・无砟轨道・ 武广铁路客运专线长枕埋入式无砟道岔施工技术 张军林 (中铁十一局集团第三工程有限公司,湖北十堰442012) 摘要:针对武广铁路客运专线工期紧、现场施工环境复杂,道 岔施工控制工期的情况,介绍长枕埋入式道岔施工技术和施工 工艺如何有效地利用到铁路客运专线道岔的建设中。重点对 无砟道岔的运输和装卸、组装和精调、混凝土浇筑、焊接等现场 关键技术进行详细叙述。 关键词:武广铁路客运专线;长枕埋入式;无砟道岔 中图分类号: 文献标识码: 文章编号:1004—2954(2010)01—0090—04 1 概述 武广铁路客运专线GDGCI标正线道岔设计数量 60组,均采用BWG高速无砟道岔,直向通过速度 350 km/h。道床类型有长枕埋人式和板式两种。其具 有容许通过速度高,旅客乘坐舒适度好,高安全性、高 可靠性、少维修性的特点。这些特点决定了无砟道岔 的铺设需要组织专业化的队伍,装备专门的机械设备, 严格按照相关文件的要求进行铺设,确保道岔铺设验 交后,即满足列车以设计速度通过的要求。 2主要技术标准 无砟道岔铺设定位偏差及验收几何尺寸静态验收 标准见表1、表2。 表1 道岔定位允许偏差 Nlnl 检验项目 允许偏差 轨面高程 中线 表2 无砟道岔静态(直向)平顺度允许偏差及检验方法mm 收稿日期:2009—11~30 作者简介:张军林(1977一),男,工程师,1999年毕业于石家庄铁道学 院,工学学士。 3道岔验收、运输与吊卸 3.1 道岔验收 厂内验收是一项非常重要的工作,产品组装精度 直接决定道岔内部尺寸精度,必须选派责任心强、有经 验的人员负责。 3.2无砟道岔运输 厂内验收合格后,根据BWG道岔运载方案,一般 分解为三大部分发运,其中转辙器轨排(24.596 m× 2.8 m,19 t)、辙叉段轨排(15.014 m×3.241 m,14.6 t)、散轨件(29.413~21.575 m钢轨8件,件重1.3 t; 22.762 m×1.226 m轨排2件,件重6.3 t)及道岔散件。 道岔分解后通过火车运输至施工地点临近货站, 然后公路运输至目的地。 3.3 卸车方案 为了确保道岔吊卸安全,采用了大吨位吊车,并配 备了25 m扁担梁,道岔的运输、包装、吊卸等均满足设 计要求及相关技术条件。 首先将导曲线段散件卸至岔位支承层两侧路基 上,待转辙器和辙叉段就位后再进行组装。转辙器及 辙叉段运达后直接利用吊车卸于已组装好的移位台车 上,然后推送纵移就位。 4无砟道岔铺设 4.1 铺设工艺流程 CP11I复测一道岔区控制桩测设一销钉放样及钻 孔一摆放道床板钢筋一铺设移位台车I临时轨道一移位 台车组装一道岔轨排汽车运输、岔后过渡段及导曲线 轨排组装、道岔轨排分段吊装纵移就位一连接长、短岔 枕一安装螺杆调节器一道岔高程调整一拆除移位台车 一轨向及水平初调一轨排固定地锚钻孔、绑扎道床板 钢筋一道床板钢筋绝缘测试一道岔位置一次精调一轨 检小车检测一轨排固定地锚锚固一安装枕木支撑丝 杆、拆除螺杆调节器一模板安装及固定一道岔位置二 次精调一轨检小车检测一侧向固定架安装一混凝土拌 制及运输、道岔板混凝土施工一混凝土浇筑后0.5~ 1 h放松螺杆1/3圈一混凝土浇筑后2~4 h松开扣件 螺栓一混凝土养生、支撑丝杆及侧向固定架拆卸、模板 拆除一道岔内部几何尺寸检查及调整一道岔内铝 铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGN 2010(1) 张军林一武广铁路客运专线长枕埋入式无砟道岔施工技术 热焊。 4.2铺设工艺 4.2.1 施工准备 (1)准备并熟悉相关施工、设计文件以及无砟道 岔相关规范、规程、技术条件等。 (2)编制详细的施工组织设计,细化各工序质量 控制方法及标准,编制作业指导书。 (3)就接口工程施工顺序、施工便道、施工场地、 道岔运输与吊卸、道岔工电联调、跨区间无缝线路施工 等事宜与有关单位做好沟通、协调,划分施工界面,明 确各自的工作内容和配合事宜。 (4)按照有关程序和规范要求,对线下工程施工 质量、无砟轨道精测量网、沉降变形观测与评估等事项 进行检查和确认,办理相关交接手续。 (5)无砟道岔施工宜在车站或正线无砟道床板施 工前完成。若站内正线或区间无砟道床板早于无砟道 岔施工,则与无砟道岔前后相连区宜预留至少80 m, 待无砟道岔施工完毕后进行。 (6)开展对道岔施工各工序操作人员的岗前培 训,测量、道岔组装与精调、焊接、装卸、运输等特殊工 种人员需持证上岗。 4.2.2 GPIlI接收与复测 从线下施工单位接收CPllI点、CPⅡ点及辅助点、 二等水准基点及测量成果。组织测量人员对CPI]I点 进行复核。 4.2.3道岔岔位测量放样 (1)对道岔支承层进行验收,平整度误差范围 15 ram/4 m,高程误差范围为+5 ITI1TI,一15 I'TIITI。 (2)无砟轨道道岔区测量以CPⅢ控制点为基准, 根据站场设计图进行道岔区控制基桩测量,确认无误 后进行道岔桩位放样。 (3)站场内的各组无砟道岔一次测设完成,并复 核道岔问相互位置。 (4)无砟道岔施工前应增设加密基桩。加密基桩 一般5~10 ITI设置1个,直股应布置不少于5个,侧股 不少于2个。加密基桩宜设置在线路中线的两侧。 (5)铺岔前复核道岔中心控制基桩的中线、里程 和高程,检查路面高程,复测岔前、岔后直股、侧股控制 基桩。 (6)道岔与区间或站线无砟轨道衔接时,应以道 岔控制基桩为依据进行调整。 4.2.4销钉放样及钻孔 (1)根据销钉布置图以及道岔桩位对销钉孔位进 行放样,采用墨线弹出纵横线定点。 (2)利用手提电锤钻孔,孔径32 mm,孔深不小于 250 mm。 铁道标准设计RA儿WAY STANDARD DESIGN 2010(』) ・无砟轨道・ (3)清孔后利用棉纱等堵孔,防止杂物落入。 4.2.5摆放道床板钢筋 (1)严格按照无砟道岔道床钢筋布置图在钢筋棚 内加工道床板钢筋,并分类堆放,做好防锈措施。 (2)将加工好的道床板纵向钢筋按照设计图沿线 路中心摆放在支承层上,纵向位置准确,搭接长度不小 于70 ClTt。 4.2.6 临时轨道铺设及移位台车安装 (I)根据道岔线路中心线控制,进行定向测量,放 样定出移位台车走行轨道的位置,轨道顶面高程值按 设计线路高程值返算确定,必须满足:轨顶面位置最终 水平面以下35—50 rnm,横向位置±20 mm以内。 (2)根据实际情况确定其轨距,再铺设移位台车 走行轨道,并用轨距锁定器对行走轨道进行固定,以增 加其稳定性。 (3)移位台车安装时,须根据道岔长度、宽度等尺 寸确定纵、横向梁长度,必须满足岔尾铺设时的宽度 需要。 (4)移位台车安装后,用弦线检查道岔移位台车 的线向,并调整直到符合要求为止。 (5)安装完成后,根据道岔中心线及道岔铺设图 计算出道岔直股方向的位置,并在移位台车的横梁上 标记,以便确定道岔吊装放置的位置。 4.2.7道岔轨排组装 (1)根据道岔铺设图利用汽车吊,将放置于线路 两侧导曲线段岔枕散布于对应支承层上,人工初步方 正,然后吊放钢轨,先直后曲。 (2)钢轨入槽后依照钢轨上标示的岔枕位置进行 方枕并上扣件,检查支距、轨距(误差均为±1 mm),检 验合格后吊装。 (3)调整轨距、支距。使尖轨检测点支距和导曲 线支距允许偏差符合设计要求。 (4)调整尖轨、可动心轨密贴和顶铁间隙。保证 密贴段密贴良好、间隙值不超限。 4.2.8道岔轨排分段吊装与纵移就位 (1)将已组装好的移位台车沿行走轨道推至道岔 存放区,用楔形块进行固定。 (2)转辙器及辙叉段轨排利用吊车直接吊卸于移 位台车上,在道岔离移位台车10 cm位置时,人工配合 稳住道岔,根据运输车辆横梁上已标记好直股方向的 记号,进行对准后再缓慢落下。 (3)组装完成后检查道岔移位台车的线向,并调 整直到符合要求后缓缓将导曲线轨排轻放在移位台 车上。 (4)通过人工将道岔轨排分段推移到设计位置 上,根据已测设的岔位桩进行精确对位,纵向通过移动 91 ・无砟轨道・ 张军林一武广铁路客运专线长枕埋人式无砟道岔施工技术 (侧面)不小于40 mm。 移位台车实现,横向通过台车上的横移装置实现,调整 完毕后用楔形块固定移位台车。 4.2.9连接长、短岔枕 (2)纵横向接地钢筋间交叉点和搭接处进行焊 接,单面焊焊缝长度不小于200 mm,厚度不小4 mm, 双面焊焊缝长度不小于100 mm,厚度不小4 mm。在 其他纵横向钢筋交叉点、纵向钢筋与轨枕桁架下层钢 筋交叉点以及纵向钢筋搭接处均设置绝缘卡,并用塑 料带绑扎牢固。上下层均应进行绝缘。 道岔纵移到位后,用专用铰接板将长、短岔枕连接 起来。 4.2.10安装螺杆调节器 (1)直、曲股外侧钢轨每隔2根岔枕各安装1套 螺杆调节器,螺杆调节器与支承层接触处设置钢板垫 (3)道床板钢筋架设并焊接完成后应进行绝缘性 片,钢板垫片中部须加工有凹槽。 (2)心轨位置设置托盘,防止因心轨较重而引起 岔枕变形。 4.2.1 1 道岔高程调整 (1)道岔轨排准确对位后,在直股外侧支承层上 设置高程基桩,采用高精度水准仪逐点测量,比较设计 与实测轨面高程,确定道岔高程调整数值。 (2)根据测量结果利用起道机将道岔轨排升起后 拧紧螺杆调节器,提升高度以方便拆除移位台车为准。 (3)当道岔轨面高程与设计相差较大时,高程调 整应循序渐进,不可一次到位。 (4)待道岔轨排上螺杆调节器全部拧紧稳定后移 位台车工班人员拆除移位台车,移走走行轨。 4.2.12轨向及水平初调 (1)通过调整螺杆调节器起平道岔,高精度水平 仪配合测量,调整后的轨面高程应控制在一2~ 一0.5 mm,水平≤1 mm,导曲线不得有反超高,高低用 10 m弦量≤2 mm。 (2)道岔方向调整。先从线路中线控制桩引出, 全站仪测量控制,调整螺杆调节器的横移装置使道岔 横移对中并固定,再从道岔两侧加密测量基标拉弦线 复核轨道中线,10 m弦量≤2 mm。 (3)轨距加宽(FAKOP)段轨向调整。先用全站仪 控制岔前及尖轨跟端轨道中心,然后以直基本轨上的 基准槽为准拉弦线调整轨向,误差控制在2 mm/10 m 以内。 (4)道岔轨排高程、方向调整到位后,检查道岔全 长,符合要求后连接钢轨。 4.2.1 3 地锚钻孔 道岔初调完成后进行地锚孔放样,钻孔完毕需及 时对被污染的支承进行冲洗清理。 4.2.14绑扎道床板钢筋 (1)按照道岔钢筋布置图,先架设对应于转辙机 位置的道床板下层钢筋(按要求设置垫块),下层钢筋 架设完毕后再架设上层钢筋。架设上层钢筋时根据图 纸将钢筋位置用红油漆标示在岔枕上,以保证钢筋间 距。现场切割转辙机牵引点处上层钢筋网。道床板下 部(支承层面)保护层厚度不小于35 mm,上部保护层 92 能测试,非接地钢筋中任意2根钢筋的电阻值不小于 2 Mn。 (4)锚固岔内支承层上的销钉。根据已计算好的 每孔需用量向孔内注入RE500植筋胶,然后快速将销 钉插入孔内。 4.2.15道岔精调 (1)道岔精调采用轨检小车检测道岔方向、高低、 水平、轨距等几何形位指标,根据轨检小车检测数据确 定精调数值。精测小车作业时应禁止施工区域附近可 能产生振动的机械作业。 (2)精调前必须先清洁钢轨,保证精测小车与钢 轨接触点无其他介质。 (3)整组道岔精调前应对弹条螺栓、岔枕螺栓副、 限位器螺栓、翼轨间隔铁螺栓副、长短心轨间隔铁螺栓 副进行复拧,复拧扭矩达到设计值。 (4)随轨检小车移动,根据检测反馈数值逐点对 道岔水平、方向进行微调定位。 (5)精调后的道岔需满足《客专无砟道岔轨道道 岔铺设技术条件》中道岔铺设及检验要求表中l~ 67项的偏差要求。 (6)道岔精调需循序渐进,先将大偏差调成小偏 差,再将小偏差调整至规范容许范围之内。 4.2.16 安装岔枕支撑丝杆及轨排固定地锚锚固 (1)道岔调整到位后,禁止人工抬重物通行,并应 及时安装岔枕支撑丝杆,丝杆上涂润滑油,手工人扣, 拧不动为止。 (2)将地锚钢筋调整到锚固孔中央,然后灌入已 拌好的锚固剂。 (3)待完全凝固后,再上紧调整螺栓,须保持原 位,禁止扰动道岔。 4.2.1 7模板安装 (1)模板安装前,应清理道床板钢筋网片内遗留 的杂物,并对支承层进行清洗。 (2)检查模板平整度(1 mm/m),模板须清洗干 净,并按要求涂刷脱模剂。 (3)道床板混凝土边模板采用定型钢模板,相邻 模板拼缝保证密贴,纵向模板与下部支承层表面垂直。 (4)模板固定装置应同基础层预埋件牢固联接, 铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGN 2010(1) 张军林一武广铁路客运专线长枕埋人式无砟道岔施工技术 ・无砟轨道・ 防止跑模。 (5)根据设计道岔转辙机基坑结构形式设置道岔 转辙机基坑模板,顶部设置加强肋梁。 两岔岔前进行。 (6)混凝土入模后,立即插入振动棒振捣。对岔 枕底部位置混凝土要加强振捣,确保混凝土的密实性。 转辙机基坑位置应加强捣固。 (7)捣固时防止振动棒触碰支撑螺栓和侧向支撑 装置。 (6)转辙机基坑两侧岔枕之间加设临时支撑,固 定岔枕间距。 (7)混凝土浇筑前,在钢轨需要焊接位置必须安 装预留焊接所需的沟槽模板。 (8)钢模板固定后,应检查转辙机基坑长度、宽度 和深度,应符合道岔铺设及检验要求表中68~76项的 偏差要求。 (9)道床板模板安装完毕并符合要求后,将接地 端子与接地钢筋焊接,必须保证接地端子与模板密贴, 并做好接地端子的保护,以防止污染。 4.2.1 8道岔二次精调 (1)道床板混凝土浇筑施工前,须对道岔系统进 行二次精调。 (2)道岔二次精调,主要是利用轨检小车对道岔 方向、高低、水平、轨距等几何形位指标进行检测及调 整。尽可能都调成“0”,并采集调整最终数据。 (3)随轨检小车移动,根据检测反馈数值逐点对 道岔水平、方向进行微调定位。 (4)整组道岔调试完毕应对弹条螺栓、岔枕螺栓、 限位器螺栓、翼轨间隔铁螺栓、长短心轨间隔铁螺栓进 行复拧,复拧扭矩达到设计值。 (5)调整后的道岔须由监理单位会同施工单位按 照道岔铺设技术条件中的检测验收项点逐项检测道 岔,混凝土浇筑前的道岔须完全满足道岔铺设验收的 要求。 (6)仔细检查各地锚固定状态,确保固定良好、 可靠。 4.2.19安装侧向固定支架 道岔精调完成后,立即紧固侧向固定装置。 4.2.20 道床板混凝土施工 (1)混凝土施工前用雨花布、塑料袋对钢轨及基 板进行包裹保护,浇筑时再用专用木盒覆盖,防止混凝 土浇筑时污染扣件。 (2)混凝土基础层及岔枕洒水湿润,但不得有积 水,岔枕底部喷雾湿润。 (3)检查模板加固状态和混凝土泵送、捣固设备 工况以及电力设备备用情况,确保?昆凝土施工顺利 进行。 (4)道床板混凝土由统一的拌和站集中供应,混 凝土搅拌运输车运输,泵送入模,机械振捣,对每车混 凝土的坍落度、温度等指标进行检测。 (5)单开道岔混凝土施工从岔心开始,分别向岔 前、岔后浇筑;渡线道岔从渡线中间开始浇筑,分别向 铁道标准没计RA儿WAY STANDARD DESIGN 2010( ) (8)道床板混凝土表面人工抹平,确保道床板的 顶面高程、平整度和排水坡度符合设计标准,道床板宽 度误差(+20 mm,一5 mlY1),高程误差(0,一5 mm),平整 度为10 mm/4 m。 4.2.23混凝土养护 (1)道床板混凝土浇筑1~3 h后,将竖向支撑螺 杆放松1/3圈。4~6 h达到初凝后,松开扣件螺栓,拆 除竖向支撑螺杆。遗留孔洞用无收缩砂浆填充,填充 前应清孔,确保孔内无杂物,无积水。 (2)混凝土浇筑完毕及时覆盖保湿棉垫,进行养 生,保证混凝土表面湿润,且不受阳光直射和风吹,养 护时间最低不少于7 d。在道床板混凝土养生期间,施 工区严格封闭,严禁行人、车辆等在道岔上通过。 (3)混凝土强度大于5 MPa后拆除道床模板,清 洗、涂油后集中存放,以便下次利用。 4.2.24 内部几何尺寸检查及线形调整 (1)混凝土养生结束后,上紧扣件,对道岔的轨 距、支距以及各部位密切进行检查,超限部位进行 整改。 (2)内部尺寸检查调整完毕后,利用轨检小车对 道岔的方向、高低、水平、轨距等进行检测,并采集数据 进行分析。确定调整方案后再进行实施,以免重复 调整。 4.2.25道岔接头铝热焊 (1)经自检、电务互检合格后,电务及时安装转辙 机及锁闭装置。安装转辙机时,工务、电务部门应配合 施工,并调试到最佳工作状态。道岔状态满足铺设与 检验要求表中l~67条的规定后方可进行铝热焊。 (2)焊接前尖轨应方正,限位器子母块居中,两侧 间隙差不大于0.5 mm。 (3)道岔焊接环境温度不能低于0℃,轨温应在 0~35℃时焊接。 (4)焊接顺序为:先岔前,再岔后;先直股,后曲 股。焊接完成后尖轨相错量不应大于5 mill,须对每一 个焊头进行探伤和平直度测量,平直度须满足验标 要求。 4.2.26 道岔终调及验交前的整修 道岔焊接锁定后,对整组道岔包括前后过渡段进 行最终的精细调整。调整后的道岔必须满足设计和列 (下转第104页) 93 桥 梁・ ・朱敏,杨咏漪,陈 列,等一武广铁路客运专线桥墩设计研究分析 表4 武广铁路客运专线连江大桥车桥动力分析评判结果汇总 列车类型 评判内容 车速/(kin/h) 动车 合格 拖车 合格 动车 合格 拖车 合格 列车类型 评判内容 安全性 动车 合格 拖车 合格 动车 合格 拖车 合格 250~350 375~420 车速/(km/h) 250—350375~420 安全性 尊曼擎独 , c立式高 速舒适性… 垂向 优 优 优 优 雯霎 辈独舒适性 蛊 车体振动加速度 合格 桥梁 挠跨比 车速/(km/h) 蓑 合格 合格 合格 1/36 101 160~220 合格 合格 合格 . 车体振动加速度 合格 桥梁 挠跨比 车速/(km/h) 1/29 403 250~350 1/28 405 375—420 1/32 064 240~270 安全性 合格 合格 安全性 合格 合格 合格 合格 璺。铰接 !V式高 銎 … 垂向速舒适性 磊 车体振动加速度 桥梁 挠跨比 车速/(km/h) 良 合格 1/35 756 250—350 优 先锋号列车 舒适性 合格 1/44 946 375~420 詈 合格 合格 1/37 075 160~220 纂 蓑 合格 合格 1/35 533 240—270 车体振动加速度 桥梁 挠跨比 车速/(km/h) 安全性 独立合格 合格 合格 合格 安全性 合格 合格 合格 合格 列车奎i。 垩 垄 ……. 垂向 合格 优 合格 良 中华之星列车 舒适性 纛 舒适使1日J艮 艮 百情 民 麓 合格 合格 合格 1/24 737 麓 合格 1/23 632 车体振动加速度 合格 桥梁 挠跨比 合格 合格 合格 车体振动加速度 桥梁 挠跨比 1/38 132 1/35 199 分析结果表明: 不大。 (3)车桥动力分析表明代表性桥墩动力行为表现 (1)各种墩形的静力分析都满足规范要求。 (2)综上所述,武广铁路客运专线代表性桥墩在 所有计算的高速客车和中速客车通过时,桥梁振动加 速度不超过限值,动力响应满足要求,列车的轮重减载 优良,各项指标满足要求。 (4)相比有顶帽桥墩,由于无顶帽桥墩承台不用 加台就满足刚性角要求,不仅节省了承台圬工,挖方也 大为减少。 率和脱轨系数小于限值,行车安全性满足要求,动车和 拖车的竖、横向舒适度均满足要求。 5 结论 参考文献: [1] 铁道部第四勘测设计院.桥梁墩台[M].北京:中国铁道出版 社。1999. (1)武广铁路客运专线采用的圆端形实体墩、圆 端形空心墩和矩形空心墩3种类型桥墩,在强度、刚 度、偏心、稳定性以及自振特性等方面均满足相关规范 要求。 (2)矩形和圆端型桥墩纵向线刚度和圬工量差别 ●11◆I]l●・◆・●¨◆I●●●●◆IiI●●● ◆●◆●◆●◆r●[2]孙训方,等.材料力学[M].北京:高等教育出版社,2005. [3] 铁道部第三勘测设计院.桥梁设计通用资料[M].北京:中国铁道 出版社,1994. [4] 邵旭东,等.桥梁设计与技术[M].北京:人民交通出版社,2006. [5] 中国铁道科学研究院.中国铁道科学研究院赴欧洲考察报告 [R].北京:2003. ● ◆●●●◆ ●I●●●◆●●◆● (上接第93页) 认真落实到位,并安排专人检查。 (6)道岔线形后期调整工作非常重要,在调整测 量之前首先要完成对道岔轨道的全面检查,以保证后 续测量的真实性和可靠性。 车高速运行要求,同时完全满足《客运专线无砟道岔 铺设技术条件》中道岔铺设验收基本项点各项要求。 5经验体会 (1)加强道岔厂内与进场验收,发现问题及时记 录并书面汇报。 (2)道岔组装完成后,首先要对道岔内部尺寸进 行检查,如轨距,支距等各项密切指标等,确认达到规 范要求后才可进行下道工序,可最大程度减少道岔精 调工程量。 (7)道岔调整宜采用专用分析软件进行分析,以 达到用最小调整量换取最佳轨道线形的目的。 参考文献: [1]何华武.无砟轨道技术[M].北京:中国铁道出版社,2005. [2] 江成,范佳,王继军.高速铁路无砟轨道设计关键技术[j].中 国铁道科学,2004(2) [3] 赵国堂.高速铁路无砟轨道结构[M].北京:中国铁道出版 社.2006. (3)精调完成后必须对整组道岔数据进行采集。 (4)调整作业的经验非常重要,道岔精调作业人 必须固定。 [4] 杨来顺.客运专线无缝线路的钢轨焊接[J].铁道工程学报, 2005(1). [5] 王平,刘学毅.无缝道岔受力与变形的影响因素分析[J].中国 (5)支撑系统及加固方案必须严格按照施工方案 104 铁道科学,2003(4). 铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGN 2010(1)