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摘要:本文通过分析我国高速铁路无砟轨道施工技术的难点,以及无砟轨道施工工艺,对我国高速铁路无砟轨道施工关键技术控制提出一些建议。为我国高速铁路无砟轨道施工技术快速发展提供借鉴。
关键词:高速铁路;无砟轨道;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、分析我国高速铁路无砟轨道施工技术的难点
与普通铁路有碎轨道相比,高速铁路无砟轨道系统的施工工艺更为复杂,技术含量更高,其难点主要体现在以下几个方面:
(一)无轨道基础地基沉降变形规律难以控制
无砟轨道整体形态是通过扣件系统进行维持,因此,必须采取技术经济合理的处理措施保证轨道地基的稳定性。
(二)精密测量技术
传统的测量技术已经无法满足高速铁路无砟轨道系统的施工建设需求,需要采用高精度的现代工程测量方法来保证无砟轨道线路平顺性。
(三)轨道平顺度控制
高速铁路与普通铁路的最显著区别是需要一次性建成可靠、稳固的轨道基础工程和高平顺性的轨道结构。轨道的高平顺性是实现列车高速运行的最基本条件。心无砟道岔施工。道岔区无砟轨道施工应严格按相关规程进行,在保证无砟轨道的道岔问无缝的同时还要注意与不同区间、不同标段间无缝线路施工相互协调。
二、我国高速铁路无砟轨道施工工艺
(一)无砟轨道测量
线下基础工程完工并经铺轨条件评估合格后,按照规范要求对线路中线进行复测,保证施工结构尺寸、位置、高程满足设计要求并在限差范围内。在无砟轨道施工前,首先建立无砟轨道基桩控制网,在建立之前对原交桩的控制网进行复核测量,检查其桩位是否移动、破坏,以确保无砟轨道施工控制网与线下施工控制网的坐标系统一致。
(二)无柞轨道基桩控制网的建立
在线路两侧的结构物上沿线路方向每 60m预埋设一对强制对中标志,路基在接触网基础或接触杆上;桥梁在两侧防撞墙上,隧道则在两侧边墙上,埋设时确保棱镜处于水平状态,测量时平面和高程分别进行,平面控制网采用测角精度1",测距精度2士2ppm,全自动伺服型(带马达驱动的)全站仪测量,采用自由组合法测量两个测同,并与CPI .CPII控制点连测。采用自动记录手薄记录,采用间接平差法严密平差。仪器测站沿线路中线每隔120m设置一站,每个CPIII测量标志点均有三个设站点对其进行方向、边长观测。图1是CPIII平面布置图。
图1
CPIII的高程测量和其平面控制测量为同一测量标志点,采用电子水准仪严格按精密水准测量方法测量。每5OOm将线路两侧测量点构成闭合环,并和二等水准点联测。每2km组成一个二等水准控制网闭合环进行严密平差以得到CPIII点的高程。图2为CPIII高程网铺设示意图。
图2
(三)I型板式无砟轨道安装、调整测量
CPIII控制网建立好后,进行无砟轨道底座的施工,其施工精度及限差满足相应规范要求,靠近轨道中线架设全站仪(自由设站法),对线路两侧的CPIII控制点进行测量,观测8个或12个CPIII标志点,测量数据并自动记录在测量手薄里,采用严密平差方法确定仪器设站点的坐标和高程,采用自由设站法测得仪器设站点的三维坐标后,在线路上测定加密基桩的点位,加密基桩做为底座模板安装依据,其精度满足规范要求。在底座施工时,根据线路设计资料准确计算凸形挡台中心坐标,采用高精度全站仪在混凝土浇筑前测定凸形挡台中心点位,并测定该点位的法线护点。保证凸形挡台的位置不偏移,也便于安装基准器。然后进行底座混凝土的施工。
底座施工完成后再进行凸形挡台施工,在混凝土浇筑前根据设计资料先在路基面或梁面上测设基准器中心点位,并测定该点位的法线护点。以保证凸形挡台的位置不偏移也便于安装基准器。然后进行凸形挡台的混凝土施工。凸形挡台施工完成后,安装基准器,再次用高精度全站仪逐一测量基准器坐标,在线路前进方向一侧做好标签,依次进行编号、登记,记录好点位。基准器测量详见“直、曲线地段基准器测设工艺流程”。凸形挡台施工完,在进行轨道板安装时,以凸形挡台上基准器测量坐标为依据,精确调整轨道板的高低、方向、凸形挡台缝,使其轨道板中心线及凸形挡台基准器之间的连线与轨道板中心线重合,测量两凸形挡台间距离以均匀设置凸形挡台缝,保证线路方向符合设计要求。在轨道板方向位置确定后,在曲线段使用千斤顶初调、调整螺栓精调轨道板,采用轨距尺控制外轨超高,在轨道板的高程、中心线、凸起间隔调整后,在凸形挡台与轨道板之间钉入楔子固定轨道板,防止在砂浆灌注时轨道板跑位。轨道板前后、左右、高低经反复测量调整,精确测定出轨道板的正确位置后,保证其安装精度满足相应规范要求。
在下一循环施工时,测量应伸入上一循环不少于25m的距离,道岔两端预留不小于200m的距离作为轨道衔接测量依据5无砟轨道线路精测、定位测量,在长钢轨铺设后,安装充填式垫板前进行无砟轨道线路精测、定位测量。靠近轨道中线架设全站仪(自由设站法),对线路两侧的CPIII控制点进行测量,观测8个或12个CPIII标志点,测量数据自动记录在测量手薄里,采用严密平差方法确定仪器设站点的坐标和高程。图3为自由设站法测量设站点三维坐标示意图。
图3
在下一循环施工时,测量仲入上一循环不少于25m轨排的距离,保证钢轨的平顺6无柞轨道线路竣工测量。无砟轨道长钢轨铺设、安装、定位完成后,采用轨检小车进行无砟轨道竣工测量。在线路两側利用CPIII控制点进行维护基桩测量,基桩测量满足规范要求,采用轨检小车检测线路的中线位置、轨面高程、测点里程、坐标、水平、高低、扭曲等。
三、对无砟轨道施工关键技术控制一些建议
(一)基础工程沉降控制
高速铁路无砟轨道与我们的有碎轨道相比,具有刚度均匀性好、稳定性高、维修工作量小、结构耐久性强,且高速列车安全性、平稳性也能得到满足,舒适性的要求也可以达到,成为高速铁路轨道结构的发展方向。无砟轨道的平稳性是建立在基础工程的稳定性之上,这一点我们要清醒地认识到,基础工程变形及沉降在无砟轨道中有着严格的要求。在建设中,要选择科学合理的地基处理技术和方法,高度重视基础工程的地基处理,路基工程填料选择及填筑作业要严格按设计标准的要求做好,开展分析及观测对基础工程的沉降变形,进行沉降变形分析及评估在我们铺设无砟轨道前进行,沉降达到规范要求,变形趋于稳定,方可铺设无砟轨道。
(二)水泥乳化沥青砂浆的质量控制
板式无碎轨道工程质量的关键和薄弱环节就是水泥砂浆的耐久性。施工、材料及环境温度等因素影响着水泥砂浆,质量控制难度也较大,也是一种施工的敏感性材料。原材料(包括水泥、添加剂、砂子、基质沥青、乳化剂等)是质量控制的源头,原材料质量标准要严格控制,加强水泥砂浆的配比及性能试验,做好采购、运输、存放等工作;选择合适的搅拌设备,掌握好灌注工艺与拌合,计量的准确性要在拌合中严格保证。
(三)无砟轨道刚度均匀化
桥(涵)路过渡段和岔口刚度均匀是无砟轨道刚度均匀化重点。设计中要提出明确要求,对桥(涵)路过渡段长度、型式、材料、施工方法等,过渡段施工方法、工艺的控制在施工中应加强,确保符合有关要求,引起线路的不平顺防止过渡段刚度的差异,整体刚度均匀性及岔口与区间轨道刚度的一致性是无柞轨道道岔刚度优化的原则。岔口轨道刚度、扣件系统刚度在无砟轨道设计中要合理设置,使系统刚度匹配,在进行岔口过渡段设计时。
(四)无砟轨道铺设精确定位
毫米级是无砟轨道铺设精度要求,关键的技术保障是精确定位与精密测量。精密测量是做好精确定位的前提,控制定位、线形及构筑物定位、工程准确定位是精密測量的内容。建立在精密测量网基础上的精密测量,要按有关规范要求做好高程网的测设和管理与CPI ,CPII,CPIII,轨道施工控制网的各项工作要做好。要做好单元板铺设定位、基准器设置、轨道板状态调整,在单元板式无砟轨道铺设时,, 包括轨向、高低、水平、砂浆及树脂灌注、轨道状态调整。要做好安装定位、轨排粗调、混凝土浇筑前对轨道精调和浇筑后精调、复测等工作,在双块式无砟轨道床板施工时。
(五)科学合理的无砟轨道施工组织
无砟轨道接口多样性、技术复杂。在无砟轨道工程中必须贯彻精细施作、精确定位的理念,需加强施工组织的研究和编制,施工组织方案、物流组织方案等,要科学合理制定。应配备专业化的工装设备,采用专业化施工队伍,坚持标准化施工,强化技术与管理,加强专业培训,做到过程有序可控,提高施工工效,确保工程质量。
(六)抓好无砟轨道工艺试验段建设
应组织无砟轨道工艺性试验段的建设,对我们的大规模无砟轨道工程施工,掌握各项技术要点,优化施工工艺,调试工装设备,完善技术细节,形成标准化作业模式,使施工组织达到最佳,开展支承层、水泥沥青砂浆和混凝土配合比的工程化放大试验,验证钢筋绝缘措施、轨道板、轨彬与扣件匹配等接口技术问题,通过工艺试验段的实践及总结,指导无柞轨道施工。
四、结束语
总之,要进一步丰富完善无砟轨道设计理论,大跨钢桥上无砟轨道及轨道减振降噪技术,加强无砟轨道长大桥梁应用技术,水泥乳化沥青砂浆垫层材料耐久性、新型砂浆垫层材料等方面深化研究,突破桥上道岔、特殊复杂桥梁结构无砟轨道关键技术,进一步加强无砟轨道部件制造和施工质量的过程控制,加强无砟轨道综合养护维修、检测技术及长期性能观测的深化研究,不断丰富完善我国速铁路无砟轨道技术体系。
参考文献:
[1]炊亚妮.高速铁路无砟轨道施工技术难点分析[J].民营科技,2013,04:238.
[2]郑建峰.李鸿样.十二局集团无砟轨道施工技术为高铁助跑[N].中国铁道建筑报,2013-06-13001.
[3]于剑.浅谈高速铁路的无砟轨道施工技术[J].中华民居(下旬刊),2013,02:310-311.
关键词:高速铁路;无砟轨道;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、分析我国高速铁路无砟轨道施工技术的难点
与普通铁路有碎轨道相比,高速铁路无砟轨道系统的施工工艺更为复杂,技术含量更高,其难点主要体现在以下几个方面:
(一)无轨道基础地基沉降变形规律难以控制
无砟轨道整体形态是通过扣件系统进行维持,因此,必须采取技术经济合理的处理措施保证轨道地基的稳定性。
(二)精密测量技术
传统的测量技术已经无法满足高速铁路无砟轨道系统的施工建设需求,需要采用高精度的现代工程测量方法来保证无砟轨道线路平顺性。
(三)轨道平顺度控制
高速铁路与普通铁路的最显著区别是需要一次性建成可靠、稳固的轨道基础工程和高平顺性的轨道结构。轨道的高平顺性是实现列车高速运行的最基本条件。心无砟道岔施工。道岔区无砟轨道施工应严格按相关规程进行,在保证无砟轨道的道岔问无缝的同时还要注意与不同区间、不同标段间无缝线路施工相互协调。
二、我国高速铁路无砟轨道施工工艺
(一)无砟轨道测量
线下基础工程完工并经铺轨条件评估合格后,按照规范要求对线路中线进行复测,保证施工结构尺寸、位置、高程满足设计要求并在限差范围内。在无砟轨道施工前,首先建立无砟轨道基桩控制网,在建立之前对原交桩的控制网进行复核测量,检查其桩位是否移动、破坏,以确保无砟轨道施工控制网与线下施工控制网的坐标系统一致。
(二)无柞轨道基桩控制网的建立
在线路两侧的结构物上沿线路方向每 60m预埋设一对强制对中标志,路基在接触网基础或接触杆上;桥梁在两侧防撞墙上,隧道则在两侧边墙上,埋设时确保棱镜处于水平状态,测量时平面和高程分别进行,平面控制网采用测角精度1",测距精度2士2ppm,全自动伺服型(带马达驱动的)全站仪测量,采用自由组合法测量两个测同,并与CPI .CPII控制点连测。采用自动记录手薄记录,采用间接平差法严密平差。仪器测站沿线路中线每隔120m设置一站,每个CPIII测量标志点均有三个设站点对其进行方向、边长观测。图1是CPIII平面布置图。
图1
CPIII的高程测量和其平面控制测量为同一测量标志点,采用电子水准仪严格按精密水准测量方法测量。每5OOm将线路两侧测量点构成闭合环,并和二等水准点联测。每2km组成一个二等水准控制网闭合环进行严密平差以得到CPIII点的高程。图2为CPIII高程网铺设示意图。
图2
(三)I型板式无砟轨道安装、调整测量
CPIII控制网建立好后,进行无砟轨道底座的施工,其施工精度及限差满足相应规范要求,靠近轨道中线架设全站仪(自由设站法),对线路两侧的CPIII控制点进行测量,观测8个或12个CPIII标志点,测量数据并自动记录在测量手薄里,采用严密平差方法确定仪器设站点的坐标和高程,采用自由设站法测得仪器设站点的三维坐标后,在线路上测定加密基桩的点位,加密基桩做为底座模板安装依据,其精度满足规范要求。在底座施工时,根据线路设计资料准确计算凸形挡台中心坐标,采用高精度全站仪在混凝土浇筑前测定凸形挡台中心点位,并测定该点位的法线护点。保证凸形挡台的位置不偏移,也便于安装基准器。然后进行底座混凝土的施工。
底座施工完成后再进行凸形挡台施工,在混凝土浇筑前根据设计资料先在路基面或梁面上测设基准器中心点位,并测定该点位的法线护点。以保证凸形挡台的位置不偏移也便于安装基准器。然后进行凸形挡台的混凝土施工。凸形挡台施工完成后,安装基准器,再次用高精度全站仪逐一测量基准器坐标,在线路前进方向一侧做好标签,依次进行编号、登记,记录好点位。基准器测量详见“直、曲线地段基准器测设工艺流程”。凸形挡台施工完,在进行轨道板安装时,以凸形挡台上基准器测量坐标为依据,精确调整轨道板的高低、方向、凸形挡台缝,使其轨道板中心线及凸形挡台基准器之间的连线与轨道板中心线重合,测量两凸形挡台间距离以均匀设置凸形挡台缝,保证线路方向符合设计要求。在轨道板方向位置确定后,在曲线段使用千斤顶初调、调整螺栓精调轨道板,采用轨距尺控制外轨超高,在轨道板的高程、中心线、凸起间隔调整后,在凸形挡台与轨道板之间钉入楔子固定轨道板,防止在砂浆灌注时轨道板跑位。轨道板前后、左右、高低经反复测量调整,精确测定出轨道板的正确位置后,保证其安装精度满足相应规范要求。
在下一循环施工时,测量应伸入上一循环不少于25m的距离,道岔两端预留不小于200m的距离作为轨道衔接测量依据5无砟轨道线路精测、定位测量,在长钢轨铺设后,安装充填式垫板前进行无砟轨道线路精测、定位测量。靠近轨道中线架设全站仪(自由设站法),对线路两侧的CPIII控制点进行测量,观测8个或12个CPIII标志点,测量数据自动记录在测量手薄里,采用严密平差方法确定仪器设站点的坐标和高程。图3为自由设站法测量设站点三维坐标示意图。
图3
在下一循环施工时,测量仲入上一循环不少于25m轨排的距离,保证钢轨的平顺6无柞轨道线路竣工测量。无砟轨道长钢轨铺设、安装、定位完成后,采用轨检小车进行无砟轨道竣工测量。在线路两側利用CPIII控制点进行维护基桩测量,基桩测量满足规范要求,采用轨检小车检测线路的中线位置、轨面高程、测点里程、坐标、水平、高低、扭曲等。
三、对无砟轨道施工关键技术控制一些建议
(一)基础工程沉降控制
高速铁路无砟轨道与我们的有碎轨道相比,具有刚度均匀性好、稳定性高、维修工作量小、结构耐久性强,且高速列车安全性、平稳性也能得到满足,舒适性的要求也可以达到,成为高速铁路轨道结构的发展方向。无砟轨道的平稳性是建立在基础工程的稳定性之上,这一点我们要清醒地认识到,基础工程变形及沉降在无砟轨道中有着严格的要求。在建设中,要选择科学合理的地基处理技术和方法,高度重视基础工程的地基处理,路基工程填料选择及填筑作业要严格按设计标准的要求做好,开展分析及观测对基础工程的沉降变形,进行沉降变形分析及评估在我们铺设无砟轨道前进行,沉降达到规范要求,变形趋于稳定,方可铺设无砟轨道。
(二)水泥乳化沥青砂浆的质量控制
板式无碎轨道工程质量的关键和薄弱环节就是水泥砂浆的耐久性。施工、材料及环境温度等因素影响着水泥砂浆,质量控制难度也较大,也是一种施工的敏感性材料。原材料(包括水泥、添加剂、砂子、基质沥青、乳化剂等)是质量控制的源头,原材料质量标准要严格控制,加强水泥砂浆的配比及性能试验,做好采购、运输、存放等工作;选择合适的搅拌设备,掌握好灌注工艺与拌合,计量的准确性要在拌合中严格保证。
(三)无砟轨道刚度均匀化
桥(涵)路过渡段和岔口刚度均匀是无砟轨道刚度均匀化重点。设计中要提出明确要求,对桥(涵)路过渡段长度、型式、材料、施工方法等,过渡段施工方法、工艺的控制在施工中应加强,确保符合有关要求,引起线路的不平顺防止过渡段刚度的差异,整体刚度均匀性及岔口与区间轨道刚度的一致性是无柞轨道道岔刚度优化的原则。岔口轨道刚度、扣件系统刚度在无砟轨道设计中要合理设置,使系统刚度匹配,在进行岔口过渡段设计时。
(四)无砟轨道铺设精确定位
毫米级是无砟轨道铺设精度要求,关键的技术保障是精确定位与精密测量。精密测量是做好精确定位的前提,控制定位、线形及构筑物定位、工程准确定位是精密測量的内容。建立在精密测量网基础上的精密测量,要按有关规范要求做好高程网的测设和管理与CPI ,CPII,CPIII,轨道施工控制网的各项工作要做好。要做好单元板铺设定位、基准器设置、轨道板状态调整,在单元板式无砟轨道铺设时,, 包括轨向、高低、水平、砂浆及树脂灌注、轨道状态调整。要做好安装定位、轨排粗调、混凝土浇筑前对轨道精调和浇筑后精调、复测等工作,在双块式无砟轨道床板施工时。
(五)科学合理的无砟轨道施工组织
无砟轨道接口多样性、技术复杂。在无砟轨道工程中必须贯彻精细施作、精确定位的理念,需加强施工组织的研究和编制,施工组织方案、物流组织方案等,要科学合理制定。应配备专业化的工装设备,采用专业化施工队伍,坚持标准化施工,强化技术与管理,加强专业培训,做到过程有序可控,提高施工工效,确保工程质量。
(六)抓好无砟轨道工艺试验段建设
应组织无砟轨道工艺性试验段的建设,对我们的大规模无砟轨道工程施工,掌握各项技术要点,优化施工工艺,调试工装设备,完善技术细节,形成标准化作业模式,使施工组织达到最佳,开展支承层、水泥沥青砂浆和混凝土配合比的工程化放大试验,验证钢筋绝缘措施、轨道板、轨彬与扣件匹配等接口技术问题,通过工艺试验段的实践及总结,指导无柞轨道施工。
四、结束语
总之,要进一步丰富完善无砟轨道设计理论,大跨钢桥上无砟轨道及轨道减振降噪技术,加强无砟轨道长大桥梁应用技术,水泥乳化沥青砂浆垫层材料耐久性、新型砂浆垫层材料等方面深化研究,突破桥上道岔、特殊复杂桥梁结构无砟轨道关键技术,进一步加强无砟轨道部件制造和施工质量的过程控制,加强无砟轨道综合养护维修、检测技术及长期性能观测的深化研究,不断丰富完善我国速铁路无砟轨道技术体系。
参考文献:
[1]炊亚妮.高速铁路无砟轨道施工技术难点分析[J].民营科技,2013,04:238.
[2]郑建峰.李鸿样.十二局集团无砟轨道施工技术为高铁助跑[N].中国铁道建筑报,2013-06-13001.
[3]于剑.浅谈高速铁路的无砟轨道施工技术[J].中华民居(下旬刊),2013,02:310-311.