾何尺寸達標， 再進行道岔內(nèi)部焊接，利用頂升設備將道岔頂起，撤除組 裝平臺，補充道碴進行整道，落下道岔檢查并精調(diào)道岔，使道岔各處幾何尺寸均達到要求， 最后進行道岔與兩端長軌之間的鎖定焊接，完成有碴道岔的鋪設。整體移位鋪設法在工廠內(nèi)組織，分段運輸，采用專用施工機械現(xiàn)場拼接鋪設；或采用散件缺點是需要專門的起升、移位設運

12、輸， 在施工現(xiàn)場設置專用組裝平臺進行組裝， 再采用專用施工機械整體移位至鋪設地點并進行鋪設的方法。該方法的優(yōu)點是組裝質(zhì)量容易保證，施工進度快。備，如果控制不好，移位過程中也可能造成道岔的變形9 。3.1 無砟道岔基樁測設道岔控制基標測量前，應按相關(guān)測量規(guī)范復測CP皿控制點。然后以 CP皿控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)為基準， 采用全站儀自由設站測設道岔控制基標，根據(jù)站場設計圖進行中線和高程測量并進行樁位放樣。道岔區(qū)應在岔心、岔前、岔后位置及道岔前后100m200m范圍內(nèi)增設控制基樁,其位置一般在直股和曲股的兩側(cè)， 并應埋置永久性樁位， 道岔區(qū)控制基樁的測量方法和誤差應符合相關(guān)的規(guī)定。此外，道岔區(qū)控制測設需

13、加密基樁，可設在道岔線路中心線上或道岔兩側(cè)，點間距宜為 5 10m10。3.2 岔區(qū)混凝土底座施工 施工定位測量前需清除雜物，并進行濕潤處理，測量時要做好標記，確定側(cè)模板和端模安 裝位置點，凹槽的邊線位置等，測量需精確。根據(jù)模板邊線。精確安裝側(cè)模板、結(jié)構(gòu)端縫模板和抗剪凹槽模板，模板安裝需穩(wěn)固牢靠， 接縫不得漏漿，且滿足允許偏差。其次，鋼筋的綁扎，宜在基地加工，分類捆扎好運往工地，做好絕緣處理。鋼筋的間距， 混凝土保護層厚度要滿足規(guī)范要求。底座板施工前應對路基表面進行清潔，灑水潤濕2h ，要保證路基充分濕潤但不泥濘。底座板混凝土澆筑通過溜槽放料，控制混凝土落差不大于2m,混凝土初凝后用鋼絲爬刷和

14、刮尺進行拉毛處理，拉毛深度1.82. 2 mm。澆筑完成采用草簾或土工布灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生期不少于7d，避免時干時濕。3.3 道岔組裝、初定位施工清理混凝土底座及凹槽上的雜物，保持清潔，按要求鋪設隔離層及橡膠墊板。土工布鋪設 平整無褶皺、無破損，接縫采用對接，不能重疊。彈性橡膠墊板密貼于底層縱向鋼筋對應位置附 近3.3.1 道岔原位組裝鋪設(1) 在設計道岔位置安裝道岔原位組裝平臺，組裝平臺應具備組裝和調(diào)試道岔的能力(2) 按以下工序進行：安裝混凝土岔枕-安裝道岔墊板、扣件-吊裝道岔鋼軌-聯(lián)結(jié)、緊固道岔-起平調(diào)整道岔。安裝完成要檢查軌距、支距、鋼軌軌頭方正等幾何尺寸指標，減小誤差。( 3)道岔組裝

15、調(diào)試完成后，按規(guī)定的檢驗項目對道岔組裝質(zhì)量進行檢驗。3.3.2 道岔預組裝、移位鋪設( 1 )道岔預組裝完成，質(zhì)量檢驗測評合格后，按道岔鋪設圖分解，運至鋪設現(xiàn)場( 2)選擇合適的運輸措施，并根據(jù)裝載方式，預先確定行駛路線等(3) 以道岔鋪設圖為準， 將道岔軌排依次吊裝至各段軌排縱移小車上， 推動小車縱向移動， 將道岔軌排縱移至設計位置3.4 道岔初定位各段道岔軌排縱向定位后，安裝側(cè)向和豎向支撐調(diào)節(jié)位置，并在長岔枕區(qū)域安裝鋼軌輔助支撐架，依據(jù) CP皿及道岔控制點，對道岔進行初定位，偏差控制在：高低-5 0mm，方向3mm以內(nèi)。初定位后拆除原位組裝平臺和軌排縱向移動小車，進行系統(tǒng)的第一次精調(diào)。3.

16、5道岔混凝土道床板施工3.5.1 道岔軌排第一次精調(diào)依據(jù)CP皿控制點進行道岔軌排的第一次精調(diào)11，以基本軌一側(cè)為基準，采用軌道幾何形狀測量儀檢測道岔方向、高低、水平、軌距等幾何形位指標，根據(jù)顯示偏差進行調(diào)整，直至各監(jiān)測點的偏差滿足設計要求3.5.2工電聯(lián)調(diào)道岔轉(zhuǎn)轍機安裝前，對電氣、機械性能進行測試，同時檢查外鎖閉及安裝裝置，工務配合電務技術(shù)人員進行調(diào)試，并做好定位標記。3.5.3道岔軌排二次精調(diào)安裝道床混凝土前需對軌排進行二次精調(diào)，采用軌道幾何形狀測量儀檢測道岔方向、高低、 水平、軌距等幾何形位指標，根據(jù)反饋數(shù)值逐點調(diào)整，至符合實際要求，并對軌排進行固定，固 定的裝置要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定

17、性。調(diào)試完成后還需對螺栓進行復緊。3.5.4安裝模板及鋼筋綁扎道床混凝土模板采用定型鋼模板，轉(zhuǎn)轍機兩側(cè)岔枕加設臨時支撐，其基坑模板根據(jù)設計結(jié) 構(gòu)形式選配。安裝完成后，調(diào)整模板的尺寸，滿足模板安裝的允許偏差。道岔一次精調(diào)后即可綁扎上層鋼筋網(wǎng)，并調(diào)整鋼筋網(wǎng)的位置，其間距、混凝土保護層厚度 均需滿足規(guī)范要求。3.5.5混凝土澆筑及養(yǎng)護混凝土澆筑前需進行灑水潤濕，道岔鋼軌部件、墊板、扣件等應加臨時保護膜。道床混凝土板初凝后，松開除尖軌和心軌外的扣件螺栓，拆除豎向支撐螺栓，遺留孔洞以同級砂漿填充密實及時養(yǎng)護。3.6質(zhì)量檢測按標準檢測道岔混凝土澆筑后的各部分尺寸及鋪設精度，質(zhì)量合格后進入下一道工序。檢測采

18、用動態(tài)檢測和靜態(tài)檢測相結(jié)合的方式，最終的驗收12以動態(tài)檢測為準，現(xiàn)場調(diào)整以靜態(tài)檢測結(jié)果為準。靜態(tài)檢測的平順度允許偏差見下表3-1表3-1靜態(tài)檢測平順度允許偏差序號項目容許偏差備注1軌距 1mm相對于標準軌距 1435mm1/5000變化率2軌向2mm弦長10m2mm/測點間距8a( m)基線長48a(m)10mm/測點間距240a( m)基線長480a(m)3高低2mm弦長10m2mm/測點間距8a( m)基線長48a(m)10mm/測點間距240a( m)基線長480a(m)4水平2mm不包含曲線和緩和曲線上的超高值5扭曲2mm基線長3m包含緩和曲線上由于超高順坡造成的扭曲量差7與設計中線偏差10mm注：表中a為扣件節(jié)點間的距離，單位為m。4結(jié)語高速道岔是高速鐵路和客運專線軌道結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，其結(jié)構(gòu)與狀態(tài)對列車運行安全和質(zhì)量有重大影響。自我國開啟動車時代以來，人們的岀行已離不開鐵路帶來的便捷和效率。目前，我國的高速道岔水平與國外相比有一定的優(yōu)勢，但也有許多問題亟待解決，主要有：(1) 高速道岔的設計理論需進一步完善。(