無砟軌道技術(shù)剖析

無砟軌道技術(shù)例如武廣鐵路工藝原理澆筑道床混凝土一次成型特點(diǎn)操作簡便、安全實(shí)用目錄1. 1武廣鐵路工程概況2. 2工藝原理3. 3施工工藝流程4. 44.1測量放樣1. 5軌道安裝具體流程2. 6道床板混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)3. 7德國鐵路無砟軌道的研究和發(fā)展1. 8日本鐵路無砟軌道的研究和發(fā)展2. 9法國鐵路無砟軌道的研究和發(fā)展3. 10英國鐵路無砟軌道的研究和發(fā)展1. 11韓國高速鐵路上的無砟軌道武廣鐵路工程概況編輯武廣鐵路是我國首條設(shè)計(jì)時(shí)速350km的鐵路客運(yùn)專線，是京廣客運(yùn)專線的一部分，與既有京廣線平行，并與其構(gòu)成京廣鐵路通道。全線設(shè)計(jì)為雙線，總長1068.8km。設(shè)計(jì)為一次性鋪設(shè)雙塊式無砟無縫軌道。時(shí)速350km的武廣客運(yùn)專線雙塊式無砟軌道的施工機(jī)具設(shè)備簡便、實(shí)用、安全、可靠，工具軌、扣件、螺桿調(diào)整器等周轉(zhuǎn)材料周轉(zhuǎn)率高，軌道精度滿足時(shí)速350km客專線的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。路基上雙塊式無砟軌道施工技術(shù)的關(guān)鍵是無砟軌道的施工精度和軌道幾何形位的控制，這必須依賴于先進(jìn)的施工工藝、成熟的施工技術(shù)、完整配套的施工機(jī)械、訓(xùn)練有素的施工隊(duì)伍和合理的施工工期。工藝原理編輯時(shí)速350km客運(yùn)專線無砟軌道施工根據(jù)無砟軌道道床施工精度要求高和控制困難的特點(diǎn)，采用就近鋪設(shè)和便于精度控制的原則，在施工道床板的附近將雙塊式軌枕吊放至待鋪位置，再經(jīng)過鋼筋綁扎、軌排組裝、綜合接地和軌道粗調(diào)等關(guān)鍵工序后，用軌檢小車測量系統(tǒng)對軌道的幾何尺寸進(jìn)行精調(diào)，使其滿足設(shè)計(jì)精度要求，最后澆筑道床混凝土一次成型。該工藝具有操作簡便、安全實(shí)用和軌道幾何尺寸精確、快速定位等特點(diǎn)。施工工藝流程編輯施工工藝流程圖見圖1。4.1測量放樣編輯根據(jù)設(shè)計(jì)院交付的武廣線鐵路基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)及線路控制網(wǎng)樁和水準(zhǔn)基點(diǎn)樁，進(jìn)行施工區(qū)域內(nèi)的基樁控制網(wǎng)布設(shè)。鋪設(shè)軌枕前，對施工作業(yè)段區(qū)域內(nèi)中線控制樁和邊樁加密布設(shè)，直線間距6.25m、曲線5m。4.2布置上、下層縱向主鋼筋在施工現(xiàn)場附近進(jìn)行鋼筋下料、加工，并將施工范圍內(nèi)的支承層混凝土面鑿毛并清洗干凈。按設(shè)計(jì)文件要求將上、下層縱向主鋼筋擺放于支承上。4.3軌枕的拼裝直接在道床板鋪設(shè)位置進(jìn)行，按照軌枕間距散放軌枕，大致調(diào)整軌枕中心線位于承軌臺(tái)同一條直線上。選定軌枕的一側(cè)作為基準(zhǔn)側(cè)，將25m工具軌平穩(wěn)地?cái)[放在擋板座槽內(nèi)，并與軌下墊板密貼吻合在一起。調(diào)整軌枕間距并緊固基準(zhǔn)軌上的扣件，再用軌距尺調(diào)整軌距并用軌距拉桿固定，最后緊固非基準(zhǔn)軌上的扣件。使用手搖式起道機(jī)將拼裝好的軌排整體起升到接近設(shè)計(jì)高度。4.4安裝螺桿調(diào)整器每隔2根軌枕安裝1對，鋼軌托盤裝到軌底，扣緊壓軌塊，使軌底與螺桿調(diào)整器托板接面處無空隙，使之密貼。在軌排端的第1、2、4根軌枕前（或后）需要各配一對螺桿調(diào)整器，用于精確調(diào)整軌道的高低和水平。螺桿調(diào)整器中的平移板安裝在中間位置，以保證能夠向兩側(cè)移動(dòng)。根據(jù)超高的不同選擇螺桿調(diào)整器托盤的傾斜插孔（用于調(diào)節(jié)與底座面的角度，確保垂直），旋入螺桿，安裝PVC管。用扳手?jǐn)Q緊調(diào)節(jié)螺桿使之接觸混凝土支承層。4.5軌道的粗調(diào)在軌排的一端，以加密基樁為基標(biāo)，在基標(biāo)處使用“L”型軌道卡尺量取基標(biāo)垂線至鋼軌軌頭水平距離及基標(biāo)至軌面的垂直高度，通過橫向調(diào)整絲桿使軌排橫向移動(dòng)調(diào)整軌排方向。調(diào)整螺桿調(diào)整器支腿處豎向絲桿，調(diào)整軌排高程，4.6鋼筋的綁扎、絕緣及綜合接地在軌道粗調(diào)之后，布置橫向鋼筋，并使用絕緣卡按設(shè)計(jì)要求綁扎上、下層鋼筋，安裝接地鋼筋?？v向接地鋼筋與橫向接地鋼筋及雙塊式軌枕塊桁架筋間均采用絕緣卡絕緣。橫向接地鋼筋與其余縱向結(jié)構(gòu)鋼筋采用絕緣卡絕緣。將接地端子焊接到縱向鋼筋上。利用道床板內(nèi)兩根縱向結(jié)構(gòu)鋼筋和一根橫向接地鋼筋作為綜合接地鋼筋，綜合接地鋼筋交叉處采用搭接焊工藝，用φ16的“L”形鋼筋進(jìn)行焊接。焊縫長度：單面焊焊接長度不小于200mm；雙面焊焊接長度不小于100mm；焊接厚度不小于4mm。4.7模板及固定體系的安裝模板安裝時(shí)用電鉆在支承層面上放置模板的位置鉆孔，然后用膨脹螺栓固定特制的模板三角支撐架。每隔2~3根軌枕，對應(yīng)軌枕埋設(shè)鋼制地錨，地錨上設(shè)橫向調(diào)整螺桿，螺桿一端與雙塊式軌枕塊桁架鋼筋焊接，可用以軌道微調(diào)同時(shí)防止?jié)仓炷習(xí)r軌排上浮。4.8軌道精調(diào)使用軌檢小車逐一檢測每根軌枕處的軌頂高程、軌道中線位置、線間距、軌道平順度等幾何形位。根據(jù)軌檢小車顯示的數(shù)據(jù)，通過調(diào)整螺桿調(diào)整器和斜向支撐來精確調(diào)整軌道的高低、方向、水平、超高。因?yàn)檎{(diào)整每個(gè)螺桿調(diào)整器都會(huì)對其相鄰的調(diào)整器產(chǎn)生影響，所以此項(xiàng)工作需反復(fù)多次方能達(dá)到精度。4.9澆筑混凝土混凝土澆筑前，反復(fù)測量軌道幾何形位、鋼筋保護(hù)層厚度，檢測鋼筋網(wǎng)絕緣性能，當(dāng)全部滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行混凝土的澆筑?；炷琳駬v快插慢拔，直到軌枕底部沒有氣泡為止，但也不得過振，防止混凝土離析。澆筑完的混凝土，經(jīng)過3次找平收光：第一次是在澆筑完成后；第二次是在混凝土剛初凝的時(shí)候；第三次是在初凝后快產(chǎn)生強(qiáng)度的時(shí)候。第三次收光之后，立即清理軌枕和鋼軌面的污染。4.10混凝土養(yǎng)護(hù)及支架拆除混凝土澆筑后，避免與流動(dòng)水相接觸，并在12h內(nèi)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于潤濕狀態(tài)，道床混凝土的養(yǎng)護(hù)期不少于7d?；炷脸跄蠼忾_夾板螺栓，同時(shí)將兩根鋼軌上支承絲桿放松一圈，再用扳手放松扣件等固定裝置，釋放鋼軌溫度應(yīng)力。待道床混凝土強(qiáng)度達(dá)到5MPa后，開始拆卸工具軌、模板和支承架。支承架絲桿拆除后，遺留的螺栓孔采用高強(qiáng)度無收縮砂漿封堵。4.11鋪軌100m廠制軌經(jīng)焊軌廠焊接成500m長軌后，運(yùn)至現(xiàn)場存軌基地，在存軌基地裝入長軌支架車運(yùn)至鋪軌現(xiàn)場，由WZ500型鋪軌機(jī)鋪設(shè)，K922閃光接觸焊機(jī)焊接成無縫線路。軌道安裝具體流程編輯1)鋪設(shè)軌枕。在鋪設(shè)軌枕前，測量人員用畫線器將軌枕兩端位置直接畫在土工織物上；加工制作木塊，木塊高度與凸臺(tái)高度齊平或略高于凸臺(tái)，木塊高度與軌枕底寬一致。在底層鋼筋問的土工織物上放置木塊，木塊方向與軌道中心線平行，位于軌枕兩端。木塊邊緣與畫在土工織物上軌枕端線位置對齊。人工將軌枕從存放地抬到木墊塊上。2)調(diào)整軌枕問距。將兩股鋼軌端頭放正，并使其對正無砟軌道鋪設(shè)起點(diǎn)位置處，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在鋼軌上畫標(biāo)識(shí)線識(shí)出軌枕的中心位置，人工使用套橡膠的撬棍或橡皮錘將軌枕中心調(diào)整到標(biāo)識(shí)線位置處。3)軌排精調(diào)施工。根據(jù)雙塊式無砟軌道施工工藝要求，在精調(diào)檢測中的小車有兩種測量模式：定點(diǎn)三維測量模式，簡稱定點(diǎn)測量模式；連續(xù)相對不平順測量模式，簡稱連續(xù)相對測量模式。精調(diào)施工內(nèi)容如下：a．確定全站儀坐標(biāo)。全站儀采用自由設(shè)站法定位，通過觀測附近8個(gè)固定在接觸網(wǎng)桿上的控制點(diǎn)棱鏡，自動(dòng)平差，計(jì)算確定位置。改變測站位置，必須至少交叉觀測后方利用過的4個(gè)控制點(diǎn)。為加快進(jìn)度，每工作面配備2臺(tái)具有自動(dòng)搜索，跟蹤，計(jì)算，傳輸數(shù)據(jù)功能的全站儀。b．測量軌道數(shù)據(jù)。全站儀測量軌道精測小車頂端棱鏡，小車自動(dòng)測量軌距，超高。c．反饋信息。接收觀測數(shù)據(jù)，通過配套軟件，計(jì)算軌道平面位置，水平，超高，軌距等數(shù)據(jù)，將誤差值迅速反饋到精測小車的電腦顯示屏幕上，指導(dǎo)軌道調(diào)整。d．調(diào)整標(biāo)高。用普通六角螺帽扳手，旋轉(zhuǎn)豎向螺桿，調(diào)整軌道水平，超高。高度只能往上調(diào)整，不能下調(diào)。e．調(diào)整中線。采用雙頭調(diào)節(jié)扳手，調(diào)整軌道中線。精調(diào)好軌道后，盡早澆筑混凝土。澆筑混凝土前，如軌道放置時(shí)間過長或環(huán)境溫度變化超過l5℃，或受到外部條件影響，必須重新檢查或調(diào)整。。道床板混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)編輯1)混凝土澆筑前準(zhǔn)備工作。道床板混凝土和易性采用二次攪拌的方法來控制。先在試驗(yàn)室進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，確定混凝土外加劑的最佳摻量?；炷恋奶涠葢?yīng)控制在70iTl/n~140FfI1TI之間。當(dāng)所有的模板都固定、緊固與密封后，用空壓機(jī)將碎片垃圾清除，保持軌道板范圍內(nèi)清潔。在混凝土中間層上灑水，直到混凝土表面處于飽和狀態(tài)。在軌枕和扣件上覆蓋保護(hù)層，在澆筑}昆凝土期問不能損壞保護(hù)層，防止在澆筑?昆凝土過程中污染軌枕和扣件。對調(diào)整螺栓涂刷油脂，便于混凝土澆筑后調(diào)整螺栓可以拆下。軌枕底部必須濕潤。當(dāng)混凝土澆筑高度高于軌枕底部時(shí)，向前變換澆筑位置。人工使用3根振搗棒進(jìn)行振搗。禁止在一個(gè)地方長時(shí)間振搗，造成混凝土離析。混凝土振搗完成10ITI后，將軌枕扣件和鋼軌上的覆蓋物移除。當(dāng)混凝土開始產(chǎn)生強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)行二次抹灰找平。2)調(diào)整螺栓及扣件拆除。當(dāng)混凝土初凝后，松開調(diào)整螺栓。先用扳手將調(diào)整螺栓放松一圈，用螺栓緊松機(jī)松開扣件，再用套筒扳手放松調(diào)整螺栓支架。鋼軌連接處魚尾板用扳手松開。松開扣件的時(shí)間取決于混凝土性能和環(huán)境溫度，由混凝土質(zhì)檢工程師根據(jù)現(xiàn)場混凝土硬化情況確定。3)混凝土養(yǎng)護(hù)?；炷敛捎没衔镞M(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)用化合物使用在整個(gè)道床混凝土表面，用棉/麻布袋材料覆蓋，在混凝土澆筑后，至少要覆蓋3d且應(yīng)保持棉麻布袋濕潤。雙塊式無砟軌道道床容易開裂，為保證道床板的施工質(zhì)量，在施工過程中采取以下防開裂措施：a．根據(jù)環(huán)境溫度和混凝土產(chǎn)生強(qiáng)度的情況及時(shí)松開鋼軌扣件，讓鋼軌處于自由伸縮狀態(tài)。b．根據(jù)工藝試驗(yàn)的情況考慮在混凝土中摻加纖維以增加混凝土的抗開裂性能的可能性。c．加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。環(huán)境溫度小于5℃或大于30℃時(shí)，不宜澆筑?昆凝土。當(dāng)環(huán)境溫度大于25℃時(shí)，應(yīng)采取防護(hù)措施以免陽光直射。對道床?昆凝土覆蓋進(jìn)行充分養(yǎng)護(hù)。當(dāng)環(huán)境溫度大于30℃時(shí)禁止在上午澆筑?昆凝土，澆筑時(shí)間最好選擇在氣溫稍低的下午和晚間。德國鐵路無砟軌道的研究和發(fā)展編輯德國是世界上研究及應(yīng)用無碴軌道較早的國家。德國鐵路研究開發(fā)無碴軌道采用的體制是由德鐵制定統(tǒng)一設(shè)計(jì)基本要求，有公司、企業(yè)自行研制開發(fā)。新開發(fā)的無碴軌道在進(jìn)入德鐵路網(wǎng)之前，必須通過指定試驗(yàn)室的實(shí)尺模型激振試驗(yàn)及性能綜合評估，并經(jīng)EBA（德鐵技術(shù)檢查團(tuán)）認(rèn)證、批準(zhǔn)后，方有資格在鐵路線上進(jìn)行有線長度的試鋪。試鋪的無碴軌道要經(jīng)過5年的運(yùn)營考驗(yàn)并經(jīng)EBA的審定，通過后方可正式使用。德國自1959年開始研究、試鋪無碴軌道，首先在希爾塞德車站試鋪了3種結(jié)構(gòu)，隨后又在雷達(dá)車站和奧爾德車站試鋪了2種結(jié)構(gòu)，1977年又在慕尼黑試驗(yàn)線試鋪了6種。1959-1988年是德國無碴軌道的試鋪期，共鋪設(shè)無碴軌道36處，累積21.6km。在此期間先后在土質(zhì)路基、高架橋及隧道內(nèi)試鋪了各種混凝土道床的無碴軌道。經(jīng)過不斷改進(jìn)、優(yōu)化和完善，形成了德國鐵路無碴軌道系列和比較成熟的技術(shù)規(guī)范及管理體系，研制了成套的施工機(jī)械設(shè)備和工程質(zhì)量檢測設(shè)備，為無碴軌道在德鐵的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。經(jīng)過幾十年的開發(fā)和研究，德國已經(jīng)成功研發(fā)了雷達(dá)型、Bogl型、Zubin型、ATD型、Getrac型、BTD型、SATO型、FFYS型、Walter型、Heitkamp型等十幾種無碴軌道結(jié)構(gòu)形式。到2003年，德國鐵路無碴軌道總鋪設(shè)長度600多公里。德國無碴軌道的主要結(jié)構(gòu)式軌枕埋入式和博格板式無碴軌道。初期鋪設(shè)的雷達(dá)型和博格板式軌道都經(jīng)歷了30年的運(yùn)營考研，軌道狀態(tài)始終良好。日本鐵路無砟軌道的研究和發(fā)展編輯日本式發(fā)展無碴軌道較早的國家之一，從20世紀(jì)60年代中期開始進(jìn)行板式無碴軌道的研究到目前大規(guī)模地推廣應(yīng)用，走過40年的歷程。日本的高速無碴軌道占當(dāng)年鋪設(shè)鐵路的比例，在20世紀(jì)70年代達(dá)到60%以上，而90年代則達(dá)到80%。目前，其累計(jì)鋪設(shè)里程已達(dá)2700多km（其中新干線約1600多km），為世界上鋪設(shè)無碴軌道最長的國家。在規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，日本還不斷改進(jìn)、完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)條件，最終將普通A型和框架型板式結(jié)構(gòu)作為標(biāo)準(zhǔn)定型?？蚣苄驮诨炷梁虲A砂漿用量上較A型板少，可減少板的成本，也可減少日溫差引起的板的翹曲。最初的A型和框架型板為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，適用于溫暖地區(qū)和隧道內(nèi)，在東北、上越新干線等寒冷地區(qū)則采用雙向預(yù)應(yīng)力A型板。另外，為解決新干線的噪聲及振動(dòng)問題，實(shí)現(xiàn)客運(yùn)專線高速鐵路發(fā)展與社會(huì)環(huán)保兼容的目的，經(jīng)試驗(yàn)后，將減振G型板式軌道作為標(biāo)準(zhǔn)形式，規(guī)定在減震降噪?yún)^(qū)段鋪設(shè)。法國鐵路無砟軌道的研究和發(fā)展編輯法國是以有碴軌道為代表的高速鐵路國家，一直以有碴軌道能以270~300km/h運(yùn)營而感到驕傲。但后來發(fā)現(xiàn)在早期建造的東南線、大西洋線上，道碴的粉化嚴(yán)重，使軌道幾何尺寸難于保持，維修周期縮短，維修費(fèi)用大大增加，甚至影響正常的運(yùn)營，結(jié)果使用不到10年就不得不全面大修，更換道碴，且不得不通過提高道碴標(biāo)準(zhǔn)及采取一些輔助措施來維持有碴軌道的高速運(yùn)營。于是法國也逐漸認(rèn)識(shí)到無碴軌道的優(yōu)越性，開始了無碴軌道的研究和試驗(yàn)。法國開發(fā)的VSB-STEDEF是雙塊式無碴軌道，屬于LVT型無碴軌道。英國鐵路無砟軌道的研究和發(fā)展編輯英國的無碴軌道主要有兩種，即LVT型無碴軌道和PACT型無碴軌道。LVT型無碴軌道是在雙塊式軌枕（或兩個(gè)獨(dú)立支撐塊）的下部及周圍設(shè)橡膠套靴，在塊底與套靴間設(shè)橡膠彈性墊層，在雙塊式軌枕周圍及底下灌注混凝土而成形，為減振型軌道，現(xiàn)已鋪設(shè)總長度約為360km。PACT型無碴軌道：這種軌道為就地灌注的鋼筋混凝土道床，鋼軌直接與道床相連接，軌底與道床相連接，軌底與道床之間設(shè)連接帶狀橡