無砟軌道高速鐵路沉降整治技術(shù)探索及案例分析

1、無砟軌道高速鐵路沉降整治技術(shù)無砟軌道高速鐵路沉降整治技術(shù) 探索及案例分析探索及案例分析 北京高鐵工務(wù)段北京高鐵工務(wù)段 王王 亞亞 寧寧 2013年10月 目錄目錄 o 一、前言 o 二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù) o 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o 五、扣件調(diào)整法整治無砟軌道下沉技術(shù) o 六、結(jié)論 一、前言一、前言 o 高速鐵路沉降問題一直以來是影響高速鐵路行 車平順性、舒適度、安全性的重大問題，如何有效 的處置高速鐵路沉降病害是工程建設(shè)單位和設(shè)備維 護(hù)單位關(guān)注的重點(diǎn)，尤其是無砟軌道高速鐵路，由 于軌道結(jié)構(gòu)的限制，在沉降整治工作上成為難點(diǎn)和 焦點(diǎn)問題。

2、 o 根據(jù)無砟軌道高速鐵路沉降病害的現(xiàn)實(shí)狀況， 分析研究國(guó)內(nèi)外的整治經(jīng)驗(yàn)，以我國(guó)已開通運(yùn)營(yíng)的 無砟軌道高速鐵路沉降整治為依托，總結(jié)提煉目前 處置無砟軌道沉降病害的可行性方案，并對(duì)已經(jīng)實(shí) 施的沉降整治案例進(jìn)行分析，初步摸索出無砟軌道 沉降整治措施。 二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù)二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù) o 我國(guó)高速鐵路無砟軌道運(yùn)營(yíng)中，由于區(qū)域沉降，地 下采水、采礦，在高鐵周邊施工開挖基坑或堆載，原高 鐵施工預(yù)壓期短，周邊環(huán)境變化等因素的影響，部分無 砟軌道局部地段出現(xiàn)不同程度的下沉現(xiàn)象，致使軌面局 部不平順。路基地段造成級(jí)配碎石層與支承層間產(chǎn)生脫 空，軌道板與路基面封閉層間離縫，橋梁地段

3、造成橋墩 的不均勻下沉。當(dāng)無砟軌道沉降量較小時(shí)，普遍采用軌 下墊板的扣件調(diào)整方案來滿足線路的平順性。當(dāng)沉降量 較大超過扣件的調(diào)整能力時(shí)，將會(huì)影響到列車的舒適度， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到列車運(yùn)行的安全。為此，必須在扣件調(diào) 整能力達(dá)到極限前采取可靠的無砟軌道抬升措施，保證 無砟軌道線路的平順性。經(jīng)廣泛了解，目前國(guó)內(nèi)外采取 的無砟軌道抬升技術(shù)主要有： 二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù)二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù) o 新建未運(yùn)營(yíng)的高鐵無砟軌道沉陷，通常采取在 軌道板與支承層之間灌漿或灌注混凝土抬升。即先 將軌道扣件打開并打起鋼軌和軌道板，使軌道板與 支承層分離，然后在支承層上灌漿或灌注混凝土， 待灌注層達(dá)到強(qiáng)

4、度后，恢復(fù)線路但該施工方案對(duì)軌 道板與鋼軌均進(jìn)行大變形擾動(dòng)，涉及到設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)、 場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)移，操作效率較低，環(huán)節(jié)較多、工序復(fù)雜， 完成最小單元的抬升施工需要10h以上的天窗時(shí)間， 在運(yùn)營(yíng)線上施工難度大。如下圖所示。 二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù)二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù) 采用木墩支承鋼軌 采用木墩支承軌道板 二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù)二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù) o 滬杭客專某路基段CRTS型無砟軌道局 部發(fā)生沉降，曾采用在地基內(nèi)高壓注入水泥 漿的方式加固地基，并對(duì)無砟軌道產(chǎn)生一定 量的抬升，但在施工后不久便產(chǎn)生較大的沉 降，該方案目前尚不成熟。 o 廣珠城際某路基段CRTS型無砟軌道

5、局 部發(fā)生沉降，采用在軌道板下墊樹脂砂漿墊 塊抬升軌道，線下試驗(yàn)已完成，目前尚未在 線上實(shí)施。 二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù)二、國(guó)內(nèi)外無砟軌道下沉修復(fù)技術(shù) o 工務(wù)部門在運(yùn)營(yíng)維護(hù)過程中不斷總結(jié)， 并研究應(yīng)對(duì)線路不均勻沉降的方法，目前已 經(jīng)實(shí)施且效果較好的整治方法有路基注漿抬 升、扣件調(diào)整、橋梁抬升三種方法，上述方 法已經(jīng)在運(yùn)營(yíng)高速鐵路進(jìn)行實(shí)施，通過后期 觀察效果良好。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 注膠抬升無砟軌道路基下沉的主要原理是 用專用高壓設(shè)備，在無砟軌道支承層下注入 4.75# A、B雙組份高強(qiáng)發(fā)泡樹脂材料，材 料快速反應(yīng)固化后，使軌道抬升到設(shè)

6、計(jì)高度。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o ( (一一) )技術(shù)方案技術(shù)方案 o 1 1注膠設(shè)備注膠設(shè)備 o 注膠設(shè)備主要由注膠主機(jī)、恒溫管、輸料泵、 注膠槍等組成。 o 注膠主機(jī)可定比例輸出雙組分材料，能提供達(dá) 13.78MPa的注膠壓力來保證注膠材料的輸送距離 （最長(zhǎng)可達(dá)120米）和密實(shí)抬升下沉的路基；能靈 活設(shè)定雙組分材料和恒溫管的加熱溫度且具備完善 的過溫、過壓保護(hù)功能。注膠主機(jī)的高壓狀態(tài)下使 抬升時(shí)板下空洞填充密實(shí)。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) 注膠主機(jī) 注膠主機(jī)控制面板 在封閉的空間內(nèi)，雙組分材料反應(yīng)后充滿空

7、 間，形成致密的剛性固結(jié)體。 在開放的空間，雙組分材料反應(yīng)后流動(dòng)并 形成泡狀凝結(jié)體。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 2.2.注膠材料注膠材料 o 注膠材料采用雙組分的結(jié)構(gòu)型聚氨酯泡沫， 具有固化反應(yīng)快、強(qiáng)度高、粘度小、耐久性 強(qiáng)、安全環(huán)保、與土壤和混凝土粘接良好、 能在潮濕環(huán)境正常工作并擠排掉積水的優(yōu)點(diǎn)。 注膠材料膨脹后膨脹抬升能力足以抬起40m 厚的混凝土板。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 3.3.注膠抬升流程注膠抬升流程 o 軌道抬升注膠施工流程 見下表。 序號(hào)作 業(yè) 內(nèi) 容 1檢測(cè)注膠區(qū)段及其前后50米軌道幾

8、何參數(shù) 2制定抬升方案 3鉆孔 4準(zhǔn)備注膠設(shè)備管線保護(hù) 5安裝注膠管初始測(cè)量 6帷幕注膠實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 7抬升注膠實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 8拆除注膠管軌道幾何參數(shù)測(cè)量 9 線路精調(diào) 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 4.4.注膠孔布置注膠孔布置 o 注膠孔布設(shè)從兩個(gè)方面考慮，一方面考慮注膠抬升能力的 需要，另一方面考慮線路上的設(shè)施分布與板內(nèi)鋼筋分布情況， 具體如下： o (1)根據(jù)注膠材料的特性，注膠孔按梅花形布設(shè)，孔間距 以1.0m左右為宜。 o (2)軌道、扣件、承軌臺(tái)、應(yīng)答器、軌道電路所占位置不 能進(jìn)行打孔。 o (3)軌道板鋼筋所占位置不能打孔。 o (4)可利用軌道板

9、上三個(gè)CA砂漿灌漿孔。 o (5) 為減小對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的影響，軌道板、支承層盡量少打 孔，除原有灌漿孔外，每塊軌道板上打孔數(shù)量不應(yīng)超過4個(gè)。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o (6)控制打孔的直徑，最大孔徑不超過30mm。 o (7)兩側(cè)預(yù)留精調(diào)注漿孔，在中間孔完成軌道主要抬 升量后，通過兩側(cè)的精調(diào)孔調(diào)整到位，并控制軌道的水 平姿態(tài)。 1287.51287.5 650 120 40 橫斷面布置注膠孔圖 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 5.5.注膠一次抬升量計(jì)算注膠一次抬升量計(jì)算 o 在注膠抬升施工過程中，軌道板、底座板內(nèi)部

10、會(huì)產(chǎn) 生應(yīng)力，應(yīng)力的大小與一次最大抬升量有關(guān)，為避免在 抬升過程中對(duì)軌道板產(chǎn)生損壞，需要進(jìn)行一次最大抬升 量計(jì)算。 o 根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果表明，抬升施工時(shí)，找平層處 于受壓狀態(tài)，壓應(yīng)力小于混凝土的抗壓強(qiáng)度；底座板只 有一小部分處于受拉狀態(tài)，拉應(yīng)力比較小，不會(huì)使其破 壞；軌道板在抬升點(diǎn)處受拉，一次抬升量由軌道板內(nèi)的 拉應(yīng)力控制，按C50混凝土軸心抗拉強(qiáng)度3.0Mpa估算， 最大一次抬升量應(yīng)不大于22mm，初始抬升位置不應(yīng) 布置在II型無砟軌道板的寬接縫附近。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 6.6.注膠抬升控制注膠抬升控制 o 無砟軌道注膠抬升的關(guān)鍵是抬升量

11、的精確控制， 為保證無砟軌道的精確抬升需采取如下措施：一是 采用間歇注膠工藝，逐步抬升軌道板，達(dá)到預(yù)定的 抬升量；二是實(shí)時(shí)測(cè)量，實(shí)時(shí)測(cè)量包括注膠前的初 始測(cè)量、注膠過程中的動(dòng)態(tài)測(cè)量、注膠抬升影響范 圍內(nèi)的回測(cè)；三是預(yù)留材料反應(yīng)剩余膨脹量；四是 預(yù)留注膠抬升孔間相互影響量；五是預(yù)留精調(diào)孔， 通過精調(diào)孔注膠進(jìn)行二次調(diào)整。采用高精度測(cè)量?jī)x 器，并采取上述措施，無砟軌道注膠抬升的精度可 控制到1mm。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 7.7.運(yùn)營(yíng)線注膠抬升相關(guān)要求運(yùn)營(yíng)線注膠抬升相關(guān)要求 o 無砟軌道注膠抬升施工需利用不少于 180min的施工天窗進(jìn)行，施工期間線路

12、需按 不大于160km/h的速度限速運(yùn)行。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o ( (二二) )工程實(shí)例工程實(shí)例 o 1.1.京津城際武清站京津城際武清站CRTSIICRTSII型板式無砟軌道型板式無砟軌道 路基下沉注膠抬升路基下沉注膠抬升 o 2012年5月，對(duì)京津城際武清站下行 K84+276K84+336長(zhǎng)度 60m的CRTSII型 板無砟軌道路基下沉段進(jìn)行了注膠抬升，此次 最大抬升量10mm。具體施工情況如下： 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) L1 M1 R1 L2 M2 R2 L3 M3 R3 L4 M4 R4 L5

13、 M5 R5 L6 M6 R6 L7 M7 R7 L8 M8 R8 L9 M9 R9 L10 M10 R10 L11 M11 R11 L12 M12 R12 1 2 8 7 . 51 2 8 7 . 5 650 120 4 0 (1)注膠孔位布置 注膠孔孔布置平面示意圖 注膠孔孔布置平面示意圖 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o (2) (2)鉆孔鉆孔 o 鉆孔機(jī)具：鉆孔機(jī)械采用TE80-ATC電錘鉆，鉆頭直徑25毫 米； o 鉆孔精度：孔間距5mm，孔深5mm，傾角1； o 控制措施：用特制的邊孔傾斜角度控制架精確控制鉆孔角度。 鉆孔成型后，用特制的軟式孔塞

14、進(jìn)行臨時(shí)封堵。 o (3)(3)注膠抬升作業(yè)注膠抬升作業(yè) o 注入管安裝 o 將注膠管插入注膠孔內(nèi)，注膠管露出地面的高度為80 100mm，用扳手?jǐn)Q緊注入管一端的螺母，使注入管另一端的 橡膠管膨脹卡住孔洞使其固定，然后在注膠管上安裝注膠嘴。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 注膠抬升 o 按先兩側(cè)邊孔帷幕注膠，后中心孔抬升注膠，再邊孔調(diào)姿注 膠的原則進(jìn)行作業(yè)。邊孔帷幕注膠作業(yè)采用隔三孔注一孔、分 兩次作業(yè)完成。中心孔注膠抬升作業(yè)采用間隔三孔進(jìn)行，剩余 孔作為填充注膠孔。抬升預(yù)留量為1.5mm，每次抬升前要對(duì)抬 升點(diǎn)高程進(jìn)行測(cè)量，抬升控制量為設(shè)計(jì)抬升量減去預(yù)留

15、量、再 減去前點(diǎn)抬升對(duì)本點(diǎn)的影響量。每天抬升起終點(diǎn)應(yīng)根據(jù)當(dāng)日能 夠完成的作業(yè)量、抬升高度的影響范圍、抬升點(diǎn)與寬接縫的距 離不小于2米的原則進(jìn)行布置，不得在寬接縫處直接抬升。 o 注膠時(shí)，要進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，全面測(cè)量軌道的抬升速率、抬升 量。根據(jù)測(cè)量情況，及時(shí)調(diào)節(jié)注膠量、注膠速度、注膠孔位置。 實(shí)時(shí)測(cè)量包括注膠前的初始測(cè)量、注膠過程中的動(dòng)態(tài)測(cè)量、注 膠抬升影響范圍內(nèi)的回測(cè)。通過注膠實(shí)時(shí)測(cè)量，來注膠抬升精 度。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 2.2.津秦客專濱海北站板式無砟道岔路基下沉注膠抬升津秦客專濱海北站板式無砟道岔路基下沉注膠抬升 o 津秦客專濱海北站2號(hào)

16、道岔為板式無砟軌道道岔，聯(lián) 調(diào)聯(lián)試前2號(hào)道岔最大下沉量達(dá)25mm。2013年3月采 用注膠抬升法對(duì)2號(hào)道岔導(dǎo)曲和轍叉部分 DK68+916.5DK68+952.7下沉段36.2m長(zhǎng)的范圍 進(jìn)行了注膠抬升。鑒于該處下沉量較大，根據(jù)抬升有限 元計(jì)算，該處注膠抬升計(jì)劃分兩次進(jìn)行，抬升區(qū)域劃分 如下圖所示。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o (1)(1)注膠孔位布置注膠孔位布置 o 板式無砟軌道道岔注膠孔，下圖為注膠孔位橫斷面 示意圖。 注膠孔位橫斷面示意圖 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o 2 2注膠抬升作業(yè)注膠抬升作業(yè) o 首

17、先進(jìn)行邊孔帷幕注膠，帷幕注膠作業(yè)采用 隔三孔注一孔、分三次完成作業(yè)。單孔帷幕注 膠的道床抬升量以不超過0.5mm為原則，帷幕 注膠作業(yè)的抬升量疊加控制在2mm以內(nèi)。中間 孔注膠抬升作業(yè)，按劃定的抬升區(qū)域進(jìn)行，抬 升孔間距控制在46m，橫向作業(yè)順序兩側(cè)對(duì) 稱抬升進(jìn)行，剩余孔位作為調(diào)姿注膠孔或填充 注膠孔。 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) 2號(hào)道岔注膠抬升情況圖 三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù)三、注膠抬升無砟軌道路基下沉技術(shù) o ( (三三) )注膠抬升效果檢驗(yàn)注膠抬升效果檢驗(yàn) o 京津城際武清站下行K84+276K84+336 段在注膠抬升前，曾多次出現(xiàn)動(dòng)態(tài)偏

18、差超限， 均為垂加偏差。注膠抬升整治后，經(jīng)過一年多 的運(yùn)營(yíng)，線路狀態(tài)穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)動(dòng)態(tài)偏差超 限情況。 o 津秦客專濱海北站2號(hào)道岔在注膠抬升整治 后，經(jīng)過近半年的時(shí)間，線路狀態(tài)穩(wěn)定。 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o ( (一一) )技術(shù)方案技術(shù)方案 o 近幾年橋梁調(diào)高逐步向支座本身調(diào)高發(fā)展。 目前梁體的頂升方式主要有兩種： o (1)采用支座本身自帶油腔頂升，用臨時(shí)支撐 加以輔助； o (2)采用液壓千斤頂頂升；兩種方式均需在梁 底或墩頂加塞鋼墊板來實(shí)現(xiàn)調(diào)高。 o 使用該工藝整治無砟軌道高速鐵路橋梁沉降 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要有以下幾方面： 四、抬梁提升法整治橋梁下

19、沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o 1頂升對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響分析 o 對(duì)于簡(jiǎn)支梁來說，其受力明確，橋梁頂升并不 改變其受力狀態(tài)，只是支點(diǎn)位置發(fā)生了變化。對(duì)于 橋墩基礎(chǔ)來說，沒有附加荷載增加?；A(chǔ)沒有附加 力，故此，橋墩基礎(chǔ)在頂梁過程中不會(huì)出現(xiàn)附加受 力和附加沉降，橋梁結(jié)構(gòu)安全。 o 2抬升量計(jì)算 o 根據(jù)墩身沉降測(cè)量數(shù)據(jù)、軌道平順性檢測(cè)數(shù)據(jù)， 以軌道平順性指標(biāo)和軌道線形為目標(biāo)，計(jì)算每個(gè)橋 墩的抬升量。 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o3.抬梁過程監(jiān)控 o 抬梁施工過程中梁體頂升量不能一次抬升到位，需經(jīng)過幾個(gè) 循環(huán)反復(fù)抬升。期間需對(duì)每個(gè)頂升循環(huán)的頂升量精確控制

20、，同 時(shí)對(duì)無砟軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要的技術(shù)要求有以下幾方面 o (1)采用液壓控制系統(tǒng)，確?？刂仆巾斏?。采用千分表準(zhǔn)確 測(cè)量梁體頂升高度。 o (2)頂升量控制 o 頂升速率：每分鐘1mm的上升； o 頂升高度：每3mm為一個(gè)頂升循環(huán)（每頂升3mm需暫停頂 升作業(yè)，進(jìn)行軌面實(shí)際抬高的觀測(cè)并做好記錄，進(jìn)行鋼軌、軌 道板、底座板應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)，分析梁部及軌道的安全性。確認(rèn) 結(jié)構(gòu)安全后再進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)）； o 落梁就位：每分鐘2mm的下落。 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o (3)無砟軌道結(jié)構(gòu)監(jiān)控 o 抬梁期間，在32m簡(jiǎn)支箱梁墩頂對(duì)應(yīng)的的軌道板、 砂漿層和底座板上布

21、置應(yīng)變自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。左右兩條線 路均進(jìn)行測(cè)試,采用振弦式應(yīng)變計(jì)測(cè)試軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)力。 o 梁體相對(duì)豎向位移,采取在梁端布置豎向位移計(jì)，采用 壓電式位移計(jì)測(cè)試。梁體與底座板間相對(duì)豎向位移，采 取在簡(jiǎn)支梁梁端與底座板布置豎向千分表測(cè)試。 o (4)軌面高程監(jiān)控 o 抬梁施工過程中，梁體頂升的同時(shí)利用電子水準(zhǔn)儀 監(jiān)控梁體頂升點(diǎn)處軌道抬升量，防止梁體頂升量與軌道 抬升量不一致。 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o 4.軌道檢測(cè)與軌道精調(diào) o 抬梁頂升完畢后立即對(duì)軌道平順性進(jìn)行檢測(cè)， 按照開通后的運(yùn)行條件調(diào)整軌道狀態(tài)，滿足運(yùn)行速 度技術(shù)指標(biāo)要求。 o 京廣高鐵未通車前因地基的不

22、均勻沉降，曾采 用頂升梁體墊加整體型鋼板的方式進(jìn)行的調(diào)高解決 不均勻沉降問題。采取抬梁措施針對(duì)京廣高鐵橋梁 沉降地段進(jìn)行整治，共計(jì)整治50孔，最大抬升量為 22mm。抬梁調(diào)整后橋墩觀測(cè)結(jié)果顯示目前橋墩間 差異沉降較小，軌道狀態(tài)穩(wěn)定。 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o ( (二二) )工程實(shí)例工程實(shí)例 o 1.工程概況 o 京津城際亦莊沉降區(qū)目前地處一個(gè)沉降漏斗區(qū)， 由于基礎(chǔ)沉降造成橋墩間的差異不均勻沉降，軌道 平順性指標(biāo)不滿足高速行車舒適度要求。本次抬梁 施工按照先易后難的原則進(jìn)行整治，先選擇4孔簡(jiǎn) 支梁進(jìn)行抬梁整治，利用2013年8月19日至8月24 日對(duì)京津

23、城際北京環(huán)線特大橋第305#、306#、 307#墩完成了抬梁施工。 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o (1)施工區(qū)段 o 京津城際北京南亦莊間K15+992K16+123，全長(zhǎng) 131m，北京環(huán)線特大橋第305#、306#、307#墩。線路允許 速度300km/h。 o (2)線路結(jié)構(gòu) o 該地段位于直線，6下坡地段，均為簡(jiǎn)支梁，305孔跨度 為24m，306、307、308孔跨度為32m，鋪設(shè)CRTS型板 式無砟軌道，福斯羅300型扣件，采用60kg/m、U71Mn（K） 百米軌無縫線路。 o (3)時(shí)間安排 o 本次施工共計(jì)6各天窗時(shí)間，每個(gè)天窗240分鐘

24、，其中前4個(gè) 天窗進(jìn)行梁體頂升施工，最大抬升量22mm，后兩個(gè)天窗進(jìn)行 軌道精測(cè)及精調(diào)。 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o2.抬梁實(shí)施方案 o (1)抬升量計(jì)算 o 根據(jù)實(shí)測(cè)軌面分析計(jì)算，對(duì)K15+992K16+123段北京環(huán)線 特大橋305號(hào)墩307號(hào)墩進(jìn)行了抬梁設(shè)計(jì)。具體抬升值見下表： 北京環(huán)線特大橋抬梁地段梁部抬升及扣件調(diào)整值 序號(hào)設(shè)計(jì)墩號(hào)運(yùn)營(yíng)墩號(hào)運(yùn)營(yíng)里程梁型實(shí)測(cè)軌面高程(m) 梁部抬升值(m)備注 1 308 305 JJK16+026. 51 簡(jiǎn)支梁47.671 11每個(gè)橋墩抬梁工作完成后，均 需進(jìn)行扣件調(diào)整順接過 渡 2 309 306 JJK16+

25、059. 21 簡(jiǎn)支梁47.469 17 3 310 307 JJK16+091. 91 簡(jiǎn)支梁47.274 20 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o (2)扣件調(diào)整量計(jì)算 o 307#、306#、305#墩抬梁調(diào)整前k15+994k16+123間高 差最大16mm，高低長(zhǎng)波最大44.1，短波最大5.2。根據(jù)線形數(shù) 據(jù)和橋墩抬升量，確定扣件調(diào)整量如下表： 序號(hào)行別調(diào)整區(qū)段長(zhǎng)度（m）最大調(diào)整量（mm） 1 上行 K15+992.4K16+018.4264 2K16+043.1K16+058.1152 3K16+070.1K16+075.15.0-1 4K16+112

26、.1K16+141.929.87 5 下行 K15+992.4K16+020.828.43 6K16+051.4K16+065.714.32 7K16+089.1K16+098.29.1-2 8K16+112.5K16+141.729.257 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o (3)307#、306#、305#分別抬升后線形數(shù)據(jù) o 對(duì)307#墩支座調(diào)高20mm，抬高后對(duì) k16+112k16+141未抬梁部分進(jìn)行扣件調(diào)整， 最大調(diào)整7mm。調(diào)整后長(zhǎng)波高低最大40.8mm， 短波高低最大4mm。對(duì)306#墩支座調(diào)高17mm， 調(diào)整后長(zhǎng)波高低最大30mm，短波高低

27、最大2mm。 o 對(duì)305#墩支座調(diào)高11mm，k15+992 k16+012進(jìn)行扣件調(diào)整，最大4mm。 o 307#、306#、305#墩抬梁調(diào)整后k15+994 k16+123高差最大6mm，高低長(zhǎng)波最大25mm,短 波最大2mm。 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o 3.施工監(jiān)測(cè)方案 o 抬梁期間，軌道結(jié)構(gòu)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)選取305#- 308#墩進(jìn)行，在32m簡(jiǎn)支箱梁墩頂?shù)能壍腊?、?漿層和底座板上布置應(yīng)變自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。測(cè)點(diǎn)分別 布置在307#、306#，306#、305#，305#、 304#橋墩對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)支梁墩頂?shù)能壍澜Y(jié)構(gòu)上，左右兩 條線路均進(jìn)行測(cè)試；采用振弦式

28、應(yīng)變計(jì)測(cè)試軌道結(jié) 構(gòu)應(yīng)力。 o 測(cè)試抬梁期間梁體相對(duì)豎向位移分別選取305#、 306#、307#、墩頂簡(jiǎn)支梁梁端進(jìn)行，在梁端布 置豎向位移計(jì)，采用壓電式位移計(jì)測(cè)試。 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o 測(cè)試抬梁期間梁體與底座板間相對(duì)豎向位移分 別選取305#、306#、307#墩頂簡(jiǎn)支梁梁端與底 座板布置豎向千分表測(cè)試。 橋梁頂升布置方案 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) 梁體頂升示意圖 鋼弦測(cè)點(diǎn)側(cè)面視圖（橫向布置） 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉

29、技術(shù) 305#、306#、307#墩頂梁端豎向位移計(jì)布置示意圖 四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù)四、抬梁提升法整治橋梁下沉技術(shù) o 4.整治效果 o 通過抬梁施工，消除了該地段的軌道不 平順現(xiàn)象，為后期扣件調(diào)整預(yù)留了空間，動(dòng) 靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)良好，添乘感覺平順性良好。 通過兩個(gè)月的檢測(cè)，抬梁地段結(jié)構(gòu)狀態(tài)良好。 五、扣件調(diào)整法整治無砟軌道下沉技術(shù)五、扣件調(diào)整法整治無砟軌道下沉技術(shù) o (一一)技術(shù)方案技術(shù)方案 o 鋼軌日常維護(hù)中，一般只需要更換鋼軌下的膠 墊的厚度，但當(dāng)高程調(diào)整量增大時(shí)，需要在扣件下 插入調(diào)高墊板來達(dá)到抬升鋼軌高度的目的（如下 圖）。 福斯羅300扣件系統(tǒng) o 該方法適用于沉降量較小利

30、用扣件能夠 滿足其調(diào)整量或作為注膠、抬梁抬升法的順 坡處理的輔助調(diào)整。該種方法可操作性較強(qiáng)， 便于施工質(zhì)量的控制，但調(diào)高量不足，限制 了其應(yīng)用范圍。京津城際線采用CRTSII型 板式無砟軌道，福斯羅300型扣件系統(tǒng)，理 論扣件調(diào)高量為56mm。 五、扣件調(diào)整法整治無砟軌道下沉技術(shù)五、扣件調(diào)整法整治無砟軌道下沉技術(shù) o 調(diào)高墊板分塑料調(diào)高墊板和鋼制調(diào)高墊板。其 中塑料調(diào)高墊板按厚度分為6mm和10mm兩種，標(biāo)號(hào) 分別為Ap20-6和Ap20-10。鋼制調(diào)高墊板為厚度為 20mm的Ap20S。（如下圖所示） 五、扣件調(diào)整法整治無砟軌道下沉技術(shù)五、扣件調(diào)整法整治無砟軌道下沉技術(shù) o ( (二二) )

31、工程實(shí)例工程實(shí)例 o 1.工程概況 o 京津城際鐵路武清沉降區(qū)位于K83+007 K86+800，全長(zhǎng)3.8km，起點(diǎn)位于武清站北京端道岔 外600m處，終點(diǎn)位于武清站天津端道岔外1.7km 處。其中K83+494.74K86+476.88，為武清站路基 地段，全長(zhǎng)2.978km；K84+122K84+572為武清站 臺(tái)里程（站中心里程為K84+347）。特別是翠亨路 中橋（中心里程K84+702, 16M-20M-16M，連續(xù)剛 構(gòu)）前、后存在較大的差異沉降，已不滿足行車舒 適度要求。 五、扣件調(diào)整法整治無砟軌道下沉技術(shù)五、扣件調(diào)整法整治無砟軌道下沉技術(shù) o 2.武清沉降區(qū)設(shè)計(jì)概況 o 武清站設(shè)計(jì)兩個(gè)站臺(tái)，到發(fā)線有效長(zhǎng)度為650m， 站線線間距為6.5m。此次調(diào)整區(qū)段（下行K84+435- K86+503、上行K84+719-K86+498）位于直線平坡段。 o 3.施工依據(jù) o 2011年7月17日，鐵道部運(yùn)輸局會(huì)同北京局組 織的京津城際武清沉降區(qū)整治方案論證會(huì),會(huì)議形 成專家意見：對(duì)軌道狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，采用調(diào)整坡度 及扣件調(diào)整方案可行。本次對(duì)武清沉降區(qū)上行 K84+719-K86+498、下行K84+